摘要:許多早期建設的橋梁支座開始出現(xiàn)橡膠老化、剪切變形、鋼板出露等病害,因此,在高速公路擴建的同時,有必要對老橋橡膠支座進行“手術”――取出舊支座,更換新支座。 

關鍵詞:橋梁 頂升 支座 關鍵點 監(jiān)理 
  國內高速公路的發(fā)展已有十多個年頭,許多早期建設的橋梁支座開始出現(xiàn)橡膠老化、剪切變形、鋼板出露等病害,因此,在高速公路擴建的同時,有必要對老橋橡膠支座進行“手術”――取出舊支座,更換新支座,橋梁頂升施工工藝也就應運而生。此文介紹的就是橋梁頂升施工工藝及過程監(jiān)理。 
  橋梁支座位于橋臺或蓋梁頂部,介于橋梁上部結構和下部結構之間。通過支座的傳遞,可將橋面荷載傳至橋梁下部直至樁基,同時將上部梁板因溫度、荷載及混凝土自身徐變造成的微小形變通過支座消解掉。如果支座因種種原因受到損傷,就無法負擔起上部荷載。打個形象的比喻,支座就好比人的腰,腰部受損了,就無法負重了。相關老橋支座更換施工圖紙中明確規(guī)定:“出現(xiàn)下列情況的支座應予更換: 
 、僦ё芗糸_裂,鋼板外露;②橡膠老化,膠皮脫落;③支座出現(xiàn)裂縫≥2條;④支座扭曲變形超過極限(扭角>30°);⑤支座脫空,四個支座不能均勻受力;⑥支座位移受力體系變化。”同時,考慮到同步頂升工藝的復雜性以及頂升與支座本身的經(jīng)濟性,若每跨中出現(xiàn)一塊支座需要更換,則該跨支座全部更換。 
  橋梁工藝流程:施工準備→梁頂標高復測,確定頂升高度→搭設腳手架及作業(yè)平臺→連接并調試數(shù)字控制同步頂升系統(tǒng)→安裝千斤頂及位移傳感器→試頂→頂升至設計標高→清理墩頂垃圾→更換支座→千斤頂回油,卸載同步頂升系統(tǒng)→完成支座更換→檢查支座脫空情況→拆除腳手架,清理現(xiàn)場。 
  1 施工準備階段的監(jiān)理工作 
  主要對施工單位的人員、機械設備、材料,安全方案的審核。 
  1.1 材料準備。支座作為永久性材料,其質量是關鍵,新支座在更換前必須經(jīng)過試驗檢測,其抗壓強度、抗壓彈性模量、抗剪彈性模量等力學性能達到規(guī)范要求才能使用。另外,由于部分橋梁因標高調整,需要預制支座墊石,而支座墊石一般厚度不大,有些不到十公分(更小的采用鋼板代替),因此墊石混凝土質量至關重要。 
  1.2 技術及機具準備。支座更換頂升采用同步液壓頂升系統(tǒng)、計算機PLC信號處理、位移監(jiān)控與橋梁結構分析和施工技術等進行集成。整體頂升要精度高、運輸方便、轉場快,提高支座更換的效率。在頂升工作進行前,提前10天將所需的千斤頂、高壓油泵、監(jiān)控系統(tǒng)及PLC計算機全液壓頂升系統(tǒng)等全部設備進場,并對千斤頂、位移傳感器和高壓油泵等機具設備進行檢測與標定。對陸地橋梁及河上橋梁進行實地踏勘,確定支架搭設方案。 
  1.3 人員準備。成立頂升更換支座工作小組,制定施工作業(yè)指導書,組織專業(yè)施工人員進場,對施工人員進行技術交底和安全交底。 
  1.4 施工交通管制。進行支座更換時必將涉及到橋面、橋下施工,為確保運行車輛、施工人員的安全,確保施工質量,必須對車輛進行分流或封閉借道行駛。施工前按正常的公路施工審批手續(xù),申報路政、交警、管理處等部門審批,同時陪同路政協(xié)管員,協(xié)助施工段安全管理。 
  2 施工過程中的監(jiān)理控制 
