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桥梁工程梁板整体同步顶升技术!


前言 

海南东线高速公路竣工通车至今运营时间已有15年,加上海南经济快速发展,东线高速公路交通量的增加,超大型与改装超高车辆也日益增多,使天桥受到过往超高车辆的碰撞和刮擦,严重影响了桥梁和车辆畅通行驶安全,需对桥台及各桥墩处支座予以更换。原设计为拆除桥面系,吊下板梁,加高垫石,重新安装板梁,重新施工桥面系。该施工方法施工时间长、成本高、吊梁移位堆放保管繁琐且需多次封闭交通,本着省时、经济和保持道路交通安全顺畅考虑,经过实地测量考察,组织各参建单位专家论证并完善相关方案,最终决定采用顶升新工艺。 

工程概况 

1、桥梁概况 

海南东线高速公路府城至琼海段左幅大修工程,全长100.1655公里,该大修工程项目范围内有三座跨线桥,桩号: K99+170.00、K99+225.00、K77+320.00。桥下净高不满足规范净高5米的要求,须提升。此三座桥始建于1992年,均为二跨,上部结构为2-16米混凝土空心板,桥梁全宽9米,每跨均7片板梁组成,全桥14片空心板,为简支梁桥。 

2、施工环境 

三座桥梁均横跨海南东线高速公路,交通量大。施工时须做好交通安全管制,保证东线高速公路车辆正常安全通行。 

3、工程量 

三座跨主线分离立交桥主要工程量:D250×420mm橡胶支座,预制垫石尺寸77cm×55cm×35cm,接高挡块、接高背墙混凝土58.89m3,重新安装D40型伸缩缝,桥梁引道接顺沥青混凝土528m3。 

4、施工内容 

高速公路主线交通安全设施,桥上两端施工、交通安全标识牌,支座垫石的预制及安装、桥梁顶升、浇筑垫石间混凝土、挡块、伸缩缝、引道接顺的施工。 

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桥梁顶升 

三座跨线桥梁都是两台一墩、两跨简支结构形式,采取了在盖梁、桥台两端上同时整体顶升的施工方案。桥梁顶升方案千斤顶全部放置在台帽及盖梁顶面上进行顶升,无需安装千斤顶的顶升平台支架。桥梁整体顶升高度35cm,加上原有的空间共为40cm高。本次施工只搭设施工平台。 

1、桥梁顶升施工流程 

桥梁顶升施工基本工艺流程为:搭设施工平台、设置支撑千斤顶的平台(台帽及盖梁顶面上)、安装千斤顶及油泵、安装监控测设施、梁体顶升、更换支座及垫石、卸载及梁板回落复位、拆除千斤顶及施工平台、安装伸缩缝、接顺引道路面。 桥梁顶升工艺流程:搭设施工平台→安装三角钢板支撑架→安装千斤顶及油泵→ 安装监控监测设施→解联→(检查桥梁是否真正解联、检查三角钢板支撑架是否松动、检查千斤顶是否漏油、检查监测设施是否安装好)→梁体顶升→更换支座及垫石→加高挡块→卸载及梁板回落→拆除千斤顶、三角钢板支撑架及施工平台。 

2、搭设施工平台 

顶梁工作是一项高空操作,工人要在高空拉提重物、安装垫石支座、位移观测和裂缝观测,因此,搭设施工高空操作平台是必须的。施工操作平台搭建有如下要求: 

(1)施工平台要有足够的承载力和稳定性。 

(2)平台与梁底保持1.6~1.7m的空间及宽度1.0~1.5m,充分保证操作人员的操作空间。

(3)在平台顶用木板铺设,铺设宽度要适用施工需要,用钢丝将木板与搭架绑在一起,要绑牢固。 

(4)平台周围安装安全护栏,布设好安全防护网。 

3、千斤顶布置 

在桥梁两侧边空心板各布置一个千斤顶、两块空心板中间铰缝位置布置一个千斤顶,一个桥台总共布置8台,盖梁每侧布置8台,全桥共布置32台千斤顶,每台千斤顶吨位100吨。 

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4、千斤顶及油泵 

三座跨线桥梁、每座桥梁板、桥面系、栏杆系总体恒重约为750t(经计算),整座桥梁采用32个千斤顶同步顶升,(梁板重269.36吨+护栏重86.45吨+桥面铺装66.56吨=422.3吨),每个千斤顶受力为P=422.3/32=13.20吨。本次桥梁顶升施工采用的千斤顶型号为CB100,180mm×40mm,行程1.5cm,100吨位; CB100,180mm×50mm,行程2cm,100吨位; CB100,180mm×75mm,行程5cm,100吨位; AYD-150,260mm×75mm,行程4cm, 150吨位;千斤顶满足顶升,稳定安全要求。每座桥梁顶升时同时采用了32个千斤顶。2B4/800B高压油泵4台,每台高压油泵控制8个千斤顶。 

5、安装千斤顶及油泵 

在桥梁台帽及盖梁上边板两侧及两块空心板中间铰缝位置找好放置千斤顶的位置,并经过整平,对安装千斤顶的部位的位置必须进行打磨找平,在千斤顶上、下必须采用钢板垫平,使梁板在顶升时受力均匀,且千斤顶顶面上、梁底下必须垫实,不能出现空隙。同时在每个千斤顶之间,每片梁板底面中间安装好临时支撑。开始时,因空间高度小,先使用垫叠钢板,等顶升到一定高度后换用钢护筒(中间填充满砼)支撑。安装时注意: 

