文 / 邗江區(qū)交通工程質(zhì)量監(jiān)督站 殷志國(guó)
611省道沿湖大道是揚(yáng)州市委、市政府確定的重點(diǎn)工程之一。邗江段北接高郵界向陽(yáng)河大橋,南接運(yùn)河南路,全長(zhǎng)約27.019公里。項(xiàng)目通車(chē)后,打通了揚(yáng)州市東部環(huán)線(xiàn)。邗江區(qū)北部三鎮(zhèn)、高郵邵伯湖區(qū)域交通出行、經(jīng)濟(jì)和旅游因此得到了長(zhǎng)足發(fā)展。北方寺大橋正是611省道上控制性節(jié)點(diǎn)工程之一。
橋梁總長(zhǎng)607.2米,設(shè)計(jì)荷載-公路Ⅰ級(jí),橋面總寬26米,雙向四車(chē)道的一級(jí)公路,設(shè)計(jì)時(shí)速100公里。上部構(gòu)造為四聯(lián)五跨,(20×30m)裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,下部結(jié)構(gòu)依次為鉆孔灌注樁橋基礎(chǔ)、樁柱式橋墩、肋板式橋臺(tái)。
橋梁支座連接著橋的上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu),并起著承上力傳下部的作用。對(duì)橋梁來(lái)說(shuō),支座是個(gè)小部件,但它的傳力和連接作用不可忽視,其選型與施工質(zhì)量對(duì)橋梁使用壽命、安全行車(chē)影響很大,小部件彰顯出大作用。
橋梁支座按受力、受彎特點(diǎn)分類(lèi):鉸支座,它傳遞力不傳遞彎矩;滑動(dòng)支座,它延滑動(dòng)方向可移動(dòng);固定支座,它既傳遞力有傳遞彎矩。按變形、活動(dòng)方向可分為:縱向活動(dòng)支座、橫向活動(dòng)支座、多向活動(dòng)支座和固定支座四大類(lèi)。在公路橋梁上,一般將橫向活動(dòng)和縱向活動(dòng)統(tǒng)稱(chēng)為單向活動(dòng)支座。按結(jié)構(gòu)型式可分為盆式橡膠支座(GPZ、JPZ、GCPZ等)、球型鋼支座(QZ、GCQZ等)、鑄鋼支座(鉸軸支座)和板式橡膠支座(GYZ、GYZF4)四大類(lèi)。
盆式橡膠支座:由頂板、密封圈、橡膠板、底盆、地腳螺栓和防塵罩等組成。具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較好,承載力強(qiáng),變形小,水平位移量大,且轉(zhuǎn)動(dòng)相對(duì)靈活。
球型鋼支座:由上座板、下座板、凸出板及兩塊聚四氟乙烯板組成。該支座各向轉(zhuǎn)動(dòng)性能較好,承載力大,水平位移大,且能滿(mǎn)足大轉(zhuǎn)角的需要,適用于寬橋、曲線(xiàn)橋。由于承壓部件中沒(méi)有用橡膠件,不存在低溫脆性老化的缺點(diǎn),所以特別適合低溫地區(qū)。
鑄鋼支座:由上平鋼板,下弧形鋼板組成,鋼板厚度約40-50mm。高碳鋼經(jīng)過(guò)成模、翻砂、鑄造、機(jī)械精加工和熱處理等工藝制成。缺點(diǎn)是鋼板摩阻力大,加工不方便,且用鋼量大,容易銹蝕,成本高。一般用于鋼梁、中小橋梁。
板式橡膠支座:由多層天然橡膠與薄鋼板鑲嵌、粘合、硫化而成的支座。它豎向剛度大,能將上部構(gòu)造壓力可靠地傳遞給墩臺(tái);彈性好,剪切變形大,能適應(yīng)梁端的轉(zhuǎn)動(dòng)和上部構(gòu)造的水平位移。多用于跨度小于30m,梁端位移量較小的橋梁。支座平面形狀不同,適用的橋跨結(jié)構(gòu)也不同。正交橋多用矩形,曲線(xiàn)橋、斜交橋、圓柱墩橋多用圓形。四氟乙烯橡膠支座,只是在普通板式橡膠支座的表面貼了一層1.5mm-3mm厚的聚四氟乙烯板,相比板式橡膠支座可以承受更大的位移量。
