時間:2023-05-30 09:37:02
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇橋梁支座,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞:支座;常見病害;養(yǎng)護(hù);維修
中圖分類號: K928 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
引言
橋梁支座是橋梁結(jié)構(gòu)的重要組成部分,直接影響到橋梁的結(jié)構(gòu)安全性和耐久性。在我國,目前常見的橋梁支座主要有:簡易支座(如油毛氈)、滑板式橡膠支座、板式橡膠支座、盆式橡膠支座等。支座作用主要有三個方面:一是連接橋梁上、下部結(jié)構(gòu)的傳力裝置,將上部結(jié)構(gòu)的各種荷載可靠地傳遞到橋梁的下部結(jié)構(gòu),同時保證橋梁上部結(jié)構(gòu)在支座處能夠自由轉(zhuǎn)動或位移,使梁完成必要的自由變形;二是適應(yīng)由于溫度、濕度等環(huán)境變化引起的結(jié)構(gòu)脹縮變形;三是阻抗風(fēng)力地震等引起的結(jié)構(gòu)平移,減輕震動對結(jié)構(gòu)的不利影響。橋梁支座的損壞已成為威脅橋梁安全的重要因素之一,加強(qiáng)對橋梁支座的病害分析及養(yǎng)護(hù)維修顯得尤為重要。
一、橋梁支座的常見病害
1.1支座型號用錯
支座型號用錯常見為:支座尺寸型號混淆、圓形與矩形支座混淆使用、矩形支座長度方向放錯等。
1.2支座偏位
支座偏位是目前支座安裝上存在的最普遍的問題,分為縱向偏位和橫向偏位,嚴(yán)重的支座偏位將造成支座不均勻受力,梁體受附加內(nèi)力過大等病害。
1.3支座破損、開裂
支座破損、開裂病害如橋梁使用的油毛氈破裂、擠出脫落、橡膠板易位;橡膠板支座出現(xiàn)橡膠老化、變質(zhì)、梁體失去自由伸縮能力,直接導(dǎo)致梁端或墩、臺帽混凝土破裂,造成掉角、啃邊現(xiàn)象,嚴(yán)重的導(dǎo)致伸縮縫破壞;盆式橡膠支座固定處松動、錯位、鋼盆外露部分銹蝕,防塵罩破裂。
1.4支座脫空
支座脫空是目前支座安裝存在最普遍和嚴(yán)重的質(zhì)量問題之一。單一支座脫空將造成其他支座受力過大,影響支座的耐久性。此外,可能會使上部結(jié)構(gòu)受力不均,對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性造成影響。
1.5支座變形過大
支座變形是指壓縮變形和剪切變形,支座壓縮變形過大分為兩種:支座局部變形變大即支座偏壓,進(jìn)而造成支座破壞;支座整體豎向變形過大,可能對連續(xù)梁等上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生極為不利的附加內(nèi)力,或位移超出設(shè)計控制范圍,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞;支座剪切變形越大,耐久性越差,從而降低支座使用壽命。
1.6其他病害
(1)板式橡膠支座側(cè)面凹凸不平;
(2)四氟滑板支座臟污、老化,四氟板與橡膠層的脫離使得表面滑動系數(shù)不符合要求而產(chǎn)生多大的剪切變形,加劇對支座橡膠層的破壞,降低支座使用壽命,此外還增加對梁體的約束,對結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生不利影響;
(3)盆式橡膠支座與墊板間不平整密貼;
(4)支座墊石不平整、開裂、剝離、破碎等病害。
二、橋梁支座的常見病害產(chǎn)生的原因
橋梁支座出現(xiàn)病害的原因主要有如下幾個方面:
(1)支座本身為不合格產(chǎn)品,強(qiáng)度低、承載力不足;
(2)設(shè)計方面:對支座的性能了解不夠,對設(shè)計所需支座的尺寸以多大為宜通常不做驗算,使設(shè)計支座過早地由于抗壓、抗剪不足等方面的原因造成破壞,橋梁支座選擇形式、布置方式不合理,支座邊緣預(yù)留寬度不夠,支座墊石的混凝土標(biāo)號偏低或墊石加強(qiáng)鋼筋不足,固定用的螺栓、螺母強(qiáng)度不夠等,當(dāng)梁體出現(xiàn)較大的縱向坡度時,支座調(diào)整措施不當(dāng),使支座與梁體不能密貼,受力不當(dāng)而造成破壞;
(3)施工方面:對橋梁支座的重要性認(rèn)識不足,沒有引起足夠的重視,吊裝工藝中沒有防止支座脫空等問題的技術(shù)措施和質(zhì)量控制手段,施工過程控制不嚴(yán),在安裝支座時支座墊石、梁頂面不平整或墊石頂面不是水平面、支座就位不準(zhǔn)確、墊石與支座連接不牢、金屬支座防腐、防銹處理質(zhì)量不高,當(dāng)梁體有縱橫坡時,支座上承面(梁底調(diào)坡楔塊)安放不理想,使支座出現(xiàn)偏壓、初始剪切變形等現(xiàn)象;
(4)養(yǎng)護(hù)維修方面:滑動面、滾動面不凈潔,異物得不到及時清理,固定構(gòu)件松動加固不及時,因防水裝置缺陷使支座或連接面浸水腐蝕,加速老化過程等;
(5)由于橋墩、臺產(chǎn)生不均勻沉降、傾斜與上部結(jié)構(gòu)水平位移、上部結(jié)構(gòu)震動變位等直接影響橋梁支座的正常使用;
(6)車輛超載,實(shí)際荷載超過設(shè)計荷載,使支座產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形破壞。
三、橋梁支座的養(yǎng)護(hù)與維修
3.1支座的檢查
要保證橋梁支座能夠安全、有效、正常使用,首先要加強(qiáng)橋梁支座的檢查工作,支座的檢查主要包含以下內(nèi)容:
(1)支座組件是否完好、清潔,有無斷裂、錯位、脫空;
(2)活動支座是否靈活,實(shí)際位移量是否正常,固定支座的錨銷是否完好;
(3)支座墊石是否有裂縫;
(4)簡易支座的油氈是否老化、破裂或失效;
(5)支座的剪切位移是否過大;
(6)支座是否產(chǎn)生過大的壓縮變形;
