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桥梁结构整体顶升施工技术探讨

(1.江西省抚州市公路局临川分局;

2.江西省抚州市公路局直属分局) 摘要:从工程实践表明,对于既有桥梁结构升降控制技术具有许多优点,可以使旧桥结构继续发挥作用,又 能满足新规范的设计要求。这项技术的施工工期较短,桥梁顶升工程投资与重新修建新桥相比较小,符合经济性的原 则;鉴于此该施工技术的应用优势,本文通过结合笔者实践经验,对该施工技术进行详细探讨。

关键词:桥梁施工;顶升施工;盖梁施工 中图分类号:U445 文献标识码:C 文章编号:1008—3383(2013)11—0064—02 1 引 言 当前,桥梁顶升已修建的桥梁中不管是采用预制装配还是整体现 浇,上部结构基本上是由T形粱、工字梁、空心板、实心板、小 箱梁组成。使用多年后,随着现代城市道路交通流量的增 大,桥梁顶升需要改建。旧桥完全重新建设往住工程量大,而且费用 较多,这时就可以采用桥梁结构升降控制技术。这项技术的 升降工艺设计包括支撑体系的设计和液压体系的设计,其中 支撑体系是整个桥面升降技术的关键,桥梁顶升还要采用合理的整体 升降施工以及完善的监测体系,来保证这项技术的顺利实 施。

2 桥梁升降施工措施 对支承体系和液压体系建立并调试、测试好后,桥梁顶升即可切 割立柱。立柱采用钢筋混凝土钻石钢线切割机,通过采取切 割钢支管及扁担梁应当把盖梁托起,同时通过采用千斤顶来 顶紧扁担梁。同时应当采用钢筋混凝土钻石钢线切割机切 割,每根立柱的切割只需1.5~2.5 h,具有体积轻巧、切割速 度快、切割能力强的特点,切割时采用水冷印,无施工粉尘, 无噪声,切口平整。 桥梁顶升为有效地确保盖梁顶升过程的平稳安全,采取30 s、 30 8、1 min、l rain、30 s、2 rain??逐步顶升,尤其是对于特别 是顶升初始阶段以30 s、30 8的问隔同步调整一组千斤顶。 当顶升盖梁到设计标高后,则应当合理地分析盖梁支撑点与 桥面标高之间的高差,通过调整支点杆的最后节高来实施控 制。调整时可采用薄钢板以及楔形钢板衬势垫实,来保证扁 担梁能全部均匀支承于支撑杆上。同时应当对其采取观测 24 h,待盖梁及桥面高程稳定后,扁担梁与支承杆焊接固定, 而且支撑系统全部加固完毕后,则可采取立柱更新接点。 根据现有立柱焊接所需长度,在原立柱截断处上、下端 允许长度范围内,应当凿除原混凝土,让原立柱露出坚向主筋。桥梁顶升施工中下端立柱混凝土全部拆除,为便于混凝土浇筑密 实,上端的原立柱混凝土按图1中阴影部分保留,露出所有 主钢筋。原立柱的新旧混凝土结合部分表面凿毛,以便于新 旧混凝土的连接。混凝土拆除后,须用水清洗,不得留有灰 尘及杂物。 结合设计要求,接高立柱部分应采用原同等规格立柱的 竖向主筋和加箍箍筋。通过采取双面电焊竖向接高主筋与 立柱两端露出部分的主筋。同时考虑到由于盖梁顶升后台 将会产生纵向位移,桥梁顶升而造成立柱出现偏心,因此必须对其采 取加固处理。结合以往的工程实践经验,通常采取的加固处 理方法是在原立柱外侧种植16@150的竖向钢筋,种植深度 为48 cm,外侧并加钢护筒。钢护筒高度以立柱切割线以上 50伽为原则。接高立柱混凝土采用与原立柱同标号的膨 胀混凝土,在混凝土浇筑过程中须分层振捣密实。通过混凝 土用量,推算出浇筑混凝土高度,每隔30 em左右一层,须振 捣密实后,方可继续浇筑。接高立柱施工完成后应当对其采 取养护处理。 当混凝土达到设计强度时,可以进行上下横梁安装,准 备板梁顶升,调换支座,采取一跨板粱进行同步顶升(降)。 桥梁顶升在进行支座安放前,首先在盖梁上铺设环氧砂浆,而且应当 控制固结时间6小时左右为宜,依靠板梁的自重来有效地压 实支座的空隙。支座安放完后,落梁并开始拆除顶升(降) 系统和支承系统。

