铁路桥梁支座更换施工方案-找众拓

铁路桥梁支座更换施工方案-找众拓
本桥为石家庄市东二环路上跨和平东路立交桥，于1996年底建成通车，上部结构：全桥共7孔，跨径为2×27m十（27m+36. 5m+27m） +2×27m。上部结构分为两种结构形式，中间三孔为现浇预应力混凝土连续箱梁，两侧2×27m为预制预应力混凝土简支T梁，桥面连续。
　　该立交桥现行交通量增大及橡胶老化等多种因素影响，造成该桥T梁结构橡胶支座剪切变形严重，个别T梁底缘已经触及盖梁边缘。该工程施工主要维修方法为：采用同步顶升更换全桥T梁结构支座。
　　施工工艺流程：搭建顶升承载平台→顶升系统及临时支座设施的布设→预顶→分步顶升→拆除原墩顶支座→安放新支座→分步落梁→拆除顶升装置。
　　1、搭建顶升承载平台
　　根据工程施工环境的需要，在墩（台）设置临时平台及顶升钢立柱等承载平台。在墩台处浇注混凝土地基，钢立柱固定于地基上，其中心位置与T梁的中心位置重合，顶升钢立柱间用槽钢焊接连接，保持立柱稳定、平衡。临时立柱高度应施工作业要求，临时立柱稳定，防止顶升过程中失稳造成安全事故，并能够满足千斤顶顶升及临时支座的需要，横桥向及纵桥向均以桥墩中心对称布置。
　　2、顶升系统及临时支座设施的布设
　　根据桥梁的结构特点，本次采用PLC同步顶升系统，系统同步位移差不大于2mm。千斤顶布设与钢立柱的预设顶升点上，为梁体顶升的同步性、安全性，在千斤顶顶部加设刚性横梁，横向板底受力均匀一致。横梁顶部须按梁纵坡铣刨，安装就位后横梁竖直。横梁与板底接触面加垫1cm橡胶垫，接触面密贴。横梁在纵桥向按桥墩位置对称布置。接通高压油路，调试PLC液压控制系统的输油管道，检查油管密封情况。
　　施工时在检测监控处安装横向、纵向限位装置，以准确控制同步顶升的高度；在检测监控处安装千分表，以准确测量梁体顶升高度的变化；在梁体各个控制部位设置固定标记，以实时确定梁体的空间位置。同时解除桥面伸缩缝及其它联系，为顶升创造便利条件。
　　3、预顶
　　正式顶升前进行预顶，临时立柱、千斤顶、刚性横梁等装置在稳定状态下工作。对临时立柱、支座位置、传力系统检查合格后，即可正式进行项升。预顶加力须分级缓慢加力，预顶须消除临时立柱、千斤顶、刚性横梁等装置的变形。
　　4、分步顶升
　　读取液压表、限位器、千分表的数据，并以此时的数据作为初始的“零”状态数据，并将限位器、千分表的数据重新调零。启动PLC液压控制系统，按10mm一步阶，每5mm为一个步长，保护顶与主顶须保持同步上升。每步长顶升完成后及时在原支座位置安放5mm厚钢板作为临时支撑。全部顶升系统须进行实时监控。当顶升到110mm后，马上停止顶升，采集各项位移数据，将各分点油压锁死，以临时垫块替换钢板作为临时支撑。
　　注：在整个顶升过程中，千斤顶须缓慢加力。
　　在进行步阶顶升过程中，注意监控梁底及巡视桥面，如果出现裂缝，应立即停止顶升，待分析原因并会做出妥善处理后才可以继续。顶升过程中采取以下监控措施：
　　（1）力监控，实时监测各千斤顶的实际承载力，当同一墩台处千斤顶的实际顶升力与理论顶升力相差10%时。须停止顶升，检查分析原因，待问题解决后方可继续顶升。
　　（2）位移监控，在墩顶部位设置位移传感器（百分表），顶升过程中，设置专人对各个百分表数据进行实时监控，若发现任意一跨在两墩处的位移差超过2mm，立即停止顶升。实时检测各墩顶处的竖向位移，根据各点处的位移对千斤顶进行调整，以顶升的顺利完成。
　　5、拆除原墩顶支座
　　在顶升系统保持恒定压力及临时支撑的稳定性满足要求后，将原板式支座沿梁顺桥向纵向取出，清理支座放置位置及周围杂物，并除去防震锚栓及套筒。
