T梁支座更换关键技术研究-技术创新

T梁支座更换关键技术研究

日期：2016-12-30 9:34:58　来源：互联网　浏览数：
　

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1· 工程概况
    经检测发现，某T 型梁桥支座存在普遍滑移偏大，部分支座脱空、剪切破坏及变形、老化开裂、锈蚀等病害，为提高桥梁的耐久性，维修过程中，将所有墩台板式橡胶支座和聚四氟乙烯滑板支座全部予以更换。
    初步考虑拟采用同步顶升的方式更换支座，经现场考察发现，该T 型梁桥墩帽顶面与T 梁腹板之间仅有15cm 空隙，且空间极其狭小，不具备布置千斤顶或牛腿的条件。考虑到维修加固工程尽可能不破坏原完好结构受力性能的原则，同时，根据项目自身特点¬，最终确定利用梁端横隔板作为顶升支撑结构。
    2· 施工工艺流程
    由于该T 型梁桥为梁体简支、桥面连续结构，而支座更换需逐跨进行梁体顶升，故支座更换前，解除桥面连续结构。支座更换以每跨为一个单元，即单跨T 梁同步顶升，然后进行支座更换施工。
    支座更换前首先将端横隔板加厚，通过植筋、增设钢筋网片并浇筑自密实混凝土方式增加横隔板截面尺寸，为梁体顶升、支座更换创造支承条件。施工过程中在端横隔板底部预埋钢垫板作为梁体顶升的支点。具体施工流程如图1 所示：

    支座更换完毕后，将新更换的橡胶支座外表面均匀涂刷防老化涂液。清理支座周边的垃圾杂物及灰尘等。显然，整个施工过程中，同步顶升为其关键环节。
    3· 同步顶升技术
    3.1 端横隔板加厚施工
    因更换支座起顶位置在梁端横隔板底部，原端横隔板仅14cm 厚，不足以布置200t 千斤顶，且不足以承载T 梁的重量，故需要对其进行加厚加固处理。
    梁端横隔梁加厚方案：在原梁端横隔板面向跨中一侧加厚横隔板，加厚厚度为21cm。在加厚部分内布置双层钢筋网，并通过钻孔植筋与原横隔板连接成一体，浇筑C50自密实混凝土。具体施工工艺如下：
    （1）新旧混凝土结合面处理
    1）首先对混凝土表面存在的大于等于0.12mm 裂缝进行压力灌浆处理；
    2）采用角磨机打磨混凝土表面，去除原横隔板表面油污、污垢、碳化层；然后采用电锤对混凝土表面进行凿毛处理，并用水清洗干净。
    （2）钻孔植筋
    在设计位置垂直于横隔梁、翼缘板、腹板表面钻孔，植入结构钢筋。钻孔时孔口宜向下略有倾斜，以便钻孔清孔及排水，并提高受力性能。植筋前应先清孔，孔内有水的应等待干燥。钢筋植入深度等应符合设计图纸及规范要求。
    （3）混凝土表面凿毛、涂抹界面剂
    在立模灌注混凝土之前，应对原混凝土基面凿毛处理，并涂刷多遍界面剂，以使新、旧混凝土更好粘结。涂抹界面剂方法必须符合施工设计和规范要求。
    （4）制作钢筋模板，浇筑混凝土
    绑扎加厚钢筋网片，在加厚横隔板下方安装千斤顶位置安装预埋钢板。钢筋制作安装完成后安装小钢模板，浇筑C40自密实混凝土。因模板面积狭窄，可用小型振动棒振捣。浇筑完混凝土后在混凝土表面覆盖无纺布洒水养护。混凝土强度必须达到设计强度的80% 方可拆模。
    3.2 安装千斤顶
    每个墩顶6 台，共计12 台其中，每个墩顶6 台液压千斤顶为一组，每组设置一个液压泵站，泵站布置于桥面上，每组内的6 台液压千斤顶油路并联，保证各千斤顶的压力一致。同步顶升控制系统布置如图2所示。

    每组中线位置帽梁顶与梁底板间设置拉线式传感器测量梁体顶升位移量，通过PLC 液压同步顶升控制技术保证两组千斤顶的位移差在0.1mm 以内。这样就能避免个别千斤顶受力过大造成的混凝土支撑面破损或者梁体横截面扭转的问题。
    为避免顶升过程中应力集中，在千斤顶顶部和底部各设置2cm厚加宽钢板，钢板尺寸为35×35cm，以保护梁体和墩帽，如图3 所示。根据现场实际情况可适当增加钢板厚度和数量。钢板与梁体之间加垫3mm 厚橡胶板。
    3.3 同步顶升
    （1）起顶力控制
    ①根据设计文件，本桥每跨4 片预应力混凝土T 梁同步顶升，32 米T 梁单片梁最重105.44t。
    ②理论梁体顶升力按照各个千斤顶平均分配，顶升力为502kN。单个千斤顶顶升力不得小于100t。为确保安全高效，本项目采用200t 千斤顶进行顶升施工。
    （2）顶升位移控制
    ①本次支座顶升量暂时按照55mm 控制，顶升设备采用同步千斤顶。梁体顶升过程缓慢平稳进行，顶升速度控制在2mm/3min 左右。
    ②顶升过程中顶升高度严格按照设计要求执行，如果需要调整起顶高度应提前征得设计单位同意。
    ③顶升过程中应对顶升力和顶升量进行双控，并以顶升点处T 梁位移作为主要控制指标。顶升过程中以理论计算的顶升力作为初始参考，在接近起顶力时，采用逐级、微量顶升的方式。
    ④顶升时应测量各点的实际顶升力并记录。首先顶升至梁体脱空（位移量≤1mm），持荷30min。持荷期间检查顶升系统的运行情况。确保钢结构支架可靠、主梁结构安全，千斤顶设备运行良好后方可继续进行。
    ⑤每个顶升点在同一次的顶升过程中顶升高度相同，使桥梁保持初始姿态整体平稳顶升。顶升时每5mm 为一级，每级持荷10 分钟。在同一顶升工况下，横桥向布置的千斤顶，顶升相对高度差不得超过0.5mm ；纵桥向布置的千斤顶，顶升相对高差不得超过1mm。出现异常情况时应立即停止，查找原因。
    ⑥支座更换完毕、落梁后保证各梁底高程与理论线形相差1mm 范围内。千斤顶落梁操作程序与顶升相反，每5mm为一级，分两级落梁，操作步骤和要求与梁体顶升一致。顶升过程中，为了适时掌握梁体的受力情况，确保顶升安全顺利进行，在顶升过程中，对梁体的顶升高度、应力和偏位进行监控。
    4· 结语
    目前，借助于先进的同步顶升系统，该项目已成功完成4跨T 梁的支座更换施工。由此可见，对于T 型梁桥梁体顶升更换支座的施工中，采用端横隔板加厚作为支撑面的方法是安全可行的，该种方式也值得在今后同类项目中推广运用。