(7)支座橡膠保護(hù)層是否出現(xiàn)開裂、變硬等老化現(xiàn)象,并記錄裂縫位置、開裂寬度及長度;
(8)支座各層加勁鋼板之間的橡膠板外凸是否均勻和正常;
(9)對四氟滑板橡膠支座,應(yīng)檢查支座是否臟污、老化,支座上面一層聚四氟乙烯滑板是否完好,支座是否滑出了支座頂面的不銹鋼板;
(10)盆式橡膠支座的固定螺栓是否剪斷,螺母是否松動,鋼盆外露部分是否銹蝕,防塵罩是否完好。
3.2 支座的日常養(yǎng)護(hù)
橋梁支座的日常養(yǎng)護(hù)工作內(nèi)容主要有:
(1)支座各部應(yīng)保持完整、清潔,每半年至少清掃一次,清除支座周圍的油污、垃圾,防止積水、積雪,保證支座正常工作;
(2)滾動支座滾動面上應(yīng)定期涂油(一般每年一次),在涂油之前,應(yīng)把滾動面揩擦干凈;
(3)對鋼支座要進(jìn)行除銹防腐,支座各部分除鉸軸和滾動面外,其余部分均應(yīng)涂刷油漆保護(hù);
(4)對固定支座應(yīng)檢查錨栓的堅固程度,支承墊板應(yīng)平整緊密,及時擰緊各部結(jié)合螺栓;
(5)各種橡膠支座應(yīng)經(jīng)常清掃污水,排除墩、臺帽積水,要防止橡膠支座接觸油脂,對梁底及墩、臺帽上的殘存機(jī)油等應(yīng)進(jìn)行清洗,防止因橡膠老化、變質(zhì)而失去作用。
(6)對盆式橡膠支座應(yīng)定期進(jìn)行清掃,并應(yīng)設(shè)置支座防塵罩,防止灰塵落入或雨、雪滲入支座內(nèi),支座的外露部分應(yīng)定期涂紅丹防銹漆進(jìn)行防護(hù)。
3.3支座的維修
橋梁支座的各種缺陷和病害,對于較輕微的病害,加強(qiáng)后期的維護(hù)、維修可延長支座的使用壽命,對于嚴(yán)重的病害,則必須采取更換支座的措施。
支座如出現(xiàn)以下缺陷或故障不能正常工作時,應(yīng)及時予以修整或更換:
(1)支座座板翹起、變形、斷裂時應(yīng)予更換,焊縫開裂應(yīng)予維修;
(2)板式橡膠支座出現(xiàn)脫空或不均勻壓縮變形時應(yīng)予調(diào)整;
(3)板式橡膠支座發(fā)生過大剪切變形、中間鋼板外露、橡膠開裂、老化時應(yīng)及時更換;
(4)油氈墊層支座失去功能時,應(yīng)及時更換;
(5)支座墊石破損應(yīng)及時修補(bǔ),并使其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求。
調(diào)整、更換板式橡膠支座、鋼板支座、油毛氈墊層支座時可采用如下方法:在支座旁邊的梁底或端隔處設(shè)置千斤頂,將梁(板)適當(dāng)頂起,使支座脫空不受力,然后進(jìn)行調(diào)整或更換。調(diào)整完畢或新支座就位后,落梁(板)到使用位置。
需要抬高支座時,可根據(jù)抬高量的大小選用下列幾種方法:
(1)墊入鋼板(50mm以內(nèi))或鑄鋼板(50-100mm);
(2)就地澆筑鋼筋混凝土支座墊石,墊石高度按需要設(shè)置,一般應(yīng)大于100mm。
結(jié)語
橋梁支座主要作用是將橋跨結(jié)構(gòu)上的恒載與活載反力傳遞到橋梁的墩臺上去,同時它又能保證橋跨結(jié)構(gòu)所要求的位移和轉(zhuǎn)動,以便使結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況能與設(shè)計時所采用的計算圖式相吻合,因此保證支座的正常使用和完好是一件很重要的工作,必須加強(qiáng)對橋梁支座的養(yǎng)護(hù)與維修工作,避免橋梁支座病害的過早發(fā)生,確保橋梁安全、延長橋梁的使用壽命。
參考文獻(xiàn):
[1]宋長斌.公路橋梁支座常見病害淺析 [J].青海交通科技,2012.
【關(guān)鍵詞】橋梁支座;設(shè)計;選配;布置;病害
一、支座設(shè)計計算(以板式橡膠支座為例)
1、確定支座的尺寸。支座尺寸包括支座平面面積與支座高度兩部分?jǐn)?shù)據(jù)的確定。
支座平面面積可以這樣計算:
其中Nmax為最大的支點(diǎn)反力;A為橡膠支座的平面面積;為支座的平均許用應(yīng)力。
支座高度由橡膠高度與鋼板高度兩部分構(gòu)成,橡膠高度由支座所要提供的剪切變形量(它將決定縱向位移量)來確定,而且要符合規(guī)范中要求總高度小于等于支座沿橋縱向長度的1/5的規(guī)定。鋼板高度即為約束橡膠片各層薄鋼片的厚度之和。
2、驗算支座偏轉(zhuǎn)與壓縮變形。橋跨結(jié)構(gòu)在支座處會產(chǎn)生轉(zhuǎn)角,支座通過不均勻壓縮來提供這種轉(zhuǎn)動能力,同時支座與橋跨結(jié)構(gòu)之間不能有“脫空”現(xiàn)象發(fā)生,支座的平均壓縮量越大這種轉(zhuǎn)動能力就越強(qiáng),這就要求在轉(zhuǎn)角一定的條件下,支座要保證一個最小的平均壓縮量s,s可以這樣求得:
其中,E為橡膠支座的彈性模量;為橡膠層的總高度。
此外,規(guī)范還規(guī)定了支座平均壓縮量的最大值不應(yīng)超過橡膠總厚的5%。
3、驗算支座抗滑。支座要想發(fā)揮起作用,必須要保證其處于設(shè)計的位置,在水平力作用下在支座與橋跨結(jié)構(gòu)的接觸面上以及支座與墩臺的接觸面上不能出現(xiàn)相對滑動,這種保證來自于支座與混凝土之間要有足夠的摩擦力,摩擦力的大小可以通過壓力與摩擦因數(shù)再考慮一定的經(jīng)驗系數(shù)來確定。
二、板式橡膠支座選配
板式橡膠支座已經(jīng)形成系列,如無特殊要求則不必自行設(shè)計,只需根據(jù)設(shè)計需要直接選擇合適的規(guī)格進(jìn)行配備即可,下面將介紹選配支座的具體步驟。
1、初選支座平面尺寸。根據(jù)容許應(yīng)力法的計算法則,支座必須能夠提供足夠大的反力,據(jù)此確定支座噸位;同時,考慮到上部結(jié)構(gòu)橫橋向尺寸的限制,確定支座的寬度,進(jìn)而確定支座沿橋縱向尺寸。
2、初選支座高度。支座高度應(yīng)根據(jù)支座水平位移設(shè)計值、支座承擔(dān)水平力設(shè)計值、支座許可的的最大壓縮變形等條件來確定,以上條件可通過下面方法獲得。
