超千吨整体现浇梁顶升更换支座垫石技术

发表时间：2021-03-11 10:26:54

鹤大高速鹤岗至佳木斯段K12+246鹤立跨线桥为主线下穿分离桥，桥梁全长86.40m，上部结构为17m+2×20m+17m钢筋混凝土连续箱梁，框架式桥台，墩台基础均为钻孔灌注桩。桥面宽度净7.0m+2×1.0m人行道。控制来完成桥梁试顶升，同时使桥梁的内应力最小。（3）监控系统压力的监控有助于顶升力的控制，位移的监控能够保证顶升过程中各位置同步，应力监控能够避免内应力集中而使梁体结构受损。桥梁顶升过程中，梁体结构的内应力是由各顶升点的压力和位移共同作用的结果，因此,在没有应力监控时，可通过对压力和位移的实时监控来判断梁体结构的内应力是否超过允许值。

根据哈尔滨工业大学2015年8月的《桥梁技术状况评定报告》病害调查结果，原桥板式橡胶支座大部分存在老化、鼓肚、位移等现象。此外，该桥跨越鹤大公路，上行侧最小净高为4.90m，桥下净空不满足高速公路的使用要求，该桥因净高不足已出现过安全事故，梁底有明显的剐蹭痕迹。

根据《K12+246鹤立跨线桥维修工程变更设计施工图设计文件》，该桥支座、垫石改造方案如下：
（1）更换支座
桥梁整体顶升后，拆除墩顶盆式支座后将桥墩顶垫石加高；凿除桥台挡块后加高桥台垫石并重建桥台挡块，更换全桥支座。
（2）顶升桥梁
本桥为主线下穿分离桥，由于桥下净空高度不足，车辆经常刮蹭主梁底面，为了彻底解决问题，本次设计将桥梁整体顶升29cm来增加桥下净空。桥梁顶升采用整体顶升方案，桥梁伸缩缝及栏杆处断开后再进行顶升。

顶升原则

全桥上部结构需整体顶升，在上部结构顶升过程中不允许产生新的裂纹或破坏原桥结构。

顶升工艺流程

顶升准备

    （1）提前与当地政府和路政等部门取得联系，保证施工期取得相关部门和当地居民配合。
    （2）根据设计要求提前购入盆式支座，切割钢垫石、限位挡块等所需钢材，并做好试验检测工作。
    （3）封闭施工现场交通，并在距施工地点500m处开始设导流措施。
    （4）断开原天桥固定支座、伸缩缝和栏杆位置，并进行桥台处理，为梁体顶升做准备。

（5）清理原支座附近杂物，在每片梁底设置所需千斤顶，可以单独控制并在每个千斤顶上设置25×25×2cm钢垫板；在充分保护梁体的同时，做到平稳顶升。

（6）检查施工所选用得PLC液压技术控制多点同步顶升系统，从而确保施工过程中PLC系统处于良好状态。

安装顶升支架

搭设反力支架、临时操作平台；合理布置千斤顶及顶升系统。

（1）桥墩支座处设置钢支架，按设计要求进行测量放样，确保梁体顶升高度为29cm。
（2）支架截面选用2×I40a 和2×I50a紧靠桥墩两侧设置，每个桥墩两支架都用[20槽钢连系，上中下共设五道系杆，并与桥墩固定。

（3）支架都支承在相应的路面上，底部设支架基础9x1.0x0.6m（长x宽x高）(支架顶面用φ12钢筋设15x15cm钢筋网)，沿支架设置爬梯。

（4）支架上部距桥面底面1.9m处设工作平台，供操作人员使用。支架顶部设千斤顶平台，其高度和大小视千斤顶高度和底座大小确定。

预顶升

顶升支架架设之后，在钢架上放置钢横梁，每个钢横梁放6台液压千斤顶，为了消除支撑本身的非弹性变形或沉降，分次同步等高试顶，首先将千斤顶加压60%，顶至主梁脱空2-5mm即可停止，并停放5-10min进行观察，记录测点应变、结构变形等情况，为正式顶升提供依据，无任何变化后才能开始整体顶升，整个试顶过程千斤顶受力方向一定要与梁板面垂直。

整体同步顶升

将桥墩支架底脚支承在混凝土底座上。桥台处锥坡应适当拆除一部分修建支架混凝土底座，搭建工作平台。桥台位置直接将钢垫石与新支座布置在桥台上，桥墩位置施工则利用钢支架支撑梁体，进行钢垫石与新支座更换。顶升支点位置应尽量靠近支座位置，千斤顶上部于梁体接触垫板面积大于或等于支座支撑面积。每个千斤顶之间的顶升高度差不超过2mm。梁体顶升利用油压泵和毫米表对每台千斤顶顶升力和顶升高度进行双数据控制，墩、台处千斤顶分次同步等高顶升，并每次顶升后加设保险钢垫板。顶升过程中千斤顶必须按照设计的行程，在专业人员的指挥下同步顶升，严格控制最大提升速度不能超过1mm/min，坚持使用最小提升量原则，即尽可能在最小的提升量下缓慢抬起。在梁体抬升约5mm立刻停止，并用临时保险刚垫板塞入梁底形成临时支撑点，注意垫板与千斤顶的接触面均设置防滑垫。支座处保险钢板距桥底面间隙始终不大于2mm。顶升后选用厚度为2mm、5mm、10mm、20mm、50mm的保险钢板，以顶推法置换，以防止油压千斤顶突然回落。在确定梁体钢垫板设置牢固，进行导顶，历经数次导顶达到设计顶升高度。两端伸缩缝拆除后，每端分别插入4×6木方三根，以防梁顶起后纵向滑动。施工过程中，采用位移控制法同步顶升，以保证各片梁均匀顶升。