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改扩建高速公路桥粱支座更换施工技术分析

发表时间：2021/6/15 来源：《基层建设》2021年第6期作者：鱼旭

[导读] 摘要：经济的飞速发展，交通量的日益剧增导致我国原有的公路设计标准已经不能满足如今发展的需要。

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        摘要：经济的飞速发展，交通量的日益剧增导致我国原有的公路设计标准已经不能满足如今发展的需要。为了使公路的运输能力得到进一步的提升，往往会采用三种方案，其一则是新建公路，这种方案需要征收更多的土地，一方面会占用较多的土地资源，另一方面还会受到城市规划的限制；其二则是增加路网的密度，也就是在原有道路的基础之上新建更多的高架桥，这种方案虽然能够在一定程度上缓解交通拥挤的问题，但是同时也需要更多的经济成本；第三就是对运营中的公路展开改扩建工作，这种方案虽然在一定程度上也会占取一定的土地资源，但其占地量与方案一相比则会明显下降。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对改扩建高速公路桥粱支座更换施工技术分析提出了一些建议，仅供参考。
        关键词：改扩建；高速公路桥粱；支座更换；施工技术
        引言
        随着时间的推移，钢筋混凝土桥梁结构显示出不同程度的病害。在高速公路桥梁的定期检查中，桥梁支座会受到周期性荷载的损害，不可避免地会加速老化、变形和位移，直接影响了桥梁结构的使用寿命和交通安全。同时高速公路改扩建工程越来越多，需要对原有的旧桥梁进行加固维修，比如更换支座、处理梁体裂缝病害等。对桥梁支座，尤其是具有较大反作用力和对控制精度的要求更高的桥梁支座的维护需求越来越多。如果支座更换施工质量控制不严格，将对桥梁结构施加的荷载产生较大影响，这种情况甚至会导致结构损坏，应引起广泛重视。
        1改扩建关键问题分析
        1.1 原有旧桥全面调查
        在进行桥梁改扩建之前，针对原有的桥梁需要进行如下相关的调查：（1）整理并搜集原桥梁的地质勘察资料和设计图纸；（2）复测原有桥梁的垂直度、墩柱偏位和桥梁桥面标高；（3）对原有桥梁进行检查，检查原有桥梁是否发生不均匀沉降，是否出现裂缝和渗水等不良现象；（4）需要邀请相关设计、监理单位来综合地对桥梁进行科学准确的评定，检查是否需优化原施工图纸。
        1.2避免施工过程交通中断
        施工人员在进行桥梁拼宽施工的过程中，需要注意不妨碍当地现有的交通通行，安排相关人员进行交通组织、行车导改，并且做好相应的安全警示工作。现场的相关管理人员，一方面需保证交通状况不受影响，另一方面要严格控制拼接部位的施工质量。
        2高速公路桥梁支座存在的问题
        2.1偏压受力开裂
        （１）预应力混凝土梁架设后，横向及纵向连接形成整体，梁体受二期荷载、汽车荷载、预应力作用、混凝土收缩徐变及温度变化的影响，导致梁体发生形变，梁下各支座受力不均，支座局部受集中荷载过大导致超负荷破裂。（２）简支变连续梁架设时，安装临时支座不精确，导致拆除临时支座后，梁底与永久支座贴合不紧密，支座局部受集中荷载过大，导致超负荷破裂。开裂特点为，支座顶面底面未错开，因超负荷导致单侧挤压胀出，胀出位置开裂，裂口位于支座中部，往往与支座脱空同时存在。
        2.2支座脱空原因
        预应力混凝土梁架设后，横向及纵向连接形成整体，梁体受二期荷载、汽车荷载、预应力作用、混凝土收缩徐变及温度变化的影响，导致梁体发生形变，梁下各支座受力不均，局部偏压导致脱空。经过对多个高速公路项目的调查，发现支座脱空现象在各项目均有出现，并且调整后经过一段时间还可能再次出现，脱空的主因是成桥后桥梁上部结构发生徐变。除以上原因外，不排除临时支座施工不精确、梁板预制不精确、架梁不精确等原因造成的脱空。
        2.3支座移动原因
        支座移动绝大多数发生在滑动支座。同桥墩的大部分支座同时纵向移动，说明在预制梁横向连接后发生了整体移动，主要原因应为施工动荷载如车辆、运梁车等的作用导致梁体位移。同时，该地区年温差大，梁体伸缩量大，导致梁体相对于支座的活动量大。此外，不排除安装梁板、支座时出现偏差。