支座水平位移設(shè)計值,根據(jù)主梁的計算溫差可算得主梁的設(shè)計變形量,對于簡支梁橋來說,這即為兩端支座所要共同提供的水平位移,此水平位移由兩端支座均攤,則每個取其二分之一。支座所承擔(dān)水平力主要來自汽車制動力,其設(shè)計值取每跨上汽車制動力設(shè)計值均攤到該跨每個支座上的部分。支座許可的最大壓縮變形應(yīng)不超過橡膠層總共厚度的5%,支座的壓縮變形主要是橡膠的彈性壓縮變形。
此外,還要對支座的偏轉(zhuǎn)能力與抗滑移能力進(jìn)行驗算,其方法與設(shè)計階段相同,這里不再贅述。
三、支座的合理布置
橋梁的結(jié)構(gòu)體系不同,橋梁的寬度不同,都將影響橋梁支座的布置情況,橋梁支座的布置應(yīng)該兼顧沿橋方向與垂直于橋梁方向?qū)ψ冃蔚囊蟆?/p>
對簡支橋梁(裝配式空心板或T形梁橋),通常做成“浮動體系”,可以選用板式橡膠支座來達(dá)到這一目的。為了使所有墩臺平均分擔(dān)橋跨結(jié)構(gòu)傳來的水平力,需要把固定支座安裝在橋臺上,每個橋墩上布置一組活動支座,一組固定支座。當(dāng)遇到高墩時,應(yīng)盡量減小其所受的水平作用力,而把相鄰兩跨的活動支座都布置在高墩上。
對連續(xù)梁橋,通常情況下是這樣的,每一個連續(xù)單元中只布置一個固定支座,其他橋墩位置均布置活動支座。有些時候,支座還有可能出現(xiàn)拉力,此時應(yīng)設(shè)置承拉支座。當(dāng)連續(xù)梁與橋墩固定連接時,不需要設(shè)置支座,但橋墩的設(shè)計要有一定的柔性,以滿足橋梁縱向位移的要求。
對懸臂梁橋,錨固孔主座布置要求一側(cè)固定,一側(cè)活動。牛腿處的支座可設(shè)置一個固定支座和一個活動支座,也可以都做成固定的。
對于斜橋,布置支座時應(yīng)盡可能使支座允許的位移方向與行車道中線保持一致,以免支座受到過大側(cè)向剪力而破壞,或者使橋梁產(chǎn)生過大附加內(nèi)力而威脅橋梁安全。對于彎橋,布置支座時應(yīng)盡可能使支座允許位移方向與行車道徑向或切向保持一致。
四、支座病害分析
目前橡膠支座在橋梁工程中得到廣泛應(yīng)用,但是支座適用壽命普遍偏低是一個一直困擾人們的問題,支座在設(shè)計使用期限內(nèi)出現(xiàn)許多病害。這些病害來源是多方面的,既有支座所選橡膠材料不耐老化的先天缺陷因素,也有支座選取、布置不合理,施工不規(guī)范、不專業(yè),養(yǎng)護(hù)不到位等人為因素。
板式橡膠支座中橡膠老化、變質(zhì)使得梁體不能自由伸縮,直接導(dǎo)致梁端或墩、臺帽混凝土破裂,造成掉角、啃邊現(xiàn)象,橡膠板易位,嚴(yán)重的還可能導(dǎo)致伸縮縫破壞。現(xiàn)在的橡膠生產(chǎn)企業(yè)林立,其企業(yè)規(guī)模與技術(shù)水平也是參差不齊,難免有些企業(yè)會為追求利益而故意降低生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),使得出場產(chǎn)品達(dá)不到應(yīng)有的設(shè)計強(qiáng)度與承載能力,可想而知這樣的支座一旦被用于橋梁工程之中,出現(xiàn)問題是難免的。有些橋梁設(shè)計單位設(shè)計人員水平較低,對于橋梁支座選擇形式并不了解、對于橋梁支座的布置方式不合理,或者由于疏忽大意,所選用支座墊石混凝土標(biāo)號偏低,支座邊緣預(yù)留寬度不夠,或墊石加強(qiáng)筋不足,固定用的螺栓、螺母強(qiáng)度不夠等,這些均會導(dǎo)致橋梁支座病害的發(fā)生。在施工過程中也可能出現(xiàn)各種各樣的問題,由于各種原因造成支座安裝不水平,支座位置偏離受力中心超過許可范圍,安裝時支座與上下部貼合不夠緊密,使用時出現(xiàn)支座脫空現(xiàn)象。養(yǎng)護(hù)維修方面,滑動面、滾動面不凈潔,異物得不到及時清理,固定件松動加固不及時,因防水裝置缺陷使支座或連接面浸水腐蝕,加速老化過程等。
五、結(jié)束語
橋梁的使用能否達(dá)到設(shè)計時所預(yù)想的效果,與橋梁支座選取是否合適,支座安放位置是否恰當(dāng),支座能否正常穩(wěn)定的發(fā)揮其功效密切相關(guān)。能否準(zhǔn)確獲得支座在使用中所要承擔(dān)的荷載,以及支座位移量是否能準(zhǔn)確估算,直接關(guān)系到橋梁支座的適用壽命。對于外形特殊的橋梁(寬橋、斜橋、彎橋等),支座的受力情況變化繁復(fù),容易出現(xiàn)意想不到的情況,要從多個方面進(jìn)行分析。在確定支座的位移量時,應(yīng)綜合考慮溫度效應(yīng)、橋跨結(jié)構(gòu)撓曲變形、基礎(chǔ)不均勻沉降等因素,并在設(shè)計計算中以安全系數(shù)的形式體現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:橋梁支座;設(shè)計應(yīng)用;解析;抗震減震
中圖分類號:TU997文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
近幾年,我國的橋梁技術(shù)有了較為快速的發(fā)展,為了滿足我國一些特殊橋梁功能的需要,例如橋梁抗拉力的需要以及橋梁抗震的需要,我國對新型橋梁支座的研究與實(shí)踐也進(jìn)入了一個新的研究方向。例如:研究人員對橋梁抗震設(shè)計的研究更為廣泛,SMA抗震支座、LRB鉛芯橡膠支座和防錯動平板支座等研究已經(jīng)得到了較為廣泛的運(yùn)用。早在鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展的19世紀(jì)中期,多數(shù)的鐵路橋梁多采用鋼支座,但是在其使用的過程中鋼部件容易受到外界的影響而腐蝕,導(dǎo)致橋梁支座凍死,進(jìn)而影響到了橋梁鋼支座的使用性能。在工業(yè)水平不夠發(fā)達(dá)的時期,多數(shù)的橋梁均采用比較簡易的支座。而橡膠支座是隨著工業(yè)化的發(fā)展而進(jìn)一步的發(fā)展起來,早在20世紀(jì)50年代,橡膠支座就已經(jīng)在國外得到了比較廣泛的應(yīng)用。我國的橡膠橋梁支座在上個世紀(jì)70年代開始逐漸的發(fā)展,目前我國常見的橋梁支座主要有GPZ型、TPZ型以及QPZ型。本文主要依據(jù)某鐵路橋梁的實(shí)例來探討一種新型支座的設(shè)計。