　　6、安放新支座
　　板式支座在更换前，先检查新制板式支座与被更换板式支座的型号是否相符。在支座就位后，检查支座的平面安放位置和相关的技术指标，并加以调整，安装好防震锚栓及套筒。
　　7、千斤顶分步落梁
　　由技术人员对重新安装及更换的支座进行检查，在各项指标符合要求后，拆除临时支撑，开始缓慢落梁，当支座完全受力后，落梁完成。
　　8、拆除顶升装置
　　由人员观察支座的动向及梁体的变化，采集位移数据及新支座的残余值，并与原测量值进行校核，如有异常及时调整。检查无误后，拆除顶升系统装置及保护装置。恢复墩台处地面原貌。
　　9、施工注意事项及其要点
　　（1）顶升准备及对施工队伍的要求，本次桥梁同步顶升难点较多，技术要求较高，所以要求施工队伍具有桥梁顶升或相关工艺的施工经验，并能灵活应付施工过程中的突发问题。施工前做好顶升装置的购买、调试工作，准备好相关的材料。
（2）施工前做好全部材料的准备工作。
（3）埋设固，用于顶升时的高程监测以及引道施工。
（4）台前临时立柱修好后，为避免背墙受力过大，可先恢复部分台前护坡。
（5）千斤顶：每个主顶承载能力不小于250t，且有自锁功能。
（6）顶升过程中应严格控制交通，做好施工安全工作。
（7）顶升前应在各墩台位置作好高程标记点并记录初始高程。
（8）顶升施工应由具备特种施工资质，且熟悉顶升施工工艺的施工队伍完成，并应精心组织、精心施工。
（9）顶升前横向、纵向限位装置安装就位。纵向限位：采用桥台背墙对梁体进行限位，横向限位：在桥墩承台及桥台采用型钢进行横向限位。
（10）顶升过程中，千斤顶、托梁须保持竖直；所有保护设施应及时跟进。
（11）梁体由静止到上升的过程中，千斤顶须缓慢加力，对梁体进行严格监控，使梁体同步整体抬升。（12）凿除混凝土时采用静力凿除。以减少对顶升系统的扰动。
、施工准备
　　（1）搭设施工脚手架
　　在桥下搭设脚手架，便于施工人员和监控人员通行，以及顶升设备安置，同时便于对梁体及墩帽进行检查。
　　（2）现场检查与测量
　　在梁体顶升、支座更换的整个过程中，梁的标高在发生变化，为了支座更换后梁能够准确回复至更换前的标高（误差不超过0.2mm），进场后的现场检查与测量非常重要。
　　进场后应行现场检查，持荷过程中也应进行检查。现场检查主要通过目测针对梁体进行。针对各跨梁，检查梁体是否有存在裂缝病害，对既有病害详细记录、标记，并对裂缝成因进行分析，在持荷过程中对裂缝宽度变化进行监测，以确保结构受力安全。
　　在顶升前，需要对原支座处梁底面至墩台顶面的净高进行准确测量，确定原板梁底面的标高，为调平、千斤顶与辅助支撑布设以及新支座安装做准备。
　　（3）清理墩帽施工垃圾
　　对桥梁墩帽顶面的垃圾，如影响千斤顶、临时支撑安置或者新支座安装，则应在施工准备阶段即进行清理；其他部分施工垃圾，在梁体同步顶升到位后进行清理。
　　2、顶升施工
　　在完成液压系统、控制器、千斤顶等设备的安装调试后，开始进行顶升施工。顶升过程采用顶升力和位移双控，当实际顶升力接近设计吨位时，放缓顶升速度，并由专人在顶升过程中试取原支座。当顶升至合适高度后，锁定千斤顶。具体施工措施如下。
　　（1）同步顶升梁体
　　我公司采用计算机同步顶升（下降）控制技术，对该桥进行同步顶升（下降），更换支座。桥梁同步顶升是一项繁琐且重要的工作，有可靠的装备和科学的工艺，因此，对桥梁结构在顶升、抬高过程中，进行位移和顶升力双控，能确保构件在重载顶升中的安全。
　　①顶升过程中结构受力安全控制
　　支座更换的主要实施阶段可以分为：顶升阶段→持荷阶段→落梁阶段。在持荷阶段，从设计上可以确保临时支撑的稳定性，采用合理的后续施工方案能够确保顺利实施，而对结构受力安全影响相对显著的阶段是顶升、落梁阶段。
