公路桥梁工程梁板整体同步顶升技术的探讨

公路桥梁工程梁板整体同步顶升技术的探讨摘要：公路桥梁梁板整体同步顶升技术保证桥梁上部结构的整体性同步顶升，该方法经济、安全、施工简便、不影响桥面交通。采用一种超薄型液压千斤顶通过电动液压泵配合分流阀来使多台千斤顶同步工作，完成大吨位梁板整体同步顶升，解决了狭小空间梁板整体顶升的难题。关键词：公路桥梁空心板梁整体同步顶升施工工艺在公路桥梁工程建设过程中，由于使用年代久远或各种各样的原因，导致出现梁体标高达不到设计要求、支座型号安装错误、支座位置安装不正确或出现支座剪切变形等问题、这些问题在广东佛开高速公路k62-k79段的桥梁，建于上世纪九十年代前期，由于行车荷载及桥台处路基挤压及使用年代久，造成部分支座垫石出现开裂、空心板支座出现剪切变形等问题，公路桥梁工程中各种形式上部构造中时有出现，包括装配式的小空心板、大空心板、小箱梁、t梁、i梁和现浇连续箱梁，此类问题出现后必须及时进行处理，否则将影响桥梁受力结构和交工验收以及桥梁营运安全。而桥梁梁板底下空间一般比较采用狭小，使用薄层千斤顶对桥梁的上部结构实施整体同步顶升，是解决这些问题的一个理想方法。下面以某高速公路维修工程中空心板梁顶升更换支座为例对同步顶升技术进行探讨。1工程概况需要对该桥支座垫石和支座进行纠偏或更换处理，该桥设计为：桥跨为2×20m，下部构造为钻孔灌注桩，两柱墩，桥台为座板式桥台，上部构造为装配式先张法预应力空心板，每跨有20m先张法预应力空心板16片，空心板中板重量为310kn，边板重量为367kn。1.1施工难点1、要控制好各垫石调整后的标高，应确保各垫石调整后标高达到设计要求，这样才能保证各支座的均匀受力；2、部分梁底空间高度小，超薄千斤顶也不易放置；3、保证临时支撑用的钢板和钢垫块的稳定；4、控制每一片梁、每一跨同步顶升；5、对于需要搭设支架的桥墩，对地基的处理应着重，以便满足顶升要求。6、顶升高度大；控制梁体在顶升过程中不会发生横向或纵向偏移。1.2施工特点1、全桥单幅顶升过程，梁体重量较大，变形控制显得为重要。2、为精确控制每片空心板梁的顶升高度，顶升力的控制相当关健，同时要求在每一片空心板梁梁设置一个控制点，安装百分表控制每一片梁最终顶升高度。3、根据施工图纸要求和现场施工环境，顶升施工空间狭小，因而顶升过程中必须搭设支架，用于顶升过程施工人员和机具的工作平台，对基础的处理及支架搭设技术要求较高。4、加强顶升过程中的监测，在两侧防撞墙安装百分表，观测顶升过程中梁的横向位移，如发现异常情况立即停止顶升，并采取相应的措施。5、在顶升前对桥梁附着物（电缆、光缆、管线等）进行有效保护，避免在顶升时因搭架或凿除垫石等损坏；6、认真检查桥台位置横向伸缩缝、背墙及挡块，如果与梁体结合紧密的必须给予凿除，避免在顶升时伤害梁体。综上所述，本次桥梁顶升方案采用trsm-1000薄型同步千斤顶进行整体同步顶升。2施工方案该工程施工的流程：检查桥台位置横向伸缩缝、背墙及挡块→解除有影响的桥梁横向联系→支架基础处理→搭设支架→安装超薄千斤顶及同步阀→安装防侧移装置及位移观测装置→千斤顶同步顶升→安装支座垫石→更换支座→千斤顶回油→支架拆除。2.1施工准备根据图纸要求的尺寸和数量预制钢筋和支座垫石，并根据其所在位置对预制的垫石进行编号，以便梁体顶升后能及时放置适应高度的支座垫石。准备顶升过程中需要使用的足够的临时支撑用的钢板、钢垫块。2.2搭设平台梁体加高工作是一项高空作业，工人要在高空进行拉提重物、观测和更换支座等工作，因此搭建高空操作平台是一项必不可少的工作。对施工平台的要求：1、施工平台有足够的强度、刚度和稳定性，能承载竖向和水平推力作用，变形小，稳定度高；2、平台与梁底保持1.6m～2m的空间，充分保证人员的易操作性；3、梁体下面的施工平台及搭设的支架联成整体；4、支架用膨胀螺栓固定在盖梁上；2.3顶升工艺2.3.1顶升设备选择因需施工的梁体与盖梁间的高度间隙较小，经选择，在施工过程中采用trsm-1000薄型同步千斤顶。该千斤顶的本体高度为87mm，能较好的满足在较小顶升空间中的施工任务。trsm薄型同步千斤顶，设计有安全保压装置，内置卸压阀防止过载，以保护千斤顶以利于安全操作。并设计四组截止阀，可随时控制千斤顶同步升与降，该装置的连接，采用的是高压胶管和螺纹接头连接，具有使用快捷，并克服快速传统接头漏油缺点。trsm薄型同步千斤顶的参数：同步顶型号吨位t行程b-amm本体高度amm伸展高度bmm油缸内径mm油缸外径dmm工作压力mpatrsm-10001001686102182208632.3.2主要的设备工具清单：设备名称规格型号单位数量备注同步顶升系统16点同步控制套2超薄千斤顶trsm-100台32发电机15kw台1发电机20kw台1对讲机台5电焊机315台2冲击钻把4角磨机台4钢板块若干钢直尺把32位移传感器台32压力传感器台322.3.3顶升系统布置1、在净空高度大于9cm的情况下，在空心板梁端每两个支座间设置一个千斤顶，故盖梁上共设置16×2个千斤顶；在千斤顶放置前，清理放置位置或加垫薄钢板使其平整；连接管线、安装百分表等位移控制系统、安装防侧倾装置等必要辅助系统。