3 升降控制技术措施 为有效地确保桥梁顶升质量,应当对升降的每个环节采 取严格的控制。

(1)合理地确定桥面的升降高度,对于桥面每次升降高 度如太小,则会影响作业效率,增加劳动强度;如太大,则稳 定性和安全性则会受到较大影响。桥梁顶升结合工程实践经验,笔者 总结出应当结合以下因素来确定出升降高度。以升(降)盖 梁上两跨土梁下降转动时不发小碰撞为条件,计算时应当结 合实测粱间隙及端成形角度,同时考虑纵向稳定,确定每次 升(降)最大高度。从施工组织角度来分析,应当结合工期 要求,确定每次升降最小高度。同时应当适当地考虑施工人 员的安全心理对梁倾斜的直观感受,一般每次下降15— 30 em为宜。

(2)切断立柱后,桥面全部重量将会由顶降系统的钢管 支撑,桥梁顶升理论上处于不稳定的机动状态。在多次循环顶降过程 中,盖梁易产生纵桥向和横桥向的偏位;因盖梁下缘的千斤 顶为单点支承,当盖梁上缘上部荷载的等效合力与千斤顶不 在同一条力线上时,盖梁将在竖向平面内产生转动。结合二亡 程实践经验,笔者认为为有效地避免上述情况,可采取如下 措施:(1)为防止桥纵向偏位,每次升降高度应当不宜太大, 一般控制在15—30 cm,且适宜取小值。(2)为防止桥横向 偏位,应确保同一盖梁下的所有千斤顶在同一轴线上并同时 升降。在立桂外侧配以标尺,用水准仪正确读出盖梁实际升 降高度并及时调整。另外,应根据上部荷载大小及支座位 置,通过计算确定千斤顶支点位置,并经试顶观察盖梁是否 转动,可采取经纬仪检测立柱的垂直度来确认。

4 工程实例 为了不影响正常交通,在不封路的情况下完成新建高架 桥的凌空跨跃,工程采用了向空中借地——大型钢箱梁整体 顶推滑移的施工方法。本工程共四孔钢箱梁,采用顶推施工 法拼装施工。即连续钢箱梁在拼装平台上拼装后,用自动连 续顶推设备,顺着道路方向在拼装好的桥面上沿着轨道滑 行,把箱梁自动连续顶推到移动桁架上。该工程将顶推滑移 施工方法的基本步骤归纳为“首联拼装,桥面组装,滑移就 位,液压下降”。其意思是指在东、西跨端原位拼装首联钢箱 梁;然后以该钢箱粱为组装平台,在其上进行其他分段的组 装;以三孔(最大)连续钢箱梁,在已经施工好的桥面上滑移 (滑移最大单元132 m x29 m,重约1 800 t)至滑移桁架的移 动台车上,继续纵移至安装位置上方;再由液压同步下降装 置将钢箱梁同步下降至设计位置。 本工程顶升方法采用直径为580带法兰钢管作为支撑 杆,通道扁担梁、上横梁、下横梁、剪刀撑杆等制成顶升支撑 体系,形成一个稳定结构,并支承于旧桥墩上,确保顶升体系 的稳定。这套顶升支撑体系既能顶升盖梁,又能顶升板梁 盖梁顶升液压系统采用6组(一组为4台500 kN千斤顶)千 斤顶;板梁的顶升采用27台500 kN千斤顶。立柱采用钻石 钢线切割。上部结构降升到位后进行立柱加固,原立柱的竖 向主筋采用双面绑焊,并在原立柱外侧承台上种植坚向加固 钢筋。 开始进行顶升盖梁时,首先采取一组千斤顶供油,缓慢 地递增千斤顶的压力以及流量等。但值得注意的是应当对 千斤顶采取检查,检查时间适宜选取在把千斤顶压力顶升到 计算值的85% 时,则采取停止供油,然后进行千斤顶的检 查。当检查后确保各个部位正常后再继续进行供油,在供油 过程中还应当继续对千斤顶观测,对于存在相对误差大于 3 mm情况时应当立即停止供油,通过采取不断的调整来控 制各个千斤顶的上升速度的一致性。 对于本工程来说,在顶升板梁施工中采取27台500 kN 的千斤顶,组成两组,前面一组采用13台,后面一组采用14 台,把27台千斤顶均匀分布于上下横梁之间。顶升盖梁的 施工过程,结合实践经验,笔者总结如下:首先应当对千斤顶 采取调整处理,确保各组的千斤顶其顶升速度应当一致,然 后再采取顶升施工。在顶升过程中适宜采取顶升速度为 3 mm/min,而且每顶升50 rain就应该停顿进行观测,如此直 至顶升至250 mm为止。