一、橋梁支座的分類
1.橋梁鋼支座
我國早期的橋梁支座多數(shù)采用的是鋼支座。鋼支座的形式主要有搖軸支座、輥軸支座、鉸軸支座和弧型支座。在支座的使用材料上,其支座的上、下擺、座板等多采用鉸軸、輥軸等。橋梁的弧型支座和搖軸支座等主要應(yīng)用于中小跨度的鋼梁。而大跨度的鋼梁或者混凝土梁主要采用的是承載力比較強(qiáng)的輥軸支座。這種鋼支座在實(shí)際的應(yīng)用中,構(gòu)件的銹蝕比較容易導(dǎo)致橋梁支座的凍死,進(jìn)而在一定程度上影響到了橋梁的使用性能。對橋梁鋼支座的改進(jìn),設(shè)計人員可以在施工過程中采用聚四氟乙烯滑板代替橋梁的輥軸。
2.橋梁的板式橡膠支座
板式的橡膠支座是一種比較新型的橋梁支座,其具有結(jié)構(gòu)簡單、零件加工制作容易、所使用的鋼材較少、施工制作成本較低以及施工簡單等優(yōu)點(diǎn)。板式橡膠支座主要是有基層薄的橡膠片與薄鋼片進(jìn)行粘合、鑲嵌及壓制而成。這種支座具有比較強(qiáng)的豎向剛度,可以承受垂直的荷載,可以將橋梁上部結(jié)構(gòu)的反力在第一時間內(nèi)傳到橋梁的墩臺,其良好的彈性能夠適應(yīng)橋端的轉(zhuǎn)動,在較大程度上滿足橋梁結(jié)構(gòu)的水平位移。板式橡膠支座比較適用于中型和小型跨徑的公立、鐵路橋梁和城市橋梁。板式橡膠支座分為圓形和矩形兩種,圓形板式的橡膠支座主要用在圓形橋梁的橋墩施工中。板式橡膠支座的高度、型號等應(yīng)該根據(jù)橋梁的實(shí)際位移和支座反力的大小來進(jìn)一步確定。在安裝板式橡膠支座的時候,施工人員應(yīng)該盡量的保持水平安裝,當(dāng)需要進(jìn)行傾斜安裝的時候,其最大的坡度應(yīng)該在2%。
3.盆式橡膠支座
盆式橡膠支座其主要是有鋼構(gòu)件與橡膠構(gòu)件進(jìn)行組合而形成的一種新型的橋梁支座。其具有承載力大、水平位移大且較為靈活等特點(diǎn)。這種支座適用于承載力在1000KN以上的、跨度較大的橋梁,也適用于林區(qū)、城市和礦區(qū)的橋梁。這種橡膠支座主要有固定支座、單向支座和多向支座三種形式。
二、新型橋梁支座的設(shè)計研究
隨著橋梁技術(shù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)在又產(chǎn)生了新的橋梁支座,下面以某鐵路橋梁關(guān)鍵技術(shù)試驗作為研究對象,來對新型的滑板鉸軸鋼支座的設(shè)計進(jìn)行研究。
1、 支座的總體結(jié)構(gòu)
新型滑板鉸軸鋼支座為了能夠適應(yīng)轉(zhuǎn)動位移,故將結(jié)構(gòu)設(shè)計成鉸軸,這和平時將轉(zhuǎn)動部分設(shè)計成弧形明顯的不同。鉸軸的設(shè)計能夠使得接觸應(yīng)力更小,同時使得轉(zhuǎn)動更加的靈活,定位也比較的精確。此外,為了能夠減小摩擦阻力,在鉸軸部位要涂抹上鈣基脂。
為了能夠適應(yīng)順橋向水平位移,將結(jié)構(gòu)設(shè)計成填充聚四氯乙烯復(fù)合夾層滑板以及不銹鋼板的摩擦副。同時,為了能夠防止支座隨意的移動,在兩側(cè)還設(shè)計了具有填充聚四氯乙烯復(fù)合夾層滑板以及不銹鋼板的導(dǎo)向摩擦副。
2、 聚四氯乙烯摩擦副設(shè)計分析
在新型鉸軸滑板鋼支座中,填充聚四氯乙烯復(fù)合夾層滑板和不銹鋼板的摩擦副是非常重要的一部分。根據(jù)相關(guān)的試驗可以得出,復(fù)合夾層板有著非常大的優(yōu)勢,其中最為突出的特點(diǎn)就是承載力很大以及疲勞壽命比較長。另外,填充聚四氯乙烯復(fù)合夾層滑板和不銹鋼組成的摩擦副,使得摩擦的系數(shù)較低。除此之外,和剛性的材料相比較,填充聚四氯乙烯的復(fù)合夾層板有著非常大的適應(yīng)性。所以,在填充這個摩擦副的時候,接觸是平均的,能夠防止剛性材料之間相互碰撞導(dǎo)致的接觸力不均勻的問題。
3、 新型滑板鉸軸鋼支座的強(qiáng)度設(shè)計以及有限元應(yīng)力解析
在設(shè)計滑板鉸軸鋼支座的時候,最為關(guān)鍵的部分就是接觸應(yīng)力以及平面摩擦副的接觸應(yīng)力如何進(jìn)行設(shè)計控制。依照相關(guān)的規(guī)定,三種支座鉸軸處的接觸應(yīng)力校對完成后,都符合相關(guān)的要求。與此同時,填充聚四氯乙烯復(fù)合夾層滑板和不銹鋼板的接觸應(yīng)力,經(jīng)過相關(guān)的試驗測定,也符合要求。側(cè)滑限位擋板的強(qiáng)度,按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行校核之后,也是符合要求的。
為了能夠更加清晰的對支座的應(yīng)力分布進(jìn)行了解,需要對支座進(jìn)行有限元的應(yīng)力解析。通過相關(guān)的分析,其結(jié)果顯示:對本工程來說,其支座的最大VON MISES應(yīng)力的大小應(yīng)該小于100MPa,這個壓強(qiáng)對于屈服強(qiáng)度是270MPa的ZG270-500鑄鋼來說是非常安全的;其次,聚四氯乙烯滑板平面上的VON MISES應(yīng)力大小范圍是11到20MPa之間。因為聚四氯乙烯有著非常好的適應(yīng)性,與此同時,有限元分析有一定的局限,因此,我們可以肯定的是滑板上的應(yīng)力比計算的要均勻的多。
在額定荷載下,支座有限元應(yīng)力分析的結(jié)果如下面的圖表所示:
部位 所用材料 有限元應(yīng)力分析結(jié)果(MPa) 材料能夠允許的應(yīng)力(MPa)