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        3支座更换施工技术要点分析
        3.1更换施工
        （1）对加强梁进行部分提升。先将加强梁的一端升起。更换支座后，将角撑板放下，另一端升高，并更换所有剩余的支座。如果必须同时在两端进行顶升，则要在桥中心线的水平方向临时抬高周边支座。（2）提升机是计算机控制的同步提升液压系统，并且在每个支座的两侧对称安装千斤顶。（3）在抬起横梁之前，应建立良好的沟通，并应指派专人负责。吊装过程中应进行指挥和调度、信息传递和反馈，以确保整个过程受到严格控制。起吊时，应同步传送信息，并应明确各人员的职责和分工。编制针对不同风险的应急控制和处理措施，并制订完整的应急计划，避免发生事故。
        3.2新旧路基结合部处治技术的基本原则
        其一，保证结构稳定尽可能的避免拓宽道路会产生较大的不均匀沉降，因此一方面需要加固软地基，增强地基得承载力，尽可能的降低地基自重造成的变形沉降，另一方面对地基加固后依旧出现沉降的地段进行路面的加固处理。其二，从工程施工设计方面进行全面的考虑，主要包括了地基、路基、路面以及排水系统等，优化其设计以及施工工序，减少不均匀沉降。其三，遵循预防为主，防治结合的原则。在高速公路扩建的过程中，如若出现问题，及时处理，以防进一步恶化。
        3.3顶升梁
        通过与千斤顶一起使用的手动压力油泵逐渐向千斤顶注油，并平稳缓慢地抬起梁体。更换梁体的支座是一项技术性工作，特别是要求不能妨碍桥面车辆正常通行，这就对支座更换过程提出了更高的要求。在支座处理过程中，必须确保梁体和桥面结构不被损坏，且桥面处于安全状态。根据几种方案的比选，在该维修项目中，整体上采用了同步顶升梁体的方法。为了工作的顺利进行，必须监控整个顶升过程。需要注意以下几点：①顶升力的控制。在顶升过程中，为了确保整个桥体的同步顶升，要对顶升荷载进行分级。②顶升位移控制。在顶升和加工过程中监控各梁的位移，实现对顶升力和位移的“双重控制”，确保每个梁体位移的协调性和一致性，并且与相邻梁体的百分表的值之差不超过0.2mm。③路面结构的安全监控。在顶升期间对路面结构进行监控，以确保在更换支座时不会损坏桥面板结构。
        3.4路基加筋
        拓宽路基最为薄弱的区域便是新旧路基结合处，为了提高该区域的强度，目前常采用的手段就是土工格栅、土工网等加筋技术。通过加筋可以增强路基整体的稳定性，除此之外土工格栅上的孔眼还能在很大程度上对土体进行锁定，有效的改善土体的力学性能。土工格栅的铺设能够增强与新路基填料之间的摩擦作用，进而有效的限制拓宽路基的侧向变形，避免了新路基沿着结合部发生滑裂破坏。
        结束语
        总之，桥梁经过长时间的使用，其支座会发生病害，影响公路桥梁的正常和安全使用，因此，在桥梁加固工作中，应充分注意检查和更换支座，以确保桥梁安全。此外，所使用的梁和面板的提升必须满足桥梁提升结构的安全要求，在确保提升效果不断优化的同时不会造成有害后果。对于支座，支座的平面布置会影响桥梁承载能力，这对于结构力学的整个传输模式和桥梁的计算至关重要。这些都需要工程各方进行合理的验算，从而保证施工质量。
        参考文献
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