劉陶
摘要:隨著橋梁運(yùn)營(yíng)時(shí)間的推移,橋梁受環(huán)境、施工及車(chē)輛長(zhǎng)期荷載振動(dòng)的作用下,橋梁容易發(fā)生偏移、混凝土剝落、開(kāi)裂等病害。本文以某連續(xù)梁橋梁體梁體偏移病害作為施工對(duì)象,詳細(xì)闡述了針對(duì)該橋梁梁體糾偏的施工技術(shù),為后續(xù)該類(lèi)橋梁類(lèi)似病害處治提供參考建議。
關(guān)鍵詞:連續(xù)箱梁橋;梁體;糾偏;施工技術(shù)
1概述
1.1工程概況
某連續(xù)箱梁橋跨徑布置為跨徑布置(30.4+2-30)+5-30+40+3-30+40+5-30+4-30m,橋梁總長(zhǎng)686.68m。上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。
1.2主要病害
右幅第8跨箱梁整體向外側(cè)偏移2cm,左幅第8跨箱梁整體向內(nèi)側(cè)偏移2cm,左幅第14跨箱梁整體向外側(cè)偏移3.5cm。
2梁體糾偏施工技術(shù)
2.1中橫梁修復(fù)
修復(fù)破損開(kāi)裂較嚴(yán)重的中橫梁,再對(duì)其兩側(cè)面全部粘貼鋼板。如中橫梁與梁端的間隙過(guò)小,無(wú)法滿貼鋼板,可用鋼板條代替。
2.2蓋梁垃圾清理
對(duì)梁端間隙處的混凝土垃圾,使用電鎬和錘子進(jìn)行鑿除,確保梁間有足夠的空間方便梁體伸縮。
2.3頂升箱梁
2.3.1安全計(jì)算分析
(1)頂升力學(xué)計(jì)算
根據(jù)竣工圖紙資料,該橋病害梁體為先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn),分別進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果見(jiàn)下表:
由表可知,支座反力最不利為4×30m的跨徑組合。
選擇最不利結(jié)構(gòu)為4跨1聯(lián)30米先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁為主要分析對(duì)象,如其滿足安全要求,則L8、L14和R8為5跨一聯(lián)也滿足安全要求,此情況下施工過(guò)程中橋梁如處于安全狀態(tài),則可認(rèn)為其他結(jié)構(gòu)采用同樣的施工方法為安全可靠。4跨1聯(lián)30米先簡(jiǎn)支后連續(xù)箱梁通過(guò)梁體各構(gòu)件重量計(jì)算得出單跨橋跨的重量為587.04t;
設(shè)單跨長(zhǎng)度為L(zhǎng),自重均布荷載為q,單跨梁的截面慣性矩為I,梁體自重恒載為G=587×4=2348噸,q=19.57t/m。此體系為三次超靜定結(jié)構(gòu),根據(jù)三彎矩方程算法計(jì)算得出支座反力R0、R4為230.65t,R1、R3為670.97t,R2為545.16t。
(2)頂升方式與安全性分析
本次頂升施工最大頂升高度為5~10mm,為防止頂升一跨時(shí)對(duì)該跨梁體造成剪切破壞,施工時(shí)逐墩進(jìn)行頂升。
頂升示意圖
規(guī)范規(guī)定支座主要的參數(shù)控制:容許轉(zhuǎn)角正切值tan=0.0067,不計(jì)入汽車(chē)制動(dòng)力時(shí)的最大位移量△S=16.5mm。本次擬頂升橋梁為4跨1聯(lián)的連續(xù)組合箱梁結(jié)構(gòu),計(jì)算中忽略頂升墩頂兩側(cè)梁體的水平位移。通過(guò)計(jì)算分析均滿足規(guī)范要求
梁體的拉伸應(yīng)變驗(yàn)算如下,以確保梁體拉伸應(yīng)變不超過(guò)混凝土極限拉伸應(yīng)變,
上述計(jì)算表明,墩頂頂升5~10mm不會(huì)對(duì)梁體產(chǎn)生破壞,支座轉(zhuǎn)角符合規(guī)范要求。
2.3.2千斤頂?shù)倪x擇
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際查看及各項(xiàng)施工數(shù)據(jù)測(cè)量,箱梁連續(xù)處和伸縮縫處的墊石尺寸不同,箱梁連續(xù)處墊石邊緣距橋墩外側(cè)45cm,伸縮縫處的墊石邊緣距離橋墩外側(cè)只有15cm。通過(guò)上述計(jì)算分析,本次頂升施工箱梁連續(xù)處擬使用100t千斤頂,本體高度為86mm,外徑為18cm,伸縮縫處擬使用50t千斤頂,本體高度為46mm,外徑為12cm。連續(xù)組合箱梁連續(xù)處墩頂?shù)搅旱變艟嘣?4cm左右,采用的千斤頂能滿足凈距要求,伸縮縫處則在墊石上布置4排共48個(gè)50t千斤頂。安全系數(shù):f=100×24(或50×48)/670.97=3.57,在橋梁自重荷載作用下,有較高的安全系數(shù)。
2.3.3頂升支點(diǎn)布置
本次頂升施工中頂升點(diǎn)布置如圖所示。
頂升平面布置示意圖