(1)千斤顶、钢护筒或钢板临时支撑,垫叠钢板受力中心要在一条垂直线上,不能偏斜; 

(2)千斤顶安装一定要水平放置; 

(3)每块垫叠钢板一定要坚实,不能松动,在顶升前必须检查,如出现松动处得用薄钢板垫实。 千斤顶安装好后,为了保证各片梁整体、同步顶升,采用一台高压油泵控制8个千斤顶,在距千斤顶1米处安装一个控制阀,以便在千斤顶或油管漏油时及时锁死千斤顶,防止千斤顶回落,油管的另一端与液压泵相连。油管与油泵、千斤顶相连时,接口要垫好铜片,螺丝要拧紧,油管要摆顺。 

6、安装监控监测设施 

在桥梁底面安装百分表,百分表针尖顶实梁底,用来监测梁板竖向位移是否同步;同时,在盖梁处前后端梁与梁接处贴玻璃片或薄纸片,用来观测梁板间是否同步顶升,经现场实测数据表明,梁板整体、同步顶升。 

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7、梁体顶升 

(1)解联。即解除上部结构的联系。解除联系时要根据现场实际情况并结合原竣工图,现场定位梁端与背墙之间的桥面伸缩缝,然后在该缝位置切缝,凿开梁端与背墙之间桥面伸缩处的铺装层,切断钢筋以解除联系,以完成“解联”。三座跨线桥都在桥台伸缩缝位置解联。 

(2)梁体顶升前先检查影响顶升的设施以及主体结构与其它结构的连接是否已给全部拆除;检查液压系统油泵、油管、油表、油管接头、千斤顶是否漏油;检查支撑点垫塞钢板,是否松动、有无受力,支撑三角支架、螺丝、螺帽是否变形松动;检查油泵机内的液压油等材料、工具等。 

(3)检查完成并处理以上存在的问题后,开始试顶。试顶主要是为了消除支撑本身的非弹性变形,使千斤顶达到同步状态。当顶至每个千斤顶受力时,控制千斤顶芯不再上升,此时油压控制在4MPa,保持千斤顶稳定受力。操作人员再次检查各自所属部位以上情况,并观测桥下每片梁体有无变化,是否有裂缝等情况,进行观察无异常情况后开始整体顶升。 

(4)试顶完成后,在专业人员的统一指挥下所有千斤顶缓慢分级整体顶升。当千斤顶全部受力顶至梁体脱离原橡胶支座5mm时,油泵控制千斤顶芯不再上升,此时油压控制在10MPa,保持稳定2min,观察梁体的结构有无异常。如无异常,继续顶升至整跨第一次达到千斤顶位移值(小于1.5cm)(必小于千斤顶位极限移值)时,即停止顶升作业并利用准备好的钢板将梁楔紧,锁紧千斤阀门,赶紧垫千斤顶保护环使千斤顶不至于卸压而回落。当第一次顶升使整跨达到控制高度1.5cm时,对已顶升位置再进行全面检查并确定临时垫块对梁体已垫实,千斤顶就可以卸压。等接着准备第二次顶升,此时更换行程为3cm,高度5.5cm的千斤顶,检查千斤顶底部加垫钢板垫实。千斤顶上、下表面必与梁体及钢板全面接触,以及千斤顶、油管、油泵整套设备正常情况,再进行第二次顶升,并做好记录。 按上述顶升操作重复进行,直至梁体顶升设计要求高度。 

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8、更换支座及垫石 

取下垫石上旧橡胶支座,用人工配合机械凿除原支座垫石砼,凿除位置要安装新预制垫石,将墩、台帽顶上的砼碎渣,杂物清理干净,且表面凿平整,用环氧树脂砂浆找平预制垫石位置,安装新预制垫石。台帽、盖梁表面与安装新预制垫石连接处之间,环氧树脂砂浆要饱满、紧密。新垫石顶面要水平,最后按位置安装新橡胶支座。在垫石、支座安装完成后就可落梁。 

9、卸载及梁板回落复位 

落梁时将梁体缓慢顶升,当千斤顶全部受力顶至梁体恰好脱临时支撑时,取出临时支撑,开始卸载。卸载顺序与加载相反,分级卸载。卸载完毕后检查梁板与支座之间结合是否紧密,如有支座无受力或松动,用防锈薄钢板涂刷环氧树脂胶垫实缝隙,最后按设计要求在垫石间现浇20cm高水泥砼将同一桥台帽、盖梁的垫石连成整体,此时就可拆除千斤顶及施工操作平台。 

10、封堵桥面两端横向缝隙及高差 

顶升到位后用方木封堵桥面两端的横向缝隙,防止梁板在背墙和梁之间的空隙内滑动,且有利于通车,在施工伸缩缝施工时拆除。此时可先行开放交通。 

11、接顺桥面 

由于桥梁顶升后与原路面会有一定的高差,最后修筑水泥砼或沥青砼将桥梁两端路面接顺桥面。接高挡块安装伸缩缝。 


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