上擺鉸軸瓦外伸凸臺上面部分 ZG270-500 41.1 150
上擺縱向肋板下面部分 ZG270-500 77.6 150
下擺伸凸臺下面部分 ZG270-500 59.2 150
下擺縱向肋板上面部分 ZG270-500 74.6 150
滑動底板 Q345A 34.4 200
聚四氯乙烯滑板 LR516 24.8 60
表一 支座有限元應(yīng)力分析數(shù)據(jù)結(jié)果
結(jié)語:
橋梁的支座作為橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的中樞地帶,在整個橋梁的建設(shè)中有著極為重要的作用,且橋梁支座直接影響到了橋梁的使用性能、使用結(jié)構(gòu)以及使用的壽命。盡管我國的設(shè)計人員和研究人員對新型的橋梁支座進(jìn)行了更加深入的研究,但是隨著科學(xué)技術(shù)和施工設(shè)備的快速發(fā)展與完善,人們對橋梁的建設(shè)結(jié)構(gòu)有了新的要求。對于鐵路橋梁來說,使用新型滑板鉸軸鋼支座,能夠使得傳力更加均勻,同時建筑高度也比較低,還能節(jié)省原材料。因此這種鋼支座的設(shè)計成功必將會推動我國橋梁建設(shè)的不斷發(fā)展。
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關(guān)鍵詞:橋梁支座;安裝質(zhì)量;問題;措施
在鋼筋混凝土式橋梁和預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋中,橋跨結(jié)構(gòu)和墩臺之間都設(shè)置有支座,主要功能包括遞上部結(jié)構(gòu)的支承反力、保證結(jié)構(gòu)在活載和保持自由變形。支座在橋梁中起到承上啟下的作用,對于橋梁的質(zhì)量具有重要的影響,因此一定要重視梁板安裝、支座安裝的質(zhì)量。
1 橋梁支座的質(zhì)量問題
目前由于我國的橋梁支座的安裝技術(shù)還不成熟,與西方發(fā)達(dá)國家相比還存在著較大的差距。我國的橋梁的支座還存在著很大的問題,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)橋梁的支座位置不準(zhǔn)確[1]。橋跨結(jié)構(gòu)和墩臺之間設(shè)置的支座會產(chǎn)生位置的偏移,主要包括橫橋向位置偏差、順橋向位置偏差、矩形支座長短方向邊放錯等;(2)支座沒有完全受力。橋梁的支座可能各個部分承受的力不同,造成了支座不能平衡受力。主要包括脫空、半脫空、不密貼(敲擊能移動)等。(3)支座墊石標(biāo)高控制不嚴(yán)而引起的質(zhì)量問題。橋梁的支座墊石標(biāo)高控制不嚴(yán)密會引起橋梁的負(fù)荷不同,容易使得橋梁的質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重影響。主要包括支座墊石因二次澆筑而出現(xiàn)脫空現(xiàn)象、支座下墊多層鋼板、支座下墊較厚砂漿、支座下墊鋼板尺寸偏小、在支座頂墊砂漿、鋼板等。(4)支座剪切變形[2];橋梁的支座如果長時間出現(xiàn)超負(fù)荷,就會使得橋梁的支座產(chǎn)生剪切變形,就會導(dǎo)致橋梁支座的承受負(fù)荷的能力下降,容易斷裂。(5)支座型號用錯。橋梁的支座在安裝時,必須嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行,必須要確定好型號再進(jìn)行安裝。目前我國的有些橋梁在建設(shè)時,經(jīng)常出現(xiàn)不能用合適的支座,圓形與矩形支座混淆使用等。(6)梁底預(yù)埋鋼板或調(diào)平鋼板未及時進(jìn)行防腐處理等。橋梁的支座底部的固定板一般是鋼板,很容易被腐蝕,就會造成橋梁的支座不牢靠,因此應(yīng)當(dāng)對底板進(jìn)行防腐處理。
2 橋梁支座安裝質(zhì)量問題的原因分析
2.1 施工前期的問題
目前,我國的橋梁支座所采用的材料都是普通的鋼板,這部分鋼板大都是從廢舊市場回收的,甚至?xí)霈F(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象,這樣的鋼板不僅平整度差,而且平面尺寸比支座小,沒有進(jìn)行防腐的處理就直接用來做支座,導(dǎo)致鋼板的質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重的不合格[3]。橋梁的施工方在安裝支座時,由于缺乏安裝經(jīng)驗,不能按照規(guī)范來安裝支座。另外,支座安裝技術(shù)含量不高,安裝人員沒有安裝經(jīng)驗,不能正確完成安裝。所以,經(jīng)常會出現(xiàn)支座安裝質(zhì)量的問題。施工管理人員在支座安裝上出現(xiàn)問題主要表現(xiàn)在,操作人員不能認(rèn)真核對圖紙、施工放樣不仔細(xì)、標(biāo)高控制不嚴(yán)格、誤差較大等。再就是操作工人偷懶圖省事,不能領(lǐng)悟施工方法以及操作要領(lǐng)。最后就是施工管理人員出現(xiàn)分工不明確等現(xiàn)象。
2.2 施工后期的問題
施工方在橋梁支座安裝中,由于安裝技術(shù)的限制,導(dǎo)致安裝管理出現(xiàn)問題。一般表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)施工管理人員的技術(shù)交底不詳細(xì)、不徹底,甚至出現(xiàn)有歧義的地方。有些橋梁支座的安裝技術(shù)交底僅停留在書面階段,現(xiàn)場操作工人對具體的作業(yè)要求不清楚或一知半解。(2)監(jiān)理旁站不到位,不能履行嚴(yán)格的工序驗收制度,在有關(guān)文件中,多次強(qiáng)調(diào)工序驗收制度,即本道工序未經(jīng)過驗收,不準(zhǔn)進(jìn)入下道工序作業(yè),但個別監(jiān)理責(zé)任心不強(qiáng),在梁板安裝未經(jīng)過驗收的情況下就同意進(jìn)入橋面系的施工,加大支座處理難度。(3)施工部門對橋梁的支座安裝的重視程度不夠,主要表現(xiàn)在認(rèn)為支座安裝是件簡單的工作,不能引起足夠的重視,忽視過程控制或施工前期階段比較重視,但因安裝持續(xù)時間較長,后期怠于管理,形成前緊后松現(xiàn)象。(4)自檢體系不健全。在實(shí)際的橋梁支座的安裝中,自檢體系不能正常運(yùn)轉(zhuǎn),而且質(zhì)檢人員的質(zhì)檢不到位、施工員質(zhì)檢崗位責(zé)職不能理清楚、甚至?xí)霈F(xiàn)混崗位的嚴(yán)重現(xiàn)象等,使得自檢體系不能在橋梁的質(zhì)量控制中起到真正的控制作用。