　　② 起顶力和顶升高度
　　根据以往经验，本项目对于墩、台而言均采用整体顶升法，共需顶升5.5mm，确定桥台、桥墩处的单级大容许顶升高度均为1.1mm，分五次顶升，每次顶升后在升斤顶两侧安装钢板临时支撑，同一墩台的各支点顶升高度差应控制在1.0mm以内，同一跨内相邻墩顶顶升高差应控制在2.0mm以内。
　　为准确控制起顶力，梁体在安全受力的状况下完成整个顶升、持荷、落梁过程，在千斤顶安置完成后即进行试顶升，顶升量控制在1mm以内，以支座与梁底楔形块脱离为准，此时的顶升力即为梁体起顶力。
　　按照设计要求，同一墩台的各支点顶升高度差应控制在1.0mm以内，同一跨内相邻墩顶顶升高差应控制在2.0mm以内。。
　　（2）持荷阶段施工
　　① 支座垫石维修、加高或重浇
　　a.?榱巳繁８?换后安装的支座均匀受压，在拆除病害支座的同时对加垫钢板、严重破损砂浆垫层等（如有）也一并进行拆除。在拆除病害支座后，应检测现有支座垫石有无损伤（如破损、缺角等），如果存在损伤，采用结构胶进行分层批嵌修补后按设计要求进行加高处理；
　　b.如加高后支座垫石整体高度达到10cm以上，则整个支座垫石凿除重做。
　　② 梁底调平处理
　　在梁体同步顶升到位后，对梁底预埋钢板进行打磨除锈处理。若梁底预埋钢板表面不平整，在除锈之后可采用结构胶进行调平处理。
　　③ 外露钢板防锈处理
　　防锈处理工艺如下：
　　钢板外露部分在涂漆之前除锈，用丙酮擦去油污，并保持干燥；
　　防锈涂料采用钢结构阻锈剂，涂刷阻锈剂前，钢板除锈，呈金属光泽。由丙酮除油污，进行严格清洁处理后进行涂装，后涂必需前涂固化后才能进行。
　　本次防锈涂料的用量为12～18平方米/升，选用涂料的色泽与混凝土色泽相近；
　　施工时空气低温度5～7?C，钢结低温度在12?C以上。
　　④ 支座安装
　　支座垫石处理完毕且达到要求后，在各支座垫石上放置相应类型的新支座，相关注意要点如下：
　　a.梁体顶升前后，须测量各支座处梁底标高，支座更换完毕梁底标高与顶升前标高一致；
　　b.支座更换之前需要对原有支座在盖梁上的位置进行标记，新支座安装时，尽量按照原有位置安放。若原有支座出现明显偏位，应在梁体同步顶升到位后根据梁底预埋钢板位置重新确定新支座的安装位置；
　　c.在同一墩（台）上的同一排支座，其横向位置成一条线，且到墩台横向中心线的垂直距离一致，以原预埋钢板为准；
　　d.在同一桥墩上的两排支座，各自与桥墩横向中心线的垂直距离相等，避免在支座位置出现偏心受压现象；
　　（3）落梁施工
　　落梁过程采用顶升力和位移双控。落梁前，检查新支座顶面与梁底楔形块底面之间的实际高度，并与理论计算值进行核对。先卸除临时支撑，再同步进行千斤顶回油。
　　落梁过程中，严格控制同一桥墩相邻顶升点之间的顶升高差在0.5mm之内。根据以往的工程经验以及设计要求，纵桥向相邻墩之间的顶升高差在1mm之内。
　　为减小顶升误差，落梁后支座不脱空，本次分级落梁。即落梁前，将支座垫石全部修复完毕、调平，且垫石顶面与梁底面间的净距满足支座安装厚度，然后再分级落梁。
　　支座病害处治、支座更换的控制原则是支座更换完毕后，支座处梁底标高维持不变。
　　（4）顶升、落梁关键施工技术
　　桥梁同步顶升、更换支座工程，同步顶升是关键，是核心。为了同步顶升顺利进行，应该遵循安全的原则。顶升系统能够顺利将桥梁结构托起来，顶升过程中要顶升系统、桥梁结构安全稳定，顶升高度除了要满足结构安全的允许限值，还要有足够的操作空间，支座能顺利拆卸和安装，后梁体要下落到顶升前的标高处，避免给连续梁桥造成附加内力。