  2.1 梁頂標高復測,確定頂升標高。老橋支座更換存在兩種情況:一種是不需調整標高的橋梁,只需更換支座,更換結束后橋梁標高與更換前相同;另一種是由于經(jīng)過長時間運營,部分老橋沉降較明顯,為使老橋與新橋標高接順,需要調整老橋標高,這需要施工單位提前檢測標高,并將數(shù)據(jù)提交設計院,由設計院根據(jù)道路縱橫坡整體情況,確定每座需調整橋梁的標高,再根據(jù)需要調整高度預制支座墊石或制作相應厚度的鋼板。如果需調整的橋跨每片梁長短都不相同,并且該跨兩側調整高度不同,則會產(chǎn)生每片梁頂升高度均不相同的情況,需由設計院事先計算確定。 
  2.2 腳手架的搭設。對于上跨橋和其它陸上施工的橋梁,可以直接在墩臺位置用鋼管搭設臨時施工支架和工作平臺。對于水中橋,可利用水中墩上的大型承臺作為支承平臺搭設腳手架。如果橋梁所處位置水深較深或雨季時水流較急,鋼管支架無法搭設,可通過在墩頂或蓋梁上植筋,安裝牛腿,以牛腿作為作業(yè)平臺的受力結構進行支座更換和標高調整作業(yè)。 
  2.3 同步頂升。每片梁的一端放置兩個小型千斤頂,千斤頂?shù)奈恢脩荛_支座位置,以使頂起后便于支座更換。因梁板底與墩臺頂間距離過小,無法在墩臺頂放置千斤頂,故采用在墩臺邊部設置牛腿后,再在牛腿上放置千斤頂?shù)姆椒。一般小量程千斤頂無需在墩臺垂直面上打錨栓固定牛腿,如為頂升加支座墊石,則需大量程千斤頂并對牛腿用錨栓固定。對整個系統(tǒng)檢查無誤后,進行試頂,以消除沉降及支架的非彈性變形,查看系統(tǒng)工作情況與整體起落精度。試頂成功后,正式對梁體頂升。梁體同步頂高,到達頂升高度后,以鋼板和楔形枕木抄墊形成臨時支撐。雖然理論上單跨橋兩側同步頂升,只要解除了約束,頂起的高度與頂升力是沒有關系的,但在實際施工中一般無法做到完全解除約束,更何況多跨橋非橋臺頂升都是以墩為單位進行同步頂升的,不可能解除約束,因此,頂升不宜過高,過高則受約束造成的梁體變形破壞的可能性加大;但也不宜過低,過低則垃圾不易清理,支座不易更換。如頂升高度大,對小量程千斤頂可采用多次頂升,當工作油頂接近頂升極限時,放入配套的頂橋墊塊,作為橋梁的臨時支撐,然后取出工作油頂,增加墊塊,油頂回位后,再次放入,重新進入頂升狀態(tài);蛘咧苯硬捎么罅砍糖Ы镯敚诩又ё鶋|石頂升過程中,需使用大量程千斤頂結合多次頂升方可達到要求的標高。 
  2.4 墩頂垃圾清理。尤其是橋臺頂經(jīng)長期運營,存在大量垃圾,主要為淤積的泥沙,有些橋臺由于雨水的滲入成為泥漿板結在橋臺頂。部分橋梁的蓋梁和橋臺頂大多沒有支座墊石,因此板梁底和橋臺頂間距離十分小,甚至完全貼住。梁板頂起一定距離后,垃圾清理仍十分困難,施工初期,采用空氣壓縮機帶軟管吹氣清理,效果不理想,經(jīng)改進后,采用森林滅火器吹配合鋼絲刷刷,墩頂垃圾可完全清理干凈,取得了良好的效果。   2.5 支座更換。老支座取出后,需要清理墩臺頂表 
  面,安裝新的橡膠支座,最后操縱橋梁頂升設備將梁體落位。 
  2.6 檢查支座脫空情況。檢查新安裝的支座是否受力均勻,有無扭曲現(xiàn)象,否則要重新頂起,局部調整支座的楔形墊板,確保支座均勻受力。最后關閉所有設備,斷開所有有關連接,取出油頂,完成全部工作,清理施工現(xiàn)場,做到工完料清。 
  3 橋梁頂升監(jiān)理注意事項 
  3.1 頂升前需要解除橋梁約束,兩側橋臺處梁板可能與橋臺背墻頂死,這時需鑿開約束處,甚至鑿開整個背墻;另外,老橋邊梁拼接處所植鋼筋與新橋預留鋼筋若有犬牙交錯的,需事先人工扳動,使之上下錯開。 
  3.2 正式頂升時應控制頂升速度和頂升壓力,由于邊梁本身自重及橋面附屬設施(如護欄、分聯(lián)處連接件)的影響,與中梁在頂升力上差異較大,在頂升時一定要壓力與行程雙控制,并以行程為最終控制,避免由于起頂不均勻而造成橋面的剪切破壞。 