3 橋梁支座的安裝質(zhì)量的問題的解決方法
3.1 已施工完成或部分施工的板梁支座問題整改措施
一般而言,由于橋梁的半幅橋?qū)挻蟾旁谑迕滓约笆招陌褰M成,采用先簡支后連續(xù)的體系,一般選用三到五跨作為一聯(lián)。因此應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,保持蓋梁頂與梁底之間的空隙應(yīng)盡量較小,可以通過多方面的比較,采用超薄液壓千斤頂進(jìn)行頂升處理。千斤頂為一泵帶14只60t油頂柳州產(chǎn)組合式專用油泵和千斤頂組,并帶有四組分配閥,油管長度必須符合現(xiàn)場實(shí)際情況[4]。主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):(1)千斤頂應(yīng)當(dāng)放在梁底蓋梁或臺帽上,如果兩者之間的間距比較小,容不下千斤頂時,應(yīng)適當(dāng)鑿除部分混凝土,使得千斤頂與壁面之間的保留一定的空隙。為了保證在起頂過程中不會損壞梁底,一般在梁底與千斤頂接觸的地方用鋼板壓實(shí),這樣就可以增大增大受力面,避免梁支座因為受到力而破壞。(2)千斤頂安裝完畢以后,就開始進(jìn)行試項。在試項結(jié)束后,應(yīng)安排專業(yè)人士統(tǒng)一指揮均衡地將整半幅空心板端部慢慢的升起,使的空心板端離開原支座有2-3厘米的空隙。最后利用臨時支撐塊塞入梁底形成臨時支撐點(diǎn),注意千斤頂?shù)目刂七^程應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行,進(jìn)油和回油應(yīng)做到慢而穩(wěn),直到全部工作結(jié)束千斤頂才能卸載,確保橋梁整體安全。支座應(yīng)保持在維修前后的標(biāo)高一致,這樣才能保證支座的安裝工序能夠一次成功完成。在支座安裝完成后,應(yīng)該對安裝好的支座底部的鋼板全部進(jìn)行防腐處理,保障鋼板不會被腐蝕。
3.2 橋面系未開始施工的板梁支座問題解決措施
千斤頂將橋梁支座吊起以后應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)橋梁支座的位置不準(zhǔn)確的要重新按照設(shè)計要求進(jìn)行放置。(2)及時將變形支座或者型號不符合要求的支座進(jìn)行替換。(3)橋梁支座的標(biāo)高相差較多的應(yīng)對支座墊石進(jìn)行處理。支座墊石偏高的要鑿除保持一定的間隙,來應(yīng)對頂面進(jìn)行鑿毛,并用高標(biāo)號小石子混凝土澆筑,為防止開裂,可在混凝土內(nèi)加一層鋼絲網(wǎng)片,待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度時再進(jìn)行安裝支座。對不符合要求的橋梁支座底部的鋼板也按照相應(yīng)的要求進(jìn)行更換,同時所有外露鋼板都需要進(jìn)行防銹處理。(4)未完全受力支座的處理,脫空支座用鋼板要進(jìn)行及時的調(diào)整。半脫空支座用楔形鋼板進(jìn)行調(diào)整。對不密貼敲擊能移動的支座,在支座底用水泥砂漿坐漿,這種方法就可以使支座與梁底密貼結(jié)合。
4 結(jié)束語
文章經(jīng)過研究分析橋梁支座在施工過程中出現(xiàn)的問題,提出了相應(yīng)的解決措施,對于提高橋梁支座的安裝質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,對于橋梁支座的安裝質(zhì)量具有重要的借鑒意義。只有掌握了橋梁支座正確的安裝方法,才能保證橋梁的質(zhì)量,同時也能有效的加快施工進(jìn)度,提高了施工質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:橋梁支座;球型支座;盆式橡膠支座;板式橡膠支座
Abstract: the development of transportation industry to improve the overall performance of the bridge and bridge technology put forward higher requirements, and is a key factor affecting the quality of bridge in the whole bridge bearings. Currently the service life of the bridge reach the design service life and bridge failure from the beginning of the bridge bearing failure, thus strengthening quality control of bridge bearing construction technology research, has very important significance. Use problem of bridge bearing has been introduced in this paper, and the installation of three kinds of bridge bearing construction technology are introduced in details.
