第３期 ２．３施工准备 刘静：支顶法更换桥梁支座的施工技术 总第１６９期 Ｔ形梁采用独立支座时，由于端部支座处尺寸较小，位 置狭窄，顶升千斤顶只能在桥墩上梁纵向的支座内侧布置一 个，为安全起见，梁端要适当加设支撑约束，防止梁的重心偏 移。设有横隔梁的Ｔ梁也可利用横隔梁与桥墩盖梁空间放 施工前首先进行前期准备工作，清除桥台（墩）顶面处 的松散粘结物、油污及垃圾，为了利用原桥梁桥墩进行操作， 选用超薄千斤顶作为顶举梁幅的关键设备。用油泵控制千 斤顶，千斤顶数量根据上部结构总量选取。同时充分考虑结 置千斤顶。对于连续箱梁，有时需要在梁的两端支座处同时 设置千斤顶进行同步顶升。 ④顶升千斤顶与桥墩表面混凝土接触面局部承压验算。 构在顶升中出现的传力不均现象，保证千斤顶顶起吨位有２ 倍以上的安全储备并满足施工规范要求，并保证油路通畅， 工作状态正常，每台千斤顶均配百分表测量顶举位移。 ２．４支座反力计算 （１）在确定了详细的施工方案后，要根据支座的理论计 参照《混凝土结构设计规范》ＧＢ５００１０—２００２中第 ７．８．１条局部受压区截面尺寸计算方法或《公路钢筋混凝土 及预应力混凝土桥涵设计规范》（ＪＴＧ Ｄ６２—２ｏｏ４）第５．７．１ 算值，确定各个墩顶支座承受的支座反力数值（若不封闭道 路施工则需要考虑活载因素。因考虑到设计要求一般为不 影响交通的前提下，故采用不封闭道路施工。则计算时考虑 活载影响），在得出各墩顶的支座反力后还应考虑其安全系 数。根据计算结果采用相应吨位的千斤顶和对墩顶进行加 固措施，同时对施工场地进行清理以便于施工。 （２）支座更换背景资料调查。 ①设计资料：设计单位、设计图纸、桥型、跨度、截面形 状、桥墩形式、混凝土强度设计等级，所选择的橡胶支座型号 及支座布置情况。 ②施工资料：施工单位、开工日期、竣工日期、施工日志、 交工验收资料，重点是梁体结构与桥墩的混凝土强度检测报 告，橡胶支座的生产厂家，检测报告与检测单位。 ③现场调查资料：通车日期、通车时间、支座损坏位置与 损坏的规格型号、数量、桥梁所处位的地形情况等。 （３）梁体顶升液压系统设计。 ①梁体结构顶升力的确定。 根据设计图纸提供的设计荷载和成桥以后可能产生的 约束力，并考虑超载和顶升偏载的不利因素，按计算支座反 力乘以Ｉ．５倍以上的安全系数，确定梁体结构的顶升力即设 计支座反力 设计反力＝Ｉ．５ 计算反力 式中： 计算反力为按设计图纸上的设计荷载（含自重）的支座 反力。 ②顶升千斤顶的配置数量确定及考虑的因素。 ａ梁体结构顶升时所要求的设计支座反力或称顶升力； ｂ桥墩结构形式和桥墩上的空间位置及允许顶升高度； ｃ梁体结构的跨度、截面形状，简支梁还是连续梁； ｄ梁体结构和桥墩的混凝土设计强度等级； ｅ所要求的单个顶升千斤顶最大顶升力和千斤顶尺寸、 高度、外径尺寸等； ｆ所要更换橡胶支座的型号（固定支座或活动支座）数 量、位置； ｇ更换支座时是否中断交通（一般不容许中断交通）。 对于配置的千斤顶数量和单个千斤顶的最大顶升力所组合 的总顶升力Ｆ，要求大于梁体结构顶升时所需的设计支座反 力，即Ｆ＞Ｒ设计反力。根据不同的顶升方法确定千斤顶的 配置数量及备用千斤顶。 ③顶升千斤顶的布置方法。 箱梁、板梁采用独立支座时，在桥墩上原支座两侧对称 布置各一台顶，同步顶升。 箱梁跨度≥５Ｏ ｍ，支座反力较大，一端设置２个支座时， 在２个支座之间靠支座内侧各布置２～３个千斤顶，同步顶 升。 条方法进行验算。局部受压面尺寸应满足公式 凡≤１．３５ ｃ￣／３Ｌ× ×Ａ删 即 Ａ ≥ 丽 式中： 为混凝土局部强度提高系数； 为混凝土强度影响 系数，当混凝上强度≤５Ｏ ＭＰａ时 ＝１．０； 为单个顶升千 斤顶的最大顶升力，按设计总顶升力和千斤顶数量分配； 为桥墩混凝土轴心抗压强度，按实际立方强度查表确定值； Ａ 为桥墩接触面混凝土局部受压面积，桥墩按千斤顶底座 面积计算；Ａ 为桥墩接触面混凝土局部受压净面积，与 计算方法相同；Ａ 为局部承压的计算底面积，按ＧＢ５００１０— ２００２规范中第７．