独柱墩跨线桥顶升更换支座施工方案_李静辉

为了准确控制顶升力，保证梁体在安全受力的状 况下完成整个顶升、持荷、落梁过程，顶升前模拟起梁 时 各 种 受 力 状 态，计 算 各 支 座 处 的 支 反 力 以 及 箱 梁、 墩柱的响应。
结合施工 实 际 情 况，左、右 幅 墩 柱 之 间 和 相 邻 墩 之间顶升的相对高差须控制在 2mm 内。在实际施工 过 程 中，要 兼 顾 原 支 座 可 以 顺 利 取 出、柱 顶 中 心 混 凝 土可找平处理、新支座顺利安装等施工操作。
本设计采用与原支座型号相同的 GYZ650 × 120 板式橡胶支座，顶升力见表 1，单个千斤顶顶升力仅供 参考，建议采用单项不少于 100t 的薄型液压千金顶。
表1
千斤顶顶升力分析
①恒载支 墩号
反力 /kN 右幅 12#墩 2470 右幅 13#台 943
②活载支 ③总顶升力 = 1. 5 ④千斤顶 ⑤单个顶升力 反力 /kN × （ ① + ②） /kN 个数 /个 = ③ /④ /kN
（ 1） 测量 12# 墩顶箱梁底面横、纵坡，支座顶面 预埋钢板平整度，梁底和柱顶的净空。
（ 2） 更 换 12# 墩，1# 、2# 板 式 橡 胶 支 座 GYZ650 × 120。 3 同步顶升施工 3. 1 施工要点
为了确保临安互通跨线桥第三联 12# 墩支座更换 的 顺 利 实 施，支 座 更 换 施 工 方 案 的 制 定 从 桥 梁 特 点、 桥位条件、施 工 技 术 力 量 和 施 工 设 备 等 方 面 综 合 考 虑，在 确 保 结 构 受 力 安 全 的 前 提 下，从 可 操 作 性 方 面 考虑更多的实际影响因素。针对支座存在的问题，主 要从以下几个方面提出解决问题的方案： ①箱梁顶升 的关键技术； ②箱梁顶升方案； ③支座底部柱顶混凝 土处理； ④支座更换过程中结构受力监控的主要技术 要求； ⑤理论顶升力的确定； ⑥墩柱局部补强措施； ⑦ 临时钢托架设计； ⑧千斤顶［5］及辅助支撑布置方式。 3. 2 箱梁顶升的关键技术
采取左、右幅 12# 孔和 13# 孔箱梁整体同步顶升， 顶升高度不大于 5mm，相邻墩顶升高度差控制在 2mm 以内，左、右幅箱梁 顶 升 应 同 步 ，整 体 顶 升 高 度 以 能 取 出支座为原则，更换病害支座。 3. 4 柱顶混凝土处理
施工单位进场后，首 先 应 实 测 病 害 支 座 区 域 范 围 内箱梁的 横、纵 坡、柱 顶 面 与 梁 底 之 间 净 高。 在 安 装 托 架 之 间，施 工 单 位 应 根 据 柱 顶 和 梁 底 之 间 净 高 、千 斤 顶 安 放 高 度、托 架 顶 板 厚 度，计 算 托 架 安 装 相 对 标 高。先将柱顶突出 的 混 凝 土 凿 至 支 座 底 面 水 平 ，如 局 部净空仍不能满足安装要求，可凿除柱顶部分保护层 混凝土。根据原施工图设计，凿除高度不应大于 5cm， 凿除范围为距柱中心 43. 5 ～ 65cm 圆环。
（ 2） 同步顶升施工是桥梁加固维修的一项新技 术，其技术含量高，施工难度大，为避免桥梁上部结构 受到二次损伤，施工过程中结构受力复杂； 应准确监 测梁体位移与应变的变化。
某桥梁位于高速公路互通内，桥梁全长 227m，共 分为三联，跨径为（ 5 × 16） + （ 19 + 22 + 19） + （ 5 × 16） m。上部结构为普通钢筋混凝土现浇连续箱梁； 下部 结构桥台为肋板台，桩基础； 1# ～ 4# 、9# ～ 12# 墩采用圆 柱独墩； 6# 、7# 墩采用矩形独柱墩，5# 、8# 墩采用双柱式 墩，基础均为承台 + 桩基础，其中 2# 、3# 、6# 、7# 、10# 、11# 墩采用墩梁固结，9# 、10# 、11# 、12# 墩均向曲线外侧设置 10cm 偏心。经检查 12# 墩顶支座有破坏，需要进行更 换； 主桥立面布置图，见图 1。主桥箱梁结构，见图 2。
此类桥梁施工提供了理论依据。
【关键词】 独柱墩； 同步顶升； 施工方案
【中图分类号】 TU745. 2
【文献标识码】 B
【文章编号】 1001 术［1，2］ 是 通 过 一 定 的 仪 器 设 备 使 原 有 桥梁实现竖直方向抬升和改造的一种比较先进的现 代化施工技术方 法。 在 顶 升 过 程 中，既 可 以 控 制 构 件 的运动姿态和应力分布，还可让结构构件在空中较长 时间滞留和进行微动调节，完成人力和现有设备难以 完成的施工任务，从而使大型构件的起重安装过程既 简便快捷，又安全 可 靠。 本 文 对 某 跨 线 桥 采 用 同 步 顶 升 的 施 工 方 法 更 换 支 座，为 以 后 曲 线 连 续 梁 桥、独 柱 墩连续箱梁桥等类似桥型的支座更换提供具体施工 方面的借鉴，意义重大。 1 工程概况
1160
5445. 0
6
907. 5
928
2806. 5
4
701. 6
3. 7 墩柱局部补强 箱梁同步 顶 升 施 工 时，墩 柱 顶 平 面 空 间 紧 凑，局