北方寺大橋梁長(zhǎng)30m,全橋采用彎橋折做。經(jīng)過(guò)承載力、水平剪切力的計(jì)算,考慮到安裝方便、梁端位移量,最終橋墩處設(shè)普通圓板式橡膠支座,型號(hào)為GYZ450×84。過(guò)渡墩及橋臺(tái)處設(shè)圓板式四氟乙烯滑動(dòng)橡膠支座,型號(hào)為GYZF4300×65。
北方寺大橋的上部構(gòu)造為四聯(lián)五跨,裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。支座的安裝過(guò)程穿插于梁體的安裝、接頭濕接縫的現(xiàn)澆過(guò)程中。支座安裝工藝流程:主梁預(yù)制→支座進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)→墊石澆筑完成→支座中線(xiàn)及標(biāo)高檢查→支座安裝→安裝后檢查。
先預(yù)制主梁。待梁體混凝土達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 90%以上,齡期≥ 7d,方可張拉正彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼束,及時(shí)壓漿待水泥漿達(dá)40mpa。
梁底預(yù)埋鋼板與錨固鋼筋采用雙面焊連接,焊縫長(zhǎng)不少于5d。支座預(yù)埋鋼板露出梁底10mm,且位置尺寸在允許誤差范圍內(nèi)。
支座進(jìn)場(chǎng)應(yīng)全數(shù)檢查生產(chǎn)許可證、產(chǎn)品合格證、出廠性能試驗(yàn)報(bào)告。
查驗(yàn)支座型號(hào),注意支座方向,目視表面有無(wú)損傷、油污、其他明顯缺陷等。
用全站儀復(fù)核墊石位置、標(biāo)高,必須在允許誤差范圍內(nèi)。
墊石施工時(shí)注意橫坡方向,澆筑完成后達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,且齡期不小于14d。
墊石頂面刷一層環(huán)氧樹(shù)脂砂漿,頂面應(yīng)平整、清潔,呈水平狀態(tài)。
用全站儀復(fù)核支座位置及標(biāo)高,劃出支座中心線(xiàn)并在墊石表面標(biāo)注支座放置十字線(xiàn)。
在梁底預(yù)埋鋼板上也要?jiǎng)澇鍪志€(xiàn)。
計(jì)算支座標(biāo)高,梁底外露鋼板+支座+墊石總支撐高度為25cm.
在橋墩南北向設(shè)置臨時(shí)支座,臨時(shí)支座頂面與永久支座頂面相平,可略高。1、5、15墩臺(tái)聯(lián)端無(wú)需設(shè)臨時(shí)支座。按墊石十字線(xiàn)安裝好永久支座,
架梁落梁時(shí),在梁端立面上劃出三條垂直線(xiàn)。劃出箱梁的縱軸線(xiàn)并延長(zhǎng)至梁端立面上形成一條垂直線(xiàn)。劃出梁底兩個(gè)支座的十字位置中心線(xiàn),將兩條中心線(xiàn)延長(zhǎng)至梁的端立面上,形成兩條垂直線(xiàn)。落梁時(shí),所有垂直線(xiàn)與支座中心線(xiàn)相平行,梁端立面支座中心線(xiàn)與墩臺(tái)上支座中心線(xiàn)相吻合。對(duì)準(zhǔn)后,緩降落梁。