８．２条方法计算，桥墩按千斤顶底座３倍边 长或３倍缸体直径计算面积。若局部承压面积不满足公式 要求，则需加垫厚钢板，扩大承压面积。 ⑤顶升千斤顶活塞与梁体底面混凝土接触面验算与桥 墩接触面验算方法相同，注意几个参数取值不同。若梁体底 面与千斤顶活塞接触面受压面积计算不满足，则必须在梁底 加垫厚钢板，扩大承压面积。 ２．５顶粱设施 （１）搭设施工平台。 在搭架范围，人工平整场地，用门式脚手架在跨中贴近 盖梁边搭设好平稳、牢固的工作平台至适合操作的高度，并 做好安全围护。 （２）准备工作。 配置足够人员，并进行明确分工。包括指挥人员、技术 人员、开机人员、位移观测人员、裂缝观测人员和安全员。 材料设备准备齐全，包括油压千斤顶、橡胶支座、各种厚 度的钢板和各种厚度的不锈钢板、临时支撑的木板。 （３）安置千斤顶。 根据支座更换设计方案的要求，在支座更换的桥墩上要 求的位置上布置千斤顶和临时约束，同时安置测量顶升高度 系统。千斤顶的安放一定要竖直，不能倾斜。各千斤顶准确 就绪后，微顶紧各受力部位，最后布置梁体结构监控设施并 对仪器和仪表进行调试。 ２．６试顶 千斤顶安装完毕，即可开始试顶，试顶主要是为了消除 软接触本身的非弹性变形或沉降，在主梁还没有正式顶起时 即可停止，并停放数小时进行观察无任何变化后才能开始整 体顶升。试顶的位置必须通过计算确定，应不影响梁的受力 状况。不会导致梁体的破坏。在顶梁前设置多个沉降观察 点，顶梁过程中随时观察，停放数小时后，无任何沉降变化， ・６３・ 维普资讯 http://www.cqvip.com
总第１６９期 黑龙江交通科技 第３期 才能开始整体顶升。如出现不均匀沉降，则需先进行不均沉 支座重新安放完毕后，应及时进行检查验收，合格后用 降处理后，再进行试顶，至符合要求为止。 扁型千斤顶缓慢卸压落梁到位，落梁时注意避免碰撞支座， ２．７正式顶升 以保证支座位置准确。采用逆顶升法缓慢降落同一幅的每 试顶完成后，正式顶举之前再作一次全面的检查，检查 片梁，按顶举时同样的步长步阶缓慢进行，有利于梁准确就 无误后，每台油泵随指挥信号同时启动。整个顶举过程实行 位和与支座密贴，若就位不准或支座不密贴则应查明原因并 桥面高程与千斤顶油压双项控制，在开始顶升时，必须在专 采取有效措施予以纠正，再重新进行调整。 业人员的统一指挥下所有千斤顶慢慢用力整体顶起梁体。 当施工完毕应当清理现场，保护环境卫生。 起重前，记录好每个千斤顶起顶前的高度值，统一听哨声同 ３结语 时操作，每一次哨响便加压一下，然后观察、记录千斤顶的上 （１）整体更换支座施工方案，要通过准确的分析和计 升高度。梁底整体在原来垫石面的基础上，统一上升到一定 算，配备足够的机械设备和劳动力；同时，在顶起和落梁这很 高度就立刻停止，并立即在上下横梁间增设若干个钢筋混凝 短时间内，要有专业人员统一指挥，确保所有被顶的梁体同 土预制块形成临时支撑点，停止加压后，用枕木加钢板垫实 步上升，同步下降。如果不封闭交通，顶梁宜选择在夜间或 横隔板底，以增加接触点和面积，提高顶升系统的稳定性，确 交通流量较ｔＪ，￣，－ｔ进行，在施工前对路段交通进行观察，确定 保桥梁整体的安全性。以防千斤顶质量事故而导致局部梁 施工时间。 体下沉，然后再取出原来安放的单个橡胶支座。 （２）要认真做好测量、观察记录工作。准确计算出原支 ２．８支座更换 座和现支座的高度差，以指导施工，确保梁体、桥面系支座更 在台帽、盖梁处治完成后，即可去除原有支座，在支座下 换前后的标高不变或达到设计要求。 方用高标号环氧树脂砂浆找平，精确计算出需增加的高度， （３）认真计算扩大基础的大小、厚度以及配筋情况，上、 用合适厚度的钢板来调节，调节施工完毕，重新安装新的支 下横梁的刚度、强度，支承的强度、刚度、稳定性，是否均匀承 座，就可以慢慢地落梁，去掉混凝土块和千斤顶，拆除临时支 受荷载等，对临时支撑的位置要进行准确的计算，保证梁体 撑。