千斤頂放置于墩頂墊石側(cè),臨時(shí)支撐置于千斤頂兩側(cè),臨時(shí)支撐選擇尺寸為20cm*20cm的鋼板。為確保千斤頂和臨時(shí)支撐不會(huì)對(duì)梁底造成局部破壞,需對(duì)千斤頂和臨時(shí)支撐的壓應(yīng)力驗(yàn)算。
梁底局部承受的壓應(yīng)力與千斤頂和臨時(shí)支撐相同,通過(guò)計(jì)算表明,千斤頂和臨時(shí)支撐均不會(huì)對(duì)梁體本身混凝土造成局部破壞。
2.3.4試頂
對(duì)同步頂升系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)核,確保同步頂升系統(tǒng)各部位使用效果良好且能熟練操作,千斤頂以及同步頂升系統(tǒng)安裝完畢后,開(kāi)始試頂,測(cè)試千斤頂能否達(dá)到同步狀態(tài),在主梁還沒(méi)有正式頂起時(shí)即可停止,并停放一定時(shí)間進(jìn)行觀察無(wú)任何變化后,才能開(kāi)始整體頂升。
2.3.5頂升
100t千斤頂?shù)男谐虨?cm,施工期間控制千斤頂最大行程不超過(guò)1cm,當(dāng)頂升高度滿足施工條件時(shí),停止頂升,將梁體緩慢落在臨時(shí)支撐上。
臨時(shí)支撐采用四氟滑板支座,同時(shí)在梁底接觸面設(shè)置不銹鋼板,在支座上涂抹硅脂油,確保梁體在支座上能夠自由滑動(dòng),以便下一步的橫向頂推。
頂升施工注意事項(xiàng):
(1)整體頂升過(guò)程中使用百分表嚴(yán)格監(jiān)測(cè)各千斤頂?shù)捻斏叨?,確保頂升量差值不超過(guò)±2mm。
(2)千斤頂頂升行程小,禁止使用時(shí)超過(guò)額定行程,以免損壞千斤頂。
2.3.6設(shè)置臨時(shí)限位裝置
為了防止橫向頂推前梁體在四氟滑板支座上橫向滑動(dòng),在蓋梁上植筋設(shè)置臨時(shí)限位裝置,同時(shí)在梁體較高的一端用手拉葫蘆對(duì)梁體進(jìn)行臨時(shí)固定。在橫向頂推開(kāi)始時(shí),除了手拉葫蘆,其他限位裝置均要解除。
2.4橫向頂推
2.4.1安裝反力架
該橋梁體頂推位置的箱梁是5跨一聯(lián)的組合箱梁,橫向反力架設(shè)置在偏移最大的橋墩處,和其相鄰的橋墩處設(shè)置橫向滑動(dòng)裝置保證梁體可在裝置上橫向滑動(dòng),
橫向反力架設(shè)置在蓋梁及擋塊上面,在受力位置要進(jìn)行植筋和粘貼鋼板,以確保反力架的安全性,具體見(jiàn)下圖。
反力架示意圖
2.4.2安裝橫向限位裝置
為使梁體在控制下水平旋轉(zhuǎn),在伸縮縫內(nèi)安裝楔形木塊,同時(shí)在擋塊與梁體間的預(yù)定位置放置木塊作為橫向限位裝置,限位裝置與主梁的距離為糾偏的距離,以保證糾偏就位后,主梁剛好與橫向限位木塊接觸。
2.4.3試頂
對(duì)橫向千斤頂進(jìn)行試頂推,觀察梁體各部位有無(wú)異常,如有異常應(yīng)及時(shí)停止試頂,并進(jìn)行調(diào)整,以確保梁體結(jié)構(gòu)的安全。
2.4.4橫向頂推
在梁體側(cè)面布置頂推千斤頂,并控制油壓,使梁在支座上稍微接觸,從而使梁在支座上的壓力減輕。以千斤頂?shù)母左w行程作為頂推控制因素,嚴(yán)格控制每臺(tái)油泵打油的速度,確保每臺(tái)千斤頂出頂速度、行程同步,速度擬定為2.5mm/min。整個(gè)頂推過(guò)程中必須對(duì)梁體與橋面的變形及外觀等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)異常立即停止頂推。
2.4.5設(shè)置永久性橫向限位裝置
在蓋梁預(yù)定位置,使用角鋼設(shè)置永久性橫向限位裝置,防止梁體再次偏移。
2.4.6梁體落在原支座上
檢查原支座位置是否滑動(dòng),如有滑動(dòng)則對(duì)其位置進(jìn)行調(diào)整,確保支座安放在最初設(shè)計(jì)位置。對(duì)梁體進(jìn)行頂升,在拆除臨時(shí)支座后,梁體緩慢落在原支座上面。
3結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)本次對(duì)連續(xù)箱梁橋梁體糾偏施工技術(shù)的詳細(xì)描述,總結(jié)出一套完整的施工技術(shù)方案,為以后同類(lèi)型的橋梁梁體糾偏提供施工技術(shù)參考,為后續(xù)的橋梁維護(hù)提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]韓永軍,橋梁糾偏技術(shù)在平定大橋中的應(yīng)用研究[J].貴州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).
[2]郝曉明,李偉華.匝道箱梁糾偏施工工藝探討[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2012,(13):113-116.
[3]郭立新等,長(zhǎng)沙市城市橋梁糾偏案例綜合分析[J].湖南交通科技,2012,(6):86-88.
(作者單位:武漢二航路橋特種工程有限責(zé)任公司)