一聯(lián)內(nèi)的梁體就位后先放置于臨時(shí)支座上,形成簡(jiǎn)支狀態(tài),保證支座在無(wú)支承力下和主梁完全接觸。及時(shí)連接橋面板鋼筋及接頭端橫梁鋼筋。
橋接頭和濕接縫混凝土澆筑完成后,在其達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%以上后,即可拆除1-4、6-9、11-14、16-19號(hào)墩的臨時(shí)支座,讓梁體落在永久支座上,完成體系轉(zhuǎn)換。
支座與梁底與墊石之間必須密貼,間隙不得大于0.3mm。橡膠支座落梁后,一般情況,支座頂面保持水平,傾斜不得超過(guò)5′。
北方寺大橋橋梁支座使用了兩種型號(hào)支座,普通圓板橡膠支座安裝在1-4、6-9、11-14、16-19號(hào)墩,四氟乙烯板橡膠支座安裝在5、10、15號(hào)墩及橋臺(tái)處。在施工中我們總結(jié)了這兩種支座的施工經(jīng)驗(yàn),提出了如下施工要點(diǎn)。
墊石澆筑時(shí)應(yīng)注意橫坡方面,本橋面是向一側(cè)2%橫坡,不是雙向橫坡。
支座進(jìn)場(chǎng)后不能直接放在地面上,應(yīng)架空后碼放整齊。倉(cāng)庫(kù)內(nèi)應(yīng)保持清潔,干燥通風(fēng),無(wú)酸、堿、油、溶劑類(lèi)物品,且距離熱源1米以上。
支座運(yùn)輸時(shí)應(yīng)遮蓋好,避免陽(yáng)光直曬、雨淋、雪浸,保證橡膠質(zhì)量穩(wěn)定。
支座的最大承載力應(yīng)與橋梁支點(diǎn)反力偏差范圍宜為±10 %。
支座上鋼板與梁底預(yù)埋鋼板采用斷續(xù)焊連接。
解除臨時(shí)支座時(shí),用高溫軟化硫磺砂漿,應(yīng)特別注意防止高溫影響橡膠支座質(zhì)量。
安裝滑動(dòng)支座時(shí),注意支座滑動(dòng)方面為順橋向。
四氟乙烯板橡膠支座應(yīng)水平安裝,上、下設(shè)有不銹鋼板。不銹鋼板與聚四氟乙烯板間應(yīng)添加特種硅脂潤(rùn)滑油,一般為5201-2潤(rùn)滑油。為防塵、風(fēng)沙,支座一定要裝好防塵罩。
安裝支座時(shí),要注意環(huán)境溫度。一般以年平均溫度為最佳,北方寺大橋是在秋季施工,環(huán)境溫度接近14.8℃年平均溫度。若預(yù)計(jì)不能在年平均溫度時(shí)施工,則設(shè)計(jì)橡膠支座時(shí)可適當(dāng)增高支座高度,用橡膠支座的剪切變形來(lái)化解由極端高低溫引起的梁體位移。
橡膠支座安裝后,若發(fā)現(xiàn)支座局部脫空、初始剪切變形大、壓偏嚴(yán)重、側(cè)面凸出等缺陷??梢杂们Ы镯旐斊鹆憾?,在支座鋼板上涂一層環(huán)氧樹(shù)脂砂漿。松掉千斤頂,梁體壓下支座,利用砂漿充滿(mǎn)使表面相互平行,且同梁底、墩臺(tái)頂面嚴(yán)實(shí)密貼。注意控制梁體的縱向傾斜度,支撐梁體的四個(gè)支座要在同一平面。
支座對(duì)于橋梁是非常重要的部件,它能夠釋放梁體溫度縮脹應(yīng)力、解決梁體的徐變應(yīng)力,也能夠?qū)⑸喜亢奢d準(zhǔn)確地傳遞給下部墩柱。因此,需要總結(jié)北方寺大橋施工作業(yè)經(jīng)驗(yàn),尤其是大橋支座的選用和裝配式預(yù)應(yīng)力箱梁安裝橡膠支座方面的經(jīng)驗(yàn)。由于全體施工技術(shù)人員的全心投入,精細(xì)施工,支座安裝實(shí)現(xiàn)零病害、零缺陷,橋梁其他各方面質(zhì)量也過(guò)硬,北方寺大橋也順利通過(guò)了竣工驗(yàn)收。希望這些施工經(jīng)驗(yàn)在今后的橋梁施工中能有所參考。