整孔梁体在施工过程中相对几乎是不动的，对桥面系结 及桥面系不受损坏。 构也基本没有任何影响，支座更换前后支撑反力变化也不 （４）随着旧桥加固改造步伐的加快，一些主梁尚好的桥 大，但梁体的支撑条件已大大改善，同时梁体的受力状况又 梁仍需利用，桥梁支座的更换就迫在眉睫，而支座的整体更 回复至设计时的计算模式，并能够安全地使用。 换施工就更有必要。 ２．９落粱 （上接第６１页） 顶面。每箱设两个天窗，布设于弯矩、剪力最小处。对于单 ３温度裂缝的特征与易出现的部位 箱双室或单箱三室，同一断面上两个天窗应错开不小于 （１）温度裂缝的特征：梁板或长度较大的结构，温度裂 １ ｍ，且所有天窗完全开放。梁翼缘板与腹板拐角处每隔 缝方向一般平行短边，裂缝形状一般是一端宽一端窄，有的 ５ ｍ预设一道通气孔，横隔梁处增设通气孔，以保证气流通 缝宽变化不大。宽度无定值，从发丝裂缝到数毫米宽都有， 畅，减少箱内外温差，并待终凝后在木制芯模上洒水降温的 但多数宽度不大，数量较多；裂缝深度变化较大；长度随温差 措施，可取得较好的效果。 与结构特征而变化。气候变化导致的裂缝，往往在经过夏天 （３）施工中要严格控制骨料含泥量，应尽量减少，因为 或冬天后出现或加大。在使用环境高温影响下，热源温度高 含泥量的增加使混凝土抗拉强度降低。在配合比设计上要 即使作用时间不长也可能出现开裂。 尽量优选低热、中热水泥，从而降低水化热。 （２）易出现的部位：预应力箱梁桥面板的温度与底板温 （４）选用低热或中热水泥品种配制混凝土，如矿渣硫酸 度较大差别时，箱梁腹板处容易开裂，大多在脱模后２～３ ｄ 盐水泥、火山灰质硫酸盐水泥等。 内发生，施加预应力后大多会闭合。 （５）充分利用混凝土的后期强度，配合比设计时可取 现浇混凝土箱梁由于水化反应，箱内、外温度差很大，易 ６０ ｄ或９０ ｄ的强度进行设计，以减少每立方米水泥用量。 在顶板产生开裂。 根据有关资料每增减１０ ｋｇ水泥，其水化热将使混凝土的温 大体积混凝土裂缝分表面裂缝和贯通裂缝两种。表面 度相应降低１℃。 裂缝是由于温度外低内高，表面拉应力超过混凝土抗拉强度 （６）对大体积混凝土基础与岩石地基，或基础与厚大的混 而产生，贯通裂缝是由于混凝土在强度发展到一定程度，混 凝土垫层之间设置滑动层，以消除嵌固作用，减少约束应力。 凝土逐渐降温，温差引起的变形及混凝土失水引起的体积收 （７）降低混凝土入模温度。 缩变形，受到地基和其他结构边界的约束时引起拉应力，超 （８）在混凝土浇筑后，做好混凝土的保温．保湿养护。 过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯穿整个截面的裂缝。 （９）对于大体积混凝土施工应从浇筑前、后两方面进行 ４预防措施 理论计算，加以控制。 根据温度裂缝产生的原因，可从提高混凝土抗拉强度、 ５结束语 控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、改善约束条件等方 温度变化引起桥梁混凝土内外温差，产生温度应力，当 面考虑，结合实际采取相应的预防措施。 其大于混凝土的抗拉强度时，将产生温度裂缝。通过本文的 （１）采用蒸汽养护方法，应严格控制升、降温速度。 分析，希望引起工程技术人员对桥梁的设计与施工过程产生 （２）对于现浇混凝土箱梁，由于水化反应使箱内温度过 裂缝的足够重视，规范设计与施工，采取相应的裂缝控制措 高，顶板易出现温度裂缝，采取初凝后用塑料薄膜及时覆盖 施，减少和避免温度裂缝的产生，延长桥梁的使用寿命。 ・６４・
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