简支梁桥梁底的多支点同步顶升施工技术

发表时间:2020/11/19   来源:《建筑实践》2020年7月第19期   作者:檀佩佩
[导读] 在城市建设改造中,现有桥梁因为与新建工程的衔接或者现状的净空不满足要求,需要顶升改造
        檀佩佩
        雨发建设集团有限公司,南京 210000
        摘要:在城市建设改造中,现有桥梁因为与新建工程的衔接或者现状的净空不满足要求,需要顶升改造。整体顶升技术有利于减少对交通的影响、施工速度快、降低工程成本。
        关键词:桥梁工程;多支点同步顶升监测;顶升过程中的纠偏
市政桥梁中,板梁桥顶升施工的特点:一是桥宽较大,简支梁片数多,支座较多;二是桥面铺装结构多为桥面连续;三是桥墩桩基大部分处于河道内,为了减少对河道的干扰和施工便捷,可采用在梁底进行顶升施工。
        为了保证在顶升施工中结构的稳定性和桥面铺装的整体性不被破坏,可选择在板梁桥的梁底进行多支点同步顶升。采用PLC液压同步顶升系统,每片梁下设置传感器,控制位移同步偏差,采用横纵向限位装置,对限位装置进行应力应变实时监测。
        一、工程背景
        芝麻河桥桥梁跨径布置为三跨简支梁桥,桥梁标准宽度51.1m。因与新建道路顺接,需对芝麻河桥进行抬升改造。
        上部结构:边跨采用L=9.96m钢筋混凝土简支板梁,梁高500mm;中跨采用L=12.96m先张法预应力混凝土空心板梁,梁高700mm。
        下部结构:桥墩和桥台均采用桩接盖梁式。经对桥梁结构进行检测,认为桥梁属于A类桥,具备顶升抬高上部结构进行桥梁改造的技术可行性和经济可行性。
        芝麻河桥梁顶升后,桥梁接高0.8m—1.3m,其中0号台:1.246m;1号墩:1.146m;2号墩:1.016m;3号台:0.916m。
        通过荷载计算,该工程顶升时分左右幅进行顶升施工,一共采用314个千斤顶。最小型号千斤顶为50吨,总体顶升力量为15700吨,上部桥跨结构自重为2881.62吨,总体顶升力符合要求。
        因桥梁交宽,采用分幅顶升,保证总工期在60个日历天内完成,以保证及时开放交通。
               
      

        二、施工流程
        根据芝麻河桥顶升特点,对本桥一次性全断面整体顶升。顶升采用“五个步骤” 。
        第一步:沙袋围堰,将桥梁投影面两侧各10m(河床断面最小处)左右范围内水抽干。为避免极端情况下顶升过程中桥梁产生位移,设置了横向和纵向的限位装置。
        第二步:以原有盖梁作为支撑点,把千斤顶放在盖梁上,向上出缸顶升,在原支座处放置临时支撑后,回缸,完成一次顶升循环。反复操作,将上部结构顶升至距盖梁1400mm的位置。
        第三步:盖梁接高在顶升至1400mm时,留出橡胶支座位置;首先在原盖梁顶凿除1cm厚并拉毛然后纵横间距400mm植筋(螺纹钢24mm),植筋深度300mm,伸入上部盖梁300mm;新盖梁按老盖梁设置钢筋,进行盖梁接高。
        第四步:盖梁上设置高150mm直径600mm钢管砼底座,然后设置橡胶支座。等新盖梁混凝土强度达到C30后,安设橡胶支座,采用PLC计算机控制系统控制千斤顶落梁操作。反复操作,将上部桥梁板降落至新支座。
        第五步:拆除横纵向限位,清理工作面,完成顶升接高工程。
        三、施工中出现的偏移问题及解决方式
        顶升过程出现整体偏移现象,主要原因分析如下:
        (1)由于盖梁横坡为2%,顶升过程出现临时支撑不在垂直线上,从而换顶过程出现内聚力聚积,导致出现了滑移。
        (2)桥面板与临时支撑之间的实际接触面积很小,两者产生的摩阻力较小,不足以抵抗水平分力,从而导致了桥面板的偏移。
        控制不再偏移的措施:
        1.把盖梁横坡调平,用60灌浆料做临时垫石进行找平。
        2.增加千斤顶和临时垫块的数量,增加了顶升过程中的稳定性,同时加大了临时支撑与桥面板的接触面积,增大静摩擦力。
        3.增加监测手段,实时监测顶升全过程。通过加强监测,在问题的萌芽期、积累过程中就进行解决,避免问题扩大。
        四、监测监控
        为保证施工安全,在顶升过程中,对桥梁的整体姿态进行实时监测。
        1.主梁横向位移监控
        为避免结构在顶升过程中,发生较大的扭转或横向偏位,应对结构横向位移进行监测,横向位移检测可采用位移计进行实时监测。
        2.主梁纵向位移监控
        施工过程中,虽然设置了限位装置,但为了避免过早接触限位装置,给后续施工带来不利,应对梁体纵向位移进行监控。纵向位移检测采用位移计进行实时检测。
        3.限位装置应力检测
限位装置在施工中理论上不应产生应力增量,若顶升过程中发生横向偏位,则限位装置必定会产生附加力,因此对限位装置的应力检测是有必要的。应力布点根据现场实际情况进行,采用动态应变与静态应变结合方式进行。
        4.检测内容及频率
        对应力、位移实时监测,遇到异常或每顶升一个阶段进行数据分析,数据正常方可进行下一阶段顶升工作。
        5.预警机制
        在施工过程中,若出现下列情况,应及时发出预警,并查明原因,必要时建议组织相关专项会议讨论,再进行下一个阶段的顶升。
        (1)同一测点每一阶段顶升位移偏差超过±0.5mm;
        (2)相邻测点间位移变化超过1mm;
        (3)横向位移出现急剧变化时;
        (4)限位装置应力增量超限值;
        (5)出现结构性裂缝或原有裂缝明显扩展。
        6.监控注意事项
        (1)在顶升前,应对桥梁结构的状况进行调查和检测,详细记录结构缺陷和病害的具体位置、形态、规模等:顶升施工过程中应观察各构件缺陷和病害的发展情况。
        (2)在顶升施工开始前,应将所有监测断面的应变计安装完毕,检查仪器的工作情况,并记录初始数据、在施工中应密切注意结构的位移、应变数据的变化发展情况。
        (3)当发生下列情况时,应立刻停止顶升,查明原因,及时纠正。
        1)现有结构的缺陷和病害有明显的发展和恶化。
        2)结构有新的病害出现;
        3)各顶升点各循环累计高差超过控制限值;
        4)应力持续发展或发生突变,应力数值超过临界应力。
        五、结语
        桥梁的整体顶升施工技术不需要占用大量的施工场地或征地拆迁,避免重复投资,减少了对环境的影响,施工速度快,能及时开放交通,具有良好的社会和经济效益。
        参考文献:
[1]刘伟,秦伟,王蜀霞;液压同步控制系统自适应控制策略和方法[J];中国机械工程,1996.7(1):38~40
[2]李爱群,吴二军;我国建筑物整体平移技术及工程应用进展[J];江苏建筑;2003年S1期
[3]周科,陈柏金,玛仪,覃翔孝,李然;基于PLC控制的液压同步顶升系统[J];机床与液压,2007,35(12):149~151。
[4]郑东强;阎祥安;建筑物移位工程位移控制临界值分析[J];煤炭学报;2007年07期。

作者简介:檀佩佩(1985.03)性别 女;民族:汉族;籍贯:江苏省 南京市;学历:本科;研究方向:道路桥梁施工工作。

        
       
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