5 结语 由于交通运输迅速发展,已经开始大规模采用这项技术 进行旧桥梁的改建设。文章介绍已建桥梁结构升降控制技 术;最后结合具体的工程实例进一步阐述这项技术,为同类 工程提供参考借鉴。

2.3 隧道施工中围岩渗水、涌水控制 隧道施工中围岩渗水、涌水是正常的,即使是较集中的 涌水也不可怕,只要有准备。问题就是管理人员不搞好技术 交底,不超前预报,也不检查超前探孔,施工人员不按要求施 工,主要是不打超前探孔,一炮放开突水突泥,造成人员、设 备的损失事故。因此主要的防范措施是搞好超前预报和超 前探孔,防止突发事件。至于发现有水有泥的情况如何应 对,就是根据围岩、水量、泥量、位置等具体情况作出正确的 判断,具体情况具体对应,排水堵水,措施总是有的,打反坡 隧道必须具备排水设备,长大隧道的中间开下坡横洞,必须 有排水管道和设备,开工时就应检查。目前还没有那条隧道 通不过去的。

2.4 洞身初期支护 初期支护表面应平整,无空鼓、裂缝,并用喷混凝土(或 砂浆)对基面进行找平处理,平整度用2 m靠尺检查,表面平 整度允许偏差:边墙5 cln、拱部7 em,表面平整度应符合下 式要求 D/L≤ l/6 式中:三为初期支护表面相邻两凸面间的距离;D为初期支 护表面相邻两凸面凹进去的深度,外露锚杆做切除处理,并 用砂浆抹平,局部漏水采用注浆堵水或埋设排水管直接排水 到边墙底纵向透水管。

2.5 其它不安全因素的防治 进洞必须戴安全帽,特殊情况的低压照明,不允许采用 裸露线、明接头,防止触电伤人和静电引爆,大量采用新化工 材料(如防水板、风筒等),要严格控制火源,如电焊、电线短 路起火、抽烟点火等。汽车运输堆渣不能太高,防止掉渣伤 人;开挖、挂板、衬砌台车属高空作业要注意台车的稳定性和 围栏防护;风枪工要经过培训,安全操作,防止高压伤人和风 枪冲倒伤人;高压冲孔用弯管,人员不要站在孑L正面等。放 炮要按操作规程,火药的领、退、保管按规定办;敲帮问顶、瞎 炮处理的安全。

3 结束语 综上所述,在隧道施工过程中一些环节一旦存在施工不 当就极易引发安全事故,因而在隧道施工过程中应当做好每 一方面的工作,从隧道的设计到施工,做好每一项准备工作, 并且加强对于施工过程的管理,确保施工的安全。在隧道施 工设计之前还应当做好施工设计的准备工作,对于施工区域 的地质状况进行细致的勘探,对于存在地质问题的区域应当 及早提出并制定相应的解决方案,以确保工程能够顺利的开 展,确保整个工程的施工质量。


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