Key words: bridge bearings; Ball bearing; Pot rubber bearing; Plate rubber bearing 中圖分類號:TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
一、橋梁支座
(一)橋梁支座
橋梁支座是指架設(shè)于墩臺上,頂面支承橋梁上部結(jié)構(gòu)的裝置,是橋跨結(jié)構(gòu)的支承部分。其功能為將上部結(jié)構(gòu)固定于墩臺,承受作用在上部結(jié)構(gòu)的各種力,并將它可靠地傳給墩臺;在荷載、溫度、混凝土收縮和徐變作用下,支座能適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角和位移,使上部結(jié)構(gòu)可自由變形而不產(chǎn)生額外的附加內(nèi)力。
(二)橋梁支座分類 結(jié)構(gòu)型式:球型支座、盆式橡膠支座、板式橡膠支座、鉸軸支座、轉(zhuǎn)體球鉸等。 使用功能:普通支座、抗震支座、減隔震支座、拉壓支座、抗風(fēng)支座等。 使用環(huán)境:普通環(huán)境用支座、低溫用支座和耐蝕支座。
二、橋梁支座的使用與選擇
橋梁支座產(chǎn)品,主要應(yīng)用于鐵路橋梁、公路橋梁、城市立交橋、高架橋等項目中,也可用于大型建筑結(jié)構(gòu)中。在不同類型的橋梁中,設(shè)計院一般按照橋梁的結(jié)構(gòu)型式、橋梁上部結(jié)構(gòu)的反力及變形大小、設(shè)置支座的位置及大小、橋梁上部行車的類型(火車或汽車)、橋梁所處地震區(qū)域、橋梁所處的環(huán)境情況來選取適當(dāng)?shù)臉蛄褐ёa(chǎn)品。具體選擇方法如下: 1、公路橋梁對于高速公路橋梁和一些小型公路橋梁,由于其跨徑小、上部結(jié)構(gòu)的反力及變形小,一般選用板式橡膠支座產(chǎn)品。對于跨公路、跨鐵路、跨江河、跨海的橋梁,由于其跨徑較大、上部結(jié)構(gòu)的反力及變形大,一般選用盆式橡膠支座或球型支座產(chǎn)品。 2、鐵路橋梁鐵路橋梁設(shè)計為保證其規(guī)范性,一般采用專圖形式進(jìn)行設(shè)計,各設(shè)計院在設(shè)計中直接根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選圖設(shè)計。目前形成專圖的支座產(chǎn)品主要有鑄鋼支座(包括搖軸、輥軸和鉸軸支座)、盆式橡膠支座、柱面支座和球型支座等。球型支座由于其承載力高、傳力均勻、耐久性好等特點(diǎn),多用于連續(xù)梁及有特殊要求的橋梁設(shè)計中,現(xiàn)也開始逐步取代盆式橡膠支座使用于簡支梁橋中。 3、其它特殊支座選用。對于處于地震帶上的公路、鐵路橋梁,為減小地震災(zāi)害,現(xiàn)多選用抗震支座或減隔震支座產(chǎn)品。對于上部結(jié)構(gòu)存在向上的反力的橋梁,一般選用拉壓支座。對于懸索橋、斜拉橋等存在漂浮結(jié)構(gòu)的橋梁,在梁體橫向一般需要選用抗風(fēng)支座產(chǎn)品。對于沿海及跨海橋梁,為保證支座使用壽命,則多選用耐蝕支座產(chǎn)品(一般為耐蝕球型支座)。對于跨鐵路、高山跨峽谷的橋梁,為了不干擾鐵路運(yùn)行和減小施工難度,多選用轉(zhuǎn)體法施工,因此多選用轉(zhuǎn)體球鉸產(chǎn)品。對于在高緯度地區(qū)低溫環(huán)境,為保證鋼材應(yīng)力,多選用低溫用支座(型號后加注“F”)。
三、橋梁支座施工技術(shù)
(一)板式橡膠支座
板式橡膠支座由多層天然橡膠與薄鋼板鑲嵌、粘合、硫化而成一種橋梁支座產(chǎn)品。該種類型的橡膠支座有足夠的豎向剛度以承受垂直荷載,且能將上部構(gòu)造的壓力可靠地傳遞給墩臺;有良好的彈性以適應(yīng)梁端的轉(zhuǎn)動;有較大的剪切變形以滿足上部構(gòu)造的水平位移。板式橡膠支座施工工藝如下:
1、支承墊石的設(shè)置
為了保證橡膠支座的施工質(zhì)量,以及安裝、調(diào)整、觀察及更換支座的方便;不管是采用現(xiàn)澆梁還是預(yù)制梁法施工,不管是安裝何種類型的板式橡膠支座,在墩臺頂設(shè)置支承墊石都是必要的。
在施工支承墊石應(yīng)注意幾點(diǎn)事項:⑴支承墊石的平面尺寸大小應(yīng)能承受上部構(gòu)造荷載為宜,一般長度與寬度應(yīng)比橡膠支座大10cm左右。墊石高度應(yīng)大于6cm,以保證梁底到墩臺頂面有足夠的空間高度,用來安放千斤頂,供支座調(diào)換使用。⑵支承墊石內(nèi)應(yīng)布設(shè)鋼筋網(wǎng)片,豎向鋼筋應(yīng)與墩臺內(nèi)鋼筋相連接。澆注墊石的砼標(biāo)號應(yīng)不低于C30號或不低于設(shè)計標(biāo)號,墊石砼頂面應(yīng)預(yù)先用水平尺校準(zhǔn),力求平整而不光滑。⑶支承墊石頂面標(biāo)高力求準(zhǔn)確一致。尤其是一片梁的兩個或四個支座的支承墊石頂面應(yīng)處于同一平面內(nèi),以免發(fā)生偏壓,初始剪切與不均勻受力現(xiàn)象
2、支座安裝
(1)安裝前按設(shè)計要求及國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定對產(chǎn)品進(jìn)行確認(rèn)。
(2)安裝前對橋臺和墩柱蓋梁軸線、高程及支座面平整度等進(jìn)行再次復(fù)
核。
(3)支座安裝在找平層砂漿硬化后進(jìn)行;粘結(jié)時,宜先粘結(jié)橋臺和墩柱蓋梁兩端的支座,經(jīng)復(fù)核平整度和高程無誤后,掛基準(zhǔn)小線進(jìn)行其他支座的安裝。
(4)當(dāng)橋臺和墩柱蓋梁較長時,應(yīng)加密基準(zhǔn)支座防止高程誤差超標(biāo)。
(5)粘結(jié)時先將砂漿攤平拍實(shí),然后將支座按標(biāo)高就位,支座上的縱橫軸線與墊石縱橫軸線要對應(yīng)。
(6)嚴(yán)格控制支座平整度,每塊支座都必須用鐵水平尺測其對角線,誤差超標(biāo)應(yīng)及時予以調(diào)整。
(7)支座與支承面接觸應(yīng)不空鼓,如支承面上放置鋼墊板時,鋼墊板應(yīng)在橋臺和墩柱蓋梁施工時預(yù)埋,并在鋼板上設(shè)排氣孔,保證鋼墊板底混凝土澆筑密實(shí)
3、普通板式橡膠支座的安裝注意事項
⑴矩形支座短邊應(yīng)與順橋方向平行安置,以利梁端轉(zhuǎn)動。若需要長邊平行于順橋向,必須通過轉(zhuǎn)角驗算。
⑵圓形支座各向同性,安裝時無需考慮方向性,只需將支座圓心同設(shè)計位置中心點(diǎn)重合即可。為防止離心力下使梁體橫向移動,可設(shè)置橫向擋塊。
⑶斜角支座在斜交橋上安裝時,短邊應(yīng)平行于順橋向,長邊應(yīng)平行于墩臺中心線,順橋向與墩臺中心線的斜交夾角應(yīng)與支座的銳角相符。
⑷使用普通板式橡膠支座一般設(shè)有固定端與活動端之分;使用等高度過支座時,上部構(gòu)造的水平位移由同一片梁兩端支座的剪切變形共同完成,各承擔(dān)一半,也可用厚度較小的橡膠支座作固定支座。