部应力集 中，可 能 出 现 劈 裂 现 象。 鉴 于 此，顶 升 施 工 前首先对柱顶进行加固补强。在采用临时托架法顶 升 时，如 采 用 钢 套 箍 环 向 挤 压 对 柱 顶 进 行 补 强 ，柱 顶 尺寸的不规则将会影响套箍与柱之间径向压力的传 递，容 易 发 生 局 部 空 鼓 和 应 力 集 中 现 象，即 使 在 两 者 之间填塞橡胶也很难保证径向力的有限传递，从而达 不到理想的加固效果。因此结合同类顶升项目的实 际经验，采用先粘贴碳纤维布再环向包裹钢套箍的方 案进行柱顶补强。
单个千斤顶的顶升力不小于 100t，油缸外径最大 值按 17cm 计算，千斤顶本体高度不大于 13cm。单个 辅助支撑至少承受 250t 的竖向力，外径不大于 25cm， 且具有稳定性。千斤顶中心线应与下垫钢板中心线 重合。
在需顶升的连续墩柱上，柱顶横桥向两侧各纵向 布置 3 个千斤顶，每个墩柱上共计 6 个千斤顶。连续 墩柱千斤顶及辅助支撑系统如图 6 所示。
2 病害成因分析及维修方案 2. 1 病害特征及成因分析
根据加固设计图 纸，该 桥 普 通 钢 筋 混 凝 土 现 浇 连 续箱梁第三联 12# 墩 1# 独柱墩支座严重偏压、剪切变 形较大、严重老化、支 座 附 近 箱 梁 底 面 凹 凸 不 平 ，柱 顶 混 凝 土 边 缘 不 平 整、局 部 较 高，柱 顶 和 箱 梁 之 间 净 空
圆环形混凝土，恢复至和支座底面水平。 3. 5 支座更换过程中结构受力监控的主要技术参数
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。为确保整个支座更换工程中 结 构 受 力 安 全，要 求 施 工 单 位 的 施 工 方 案、技 术 设 备 以及现场实施必须到达以下要求［9］，［10］： ①按照设计要 求，施 工 过 程 中 以 顶 升 高 度 控 制 为 主，顶 升 力 控 制 为 辅进行双控，各墩顶处千斤顶同步顶升； ②在正式顶 升 前 准 确 进 行 称 量，并 采 用 微 量、逐 级 顶 升 方 式 缓 慢 顶升； ③持荷施工阶段，桥面通车情况下保证支撑体 系安全、稳定； ④落梁时分级回落； ⑤在顶升、持荷、落 梁各阶段，如出现异常情况，立即停止施工，及时查找 原因。 3. 6 理论顶升力
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低温建筑技术
2014 年第 1 期（ 总第 187 期）
独柱墩跨线桥顶升更换支座施工方案
李静辉， 张丽丽， 孙全胜
（ 东北林业大学， 哈尔滨 150040）
【摘 要】 同步顶升技术作为一种新型的桥梁改造技术，以其施工快捷、经济实惠、效果良好等优点，得到了
较为广泛的应用，本文结合实际工程实例，叙述了同步顶升技术更换独柱墩跨线桥支座施工方案及施工要点，为
在连续墩柱顶面以下 1. 0m 范围，环向粘贴两层 碳纤维布进行补强。碳纤维布纤维方向搭接长度不 小于 50cm。 3. 8 临时托架设计
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三部分组成，顶板、肋板和套箍均采用厚度为 20mm 的 Q235 钢板，套箍分为三块制作，块与块之间采用高强 螺栓连接。高强螺栓采用 10. 9 级承压型高强度螺栓， 设计抗拉强度 400MPa，螺栓的预紧力为 355kN。连续 墩上的一个套箍共计 27 套。连续墩上的临时托架构 造图如图 3 ～ 图 5 所示。 3. 9 千斤顶及辅助支撑布置
当千斤顶、辅 助 支 撑 系 统 高 度 不 足 时，可 采 用 水 平、平整的钢板填塞在千斤顶、辅助支撑之间，但应确 保钢板之间密贴无缝隙、整体稳定。 4 结语
（ 1） 在役桥梁更换支座施工受诸多条件限值， 根 据 桥 梁 结 构 形 式、施 工 条 件、设 备 性 能 及 交 通 条 件 等要求确定顶升方案。
因此，从结 构 受 力 安 全 角 度 考 虑，应 尽 量 减 小 左 右幅之间和相邻墩之间的顶升高差，同一墩上各顶升 点之间应同步。除了确保桥梁在顶升过程中的安全 外，还 应 尽 量 确 保 支 座 更 换 后 支 座 受 力 均 匀 ，符 合 设 计支反力的要求，尽量恢复原设计受力状态。
（ 2） 现场操作条件的限制。箱梁顶升施工最便 利的方案，是在墩柱顶面直接布置千斤顶进行顶升和 支座更换。但是梁底和墩柱顶面之间的净高和平面 空间有限； 柱顶和箱梁之间局部净空太小，顶升操作 净 高 有 限 的 情 况 下 加 大 了 千 斤 顶 安 装 、原 支 座 拆 除、 梁底和柱顶混凝 土 处 理 的 难 度。 同 时，平 面 上 由 于 墩 柱直径为 1. 3m，摆放千斤顶及临时支承的空间不足， 需要安装临时托架，提供千斤顶和临时支承的摆放空 间和保证柱身不被破坏。 3. 3 箱梁顶升方案
临时托架 的 主 要 作 用 是 柱 顶 共 同 作 为 千 斤 顶 顶 升的反力架和工作平台，拓宽墩柱顶放置千斤顶和辅 助支撑的工作面。连 续 墩 上 托 架 由 套 箍 、肋 板 和 顶 板