  3.3 監(jiān)理應對施工方案提出要求,審核施工方案并檢查方案的落實。根據(jù)施工方案,施工單位應做好施工場地平臺搭設,同時支架搭設要牢固可靠,既便于更換支座操作,也保證了操作人員安全。支架搭設,尤其是水中支架搭設必須做專項方案并經(jīng)安全監(jiān)理工程師現(xiàn)場驗收合格后方可使用。 
  3.4 監(jiān)理應檢查千斤頂和油泵的型號、最大頂升壓力、頂升行程等性能指標,以上各項指標必須滿足現(xiàn)場施工要求,在使用前必須經(jīng)相關部門配套標定,并向安全監(jiān)理進行設備報驗。配備的千斤頂數(shù)量除滿足頂升需要外,還要準備至少兩臺備用。 
  3.5 監(jiān)理需抽檢支座。選用與原支座同型號的支座,經(jīng)試驗檢測合格并向試驗監(jiān)理工程師報驗通過后方可使用。 
  3.6 需要抄墊的各種厚度的鋼板應準備充分,如準備厚度為1mm、2mm等規(guī)格的鋼板若干,以備使用,支座下所墊鋼板原則上不超過兩塊(如兩塊鋼板需用鋼板膠連 
  接)。監(jiān)理應檢查抄墊鋼板的落實情況,如未落實,不得頂升。 
  3.7 監(jiān)理應檢查頂升前橋梁系統(tǒng)是否存在影響頂升的約束條件,如有,應提示施工單位先解除。 
  3.8 應在頂升前對橋下通道進行臨時交通封閉,或在無法封閉的情況下進行交通導改,設置好警示牌、錐形標等警示標志,避免發(fā)生意外情況。監(jiān)理應檢查臨時交通封閉情況。 
  3.9 在橋面設置水準儀,檢測橋面支座頂部位置頂升前、頂升最大時及頂升結束后標高,計算頂升高差,與位移傳感器數(shù)值相互校驗,以控制頂升高度。 
  三腳架需設置在車輛、行人不易觸碰的地方,并采取有效保護措施,使之在整個頂升過程保持不動。監(jiān)理需對標高觀測做記錄。 
  3.10 監(jiān)理需對整個頂升過程中主梁、橋面及附屬設施進行仔細認真的觀察,一旦發(fā)現(xiàn)異常應立即停止頂升,查明原因并解決后方可繼續(xù)頂升。 
  3.11 頂升高度以能夠將墩臺頂清理干凈且能夠更換支座、精確就位為原則,原則上超過不小于1cm。 
  3.12 使用鐵鉤取出老支座,清理雜物時采用大功率手電筒照明,鐵刷刷除表面附著物,并用手提式森林滅火器從一端向另一端吹,整個過程需三到四遍,如不干凈,還需增加遍數(shù),直至橋臺(蓋梁)頂干凈為止。是否干凈應由監(jiān)理檢查確認。 
  3.13 支座更換結束、千斤頂回油,梁板落下后,監(jiān)理需檢查支座有無脫空及翹曲現(xiàn)象,如有,還需頂起重新調整直至所有支座都粘貼密實、均勻受力。 
  3.14 頂升造成千斤頂牛腿處混凝土開裂、剝落的,頂升結束后應對剝落部位修補,修補前應報修補方案,修 
  補結束后應與整體保持色調一致。監(jiān)理應檢查修補情況。 
  3.15 支座墊石的預制應嚴格按設計要求的尺寸、鋼筋布設及強度要求,按監(jiān)理中心試驗室批準的配合比進行施工,并制作試塊。預制應提前進行,以保證頂升時強度滿足要求。 
  3.16 施工過程中,應做好檢查、記錄工作,同時留下影像資料。施工資料應及時出具并報監(jiān)理簽認。 
  4 結語 
  在施工前要做好充分的準備,對材料、人員、方案等審核并落實到位。在頂升過程中要根據(jù)實際情況嚴格控制,過程中會出現(xiàn)很多特殊情況,例如橋臺和梁板頂死、牛腿的設置,交通安全疏導、梁板有損壞等情況,需要根據(jù)情況做出相應的處理方案,要克服種種困難,必須確保梁不受損壞以及頂升和人員的安全。施工結束后要對檢查、測量、驗收、影音等資料進行完善,歸檔。 
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