针对部分梁体顶升空间高度较低，有的甚至不足9cm，超薄千斤顶不易放置，针对这种特殊情况，可采取在千斤顶放置位置将盖梁顶部保护层凿除一部分（不伤害盖梁内部结构），使之有足够空间安装千斤顶，在顶升完成后用环氧砂浆对凿除部分进行修补。2、当梁底至墩台顶面的净高9cm时，需在墩台两侧搭设支架顶升，搭设顶升支架前需对地基进行处理，处理方式可根据地基情况采用夯实或回填的方式进行，并铺设枕木，在枕木上搭设定型支架，支架顶部铺设方木，将千斤顶放置在方木上，在千斤顶下垫2cm厚钢板。2.3.4试顶及整体顶升在各项安装完成后，由专业人员对安装好的系统进行线路复查并进行试顶。试顶时，在专业人员统一指挥下将所有千斤顶慢慢加压至千斤顶受力时停止，观察千斤顶活塞活动情况及管线运行情况。如一切正常，将千斤顶卸载回初始状态，准备正式顶升。新的或久置的油压千斤顶，因油缸内存有较多空气，开始使用时，活塞杆可能出现微小的突跳现象，可将油压千斤顶空载往复运动2-3次，以排除腔内的空气。长期闲置的千斤顶，由于密封件长期不工作而造成密封件的硬化，从而影响油压千斤顶的使用寿命。如有异常情况出现，则立即检查管线，排除故障后再次试顶。正式顶升时，在专业人员统一指挥下所有千斤顶慢慢加压，每次顶升高度控制在5mm以内，同时填写好施工记录；整体顶起梁体至离开原支座约1.5cm时立即停止。顶升应由慢到快进行，随时检查梁体升高的均匀性，并进行调整。在各空心板原支座对应位置的前面各设置一个保护性超墩，超墩由厚度不同的钢板构成，以增加接触点和面积，提高顶升系统的稳定性，确保桥梁整体安全。该超墩随梁体的升高而进行加高，当停止顶升时应将超墩及时固紧，以保证结构物及施工安全。2.3.5千斤顶的更换及梁体加高加高过程采用超薄油压千斤顶顶升、在千斤顶下部和原支座上部加临时支撑的方法进行交替顶升。1、顶升办法：a根据每一片梁的顶升高度计算出每片梁每次顶升量，到位后在原支座上叠加各种不同厚度的钢板作为临时支撑；b落梁，将千斤顶油缸收完，由原支座上的临时支撑受力；c在千斤顶下部叠加钢板，加好后再顶升；d在加垫钢板厚度达到12cm后，用钢结构垫块代替钢板作为临时支撑：e重复循环上述操作，直至达到设计标高为止；f达到设计标高后；整体同步顶升1cm，取出旧支座；g由千斤顶缸体、钢板和钢结构支撑空心板，防止落梁；2、加高支座垫石及落梁根据各个桥墩垫石加高的具体高度预制支座垫石；a按图纸要求植筋；b制模板，模板上端标高与设计垫石标高一致；c进行混凝土浇注，浇注完成后进行养护；d待混凝土达到强度以后对预制好的支座垫石按其所应放置的位置进行编号；e顶升后凿除原支座垫石并按设计要求准确确认垫石位置以便放置新支座垫石。在垫石位置上涂抹环氧树脂砂浆，将预制好的新垫石放置到位，垫石安装时确保垫石顶面水平，同一片板所有支座垫石应保持标高一致，待粘接牢固、树脂干透后放置支座并准备落梁。f落梁时，空心板的纵轴线要与支座中心线重合；梁体的纵轴线与支座中心线相平行。为落梁准确，则应在支座垫石上按设计要求对支座中心点和边线做出准确标示。3、桥面恢复所有梁体顶升完成后，拆除支撑用的钢板和钢结构，拆除工作平台，对原桥面凿除部位，清洗干净，绑扎和焊接钢筋，并用聚炳烯混凝土恢复桥面。4、注意事项a如泵体的油量不足时，需先向泵中加入工作油才能工作。b估计起重量，切忌超载使用，如发现起重量大于设计起重量，应立即停止顶升。c确定起重物的重心，准确选择千斤顶着力点，同时必须考虑到地面软硬程度是否垫以坚韧的木材，以免起重时产生倾倒之危险。d千斤顶将空心板同步顶升后，应及时用钢板将空心板支撑牢，禁止将千斤顶作为支撑物使用，以免产生倾倒危险。e使用时先将手动泵的快速接头与顶对接，然后选好位置，将油泵上的放油螺钉旋紧，即可工作。将放油螺钉旋松，油缸卸荷。f在有载荷时，切忌将快速接头卸下，以免发生事故及损坏机件。g应保证梁底在垫石顶面的平行、平整，使其和支座上、下表面全部密贴，不得出现偏压、脱空和不均匀支承受力现象。h空心板与支座接触的底面要保持水平和平整。当有蜂窝或倾斜度时，要预先用环氧树脂砂浆对空心板底面进行捣实、整平。3结语采用薄型千斤顶能解决狭窄空间下大吨位构件的顶升难题。该技术所需设备简单，易操作，桥梁整体同步顶升技术的应用对于在保持桥梁上部结构的完整性的同时，抬升桥梁来满足通航要求，有着非常重要的意义。它既节省了投资的成本，又缩短了施工工期，对交通的压力影响较小，可为操作空间狭窄的结构国内工程加固维护施工作参考。注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。