矮千斤顶顶升法更换连续梁桥支座.doc

矮千斤顶顶升法更换连续梁桥支座 摘 要：通过对某高速公路L1、L2、L4三座连续空心板梁互通式立交桥的支座更换，恢复桥梁的安全正常运营。用矮千斤顶顶升桥梁上构进行支座更换施工工艺既科学、实效，又简便、安全，具有较强的适用效果和参考意义。 关健词：桥梁、支座、顶升、更换 一、前 言 某高速公路L1、L2、L4互通式立交桥建于1997年，至今运营时间已有6年，桥梁墩柱、梁底、桥面都有不同程度的裂纹出现，特别是桥面破损严重，经交通科研单位检测鉴定为支座变形所造成，需对桥台及各桥墩处支座予以更换。 二、工程概况 该高速公路L1、L2、L4三座连续空心板梁互通式立交桥是一个多肢、混合型的立体交叉，按荷载汽——超20级，挂——120设计。其中L1桥桥跨布置为16m+4×20m+16m，梁高0.85m，宽9m，桥墩为单桩式桩基础，桥台一侧为双桩式桩基础，另一侧为一字型桩基础桥台；L2桥桥跨布置为 10m+16m+10m，梁高0.85m，宽9m，桥墩为单桩式桩基础，桥台一侧为一字型桩基础桥台，另一侧为重力式U型桥台；L4桥桥跨布置为13m+4×16m+13m，梁高0.85m，宽12m，其中左右两边各有2m宽人行道挑梁，桥墩为单桩式桩基础，桥台为双桩式桩基础。L1、L2、L4桥均属于弯桥，其平、纵断面均处于曲线上。 三、施工组织 根据本次施工任务组建L1、L2、L4桥支座更换项目经理部，制定详细、严密的施工方案，配置人力、机械及设备，使本次施工安全、有序、顺利地进行。 本顶目配置高70mm，φ=300mm的圆形扁式油压千斤顶（最大顶升重量为250T，最大行程为15mm）共20台。 四、制定施工方案 项目初步制定的是采用万能杆件拼装支架支撑，大吨位千斤顶起顶的支座更换方案，为便于安装支架并提供足够的支承能力，需在支架下设置钢筋砼基础。经详细审查设计图纸，地基为人工素填土，钢筋砼基础置于其上产生的沉降量较大，若采用大吨位螺旋千斤顶，同时高行程（80mm左右）起顶，当发生不均匀沉降时，同排一部分千斤顶受力增大（可能超出千斤顶最大受力，使千斤顶损坏），另一部分千斤顶受力减小而此时行程很大（大于梁的允许变形值），会损坏梁体。为了减小沉降量，必须增大钢筋砼基础尺寸，并对支架进行预压，此方案工程量较大且工期加长，安全性也不是很高。出于安全的角度考虑，充分利用梁体与墩顶的空间，制定了一个更加可靠的施工方案，此方案采用钢管包箍墩柱，用高度为70mm，φ=300mm的圆形扁式油压千斤顶（最大顶升重量为250T，最大行程为15mm）配电动油泵进行梁体顶升更换支座，避免沉降造成突然卸载的影响，圆形扁式油压矮千斤顶的最大行程为15 mm，且为单油路，操作控制顶升量更为简便，使梁体的变形值控制在允许的范围内。由于千斤顶放置于梁体垫石与墩顶之间，方案制定时需对每座立交桥各墩台处顶升的重量、墩顶及垫石顶局部受压、钢管包箍增强等进行计算，同时由原设计部门提供起顶时梁板的允许变形值，以便在实际施工过程中对施工工序进行严格控制，确保梁体的变形在允许范围内，保证施工过程中的桥梁结构安全。以L1桥为例，起顶重量、钢管包箍增强、局部受压等计算过程如下： L1桥不等跨径连续梁支承反力计算（按去掉桥面铺装计算）: 根据连续梁电算程序计算得各墩台支承反力： 墩台号 反力（KN） 墩台号 反力（KN） 0#台 1055.5 1#墩 3444.7 2#墩 3487.8 3#墩 3461.4 4#墩 3493.7 5#墩 3434.9 6#台 1060.4 局部承压计算 依据各墩台受力情况，在各桥墩顺桥向支座两侧安设两台250吨圆形扁式千斤顶（规格为φ300×70mm），在各桥台横桥向三个支座之间安设两台250吨圆形扁式千斤顶（规格为φ300×70mm），千斤顶最大行程为15mm，每次顶起时控制在10mm左右。由于千斤顶作用，使墩台顶部处于局部承压状态，根据最不利原则，以4#墩为例进行局部承压应力计算： (1) 墩柱混凝土加钢管包箍后通过钢管预压紧箍作用可提高砼抗压强度（如图4，单位cm）， 钢筋砼短柱轴心受压组合强度计算式为： N0=Ra×Aa（1+θ1/2+θ） ① θ=Rs×As/Ra×Aa ② Ra 1=Ra×（1+θ1/2+θ） ③ 式中： θ——钢管砼杆件的套箍指标， Rs——钢管材料的抗拉、抗压设计强度 As——钢管包箍截面面积 Ra——砼抗压强度设计值 Ra 1——钢管包箍砼抗压强度 Aa——核心砼截面面积 套箍指标： θ=Rs×As/Ra×Aa=215×3.14×（0.612-0.62）/（14.5×3.14×0.62） =0.49837 混凝土加钢管