⑸橡膠支座安裝以春秋季節(jié)(年平均溫度時)進(jìn)行最佳。如在最高或最低氣溫安裝。為避免支座發(fā)生過大的剪切變形,過去提出兩種方法,一是到年平均氣溫頂起主梁,將支座調(diào)整到中心位置。二是在安裝時根據(jù)當(dāng)時氣溫計算使支座產(chǎn)生預(yù)變位。前者在鐵路橋梁上使用尚可,在公路橋梁上很難進(jìn)行;后者現(xiàn)場施工技術(shù)難度高,難于掌握。現(xiàn)有一種簡易的方法供選擇。若預(yù)計不可能在年平均氣溫時安裝,則在選用橡膠支座時可適當(dāng)境加高度。使其在極端高低溫安裝時,上部構(gòu)造的最大位移量靠橡膠支座的單向剪切變形來完成。
(二)球形支座
球形支座各向轉(zhuǎn)動性能一致,適用于彎橋、坡橋、斜橋、寬橋及大跨徑橋,球形支座無承重橡膠塊,特別適用于低溫地區(qū)。球形支座安裝要點(diǎn):
1、支座安裝前方可開箱,并檢查裝箱清單,包括配件清單、檢驗報告復(fù)印件、支座產(chǎn)品合格證書及支座安裝養(yǎng)護(hù)細(xì)則。施工單位開箱后,不得任意轉(zhuǎn)動連接螺栓,并不得任意拆卸支座。
2、支座安裝高度應(yīng)符合設(shè)計要求,要保證支座平面的水平及平整。支座支承面四角高差不得大于2mm。
3、安裝支座板及地腳螺栓:在下支座板四周用鋼楔塊調(diào)整支座水平,并使下支座板底面高符合設(shè)計要求,找出支座縱、橫向中線位置,使之符合設(shè)計要求。用環(huán)氧砂漿灌注地腳螺栓孔及支座底面墊層。環(huán)氧砂漿硬化后,拆除支座四角臨時鋼楔塊,并用環(huán)氧砂漿填滿抽出楔塊的位置。
4、在梁體安裝完畢后,或現(xiàn)澆混凝土梁體形成整體并達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后,在張拉梁體預(yù)應(yīng)力之前,拆除上、下支座連接板,以防止約束梁體正常轉(zhuǎn)動。
5、拆除上、下支座連接板后,檢查支座外觀,并及時安裝支座外防塵罩。
6、當(dāng)支座與梁體及墩臺采用焊接連接時,應(yīng)先將交座準(zhǔn)確定位后,用對稱間斷焊接,將下支座板與墩臺上預(yù)埋鋼板焊接,焊接時應(yīng)防止燒傷支座及混凝土。
7、支座在試運(yùn)營期一年后應(yīng)進(jìn)行檢查,清除支座附近的雜物及灰塵,并用棉絲仔細(xì)擦除不銹鋼表面的灰塵。
(三)盆式支座
盆式支座是鋼構(gòu)件與橡膠組合而成的新型橋梁支座,與同類的其它型號盆式支座和鑄鋼輥軸支座相比,具有承載能力大、水平位移量大、轉(zhuǎn)動靈活等特點(diǎn),且重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊,構(gòu)造簡單,建筑高度低,加工制造方便,節(jié)省鋼材,降低造價等優(yōu)點(diǎn),是適宜于大垮橋梁使用的較理想的支座。盆式橡膠支座安裝方法主要有2種:一種是座漿法,一種是重力灌漿法。一般根據(jù)梁體是預(yù)制還是現(xiàn)澆選擇。 座漿法是傳統(tǒng)的現(xiàn)澆梁體常用的方法:將墊石預(yù)留支座錨栓孔,墊石表面鑿毛,用砂漿填充滿錨栓孔和墊石頂面支座安裝區(qū)域(墊石頂面砂漿應(yīng)做成中間高四周低,不流動),支座連接成整體后按正確方向安裝于砂漿上,調(diào)整至設(shè)計標(biāo)高(可采用鋼楔形塊調(diào)整和支撐支座),待砂漿固化達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后即可打模板綁扎梁體鋼筋,然后澆筑梁體。 重力灌漿法可用于預(yù)制梁和現(xiàn)澆梁:預(yù)制梁是先將支座安裝于梁底,將梁體吊裝到位后臨時支撐,調(diào)整到設(shè)計標(biāo)高后,支座底面距離墊石頂面約2-3cm,然后在墊石頂面支座四周支“回”型模板(墊石表面鑿毛,預(yù)留孔清理干凈),將配合好的環(huán)氧砂漿采用重力方式由支座底中心灌注到預(yù)留孔和支座底面,砂漿應(yīng)高出支座底面約1cm左右,待砂漿達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度即可拆除臨時支撐和模板。現(xiàn)澆梁則是先將支座安裝于墊石頂面用剛楔形塊調(diào)整好標(biāo)高,然后按重量灌漿法安裝支座。
結(jié)束語
支座是橋梁上、下部結(jié)構(gòu)的連接點(diǎn),它能夠?qū)⑸喜拷Y(jié)構(gòu)的荷載舒適、安全地傳遞到橋梁墩臺,保護(hù)粱端、墩臺帽不受損傷。重視橋梁支座的施工是保證橋梁整體功能質(zhì)量的基礎(chǔ),因此,對于橋梁支座的選用與安裝更換都必須謹(jǐn)慎而行。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:橋梁支座錨栓孔坐標(biāo);支座中心坐標(biāo);跨徑線坐標(biāo);方位角;
Calculation Principle and Application of Anchorbolt Holes’ Coordinate for Bridge Bearing
Abstract: The anchorbolt holes’ coordinate of bridge bearing will provide important basis for the precise reservation of the bearing’s anchorbolt holes.Based on bridge project, this paper shows the calculation procedure for coordinate of bridge bearing in detail. Thus, coordinate of the bearing’s anchorbolt holes t can be obtained rapidly and accurately, which has important meaning to shorten the design cycle of design papers and reduce the designers' working strength.
Keywords: The anchorbolt holes’ coordinate of bridge bearing; coordinate of bearing center; coordinate of span line ; azimuth;
1引言
在橋梁下部結(jié)構(gòu)施工中,橋梁支座錨栓孔位置的放樣與施工是一項細(xì)致的工作。如果支座錨栓孔位置不準(zhǔn)確, 會造成架梁困難,浪費(fèi)和拖延竣工時間,甚至不利于上部橋梁結(jié)構(gòu)的安全使用。因此,在橋墩臺頂帽預(yù)留支座錨栓孔時,參照施工單位的設(shè)計圖,用儀器定向,逐墩逐臺進(jìn)行丈量,以保證其準(zhǔn)確無誤。本文以阿爾及利亞東西高速公路中標(biāo)段M3橋梁為依托工程,介紹了橋梁支座錨栓孔的計算流程,本文為類似工程提供系統(tǒng)的計算流程和參考。
阿爾及利亞東西高速公路是馬格里布高速公路項目Atoroute de Unité Maghrébin(AUM)的重要組成部分,馬格里布高速公路全長約7000公里,起自毛里塔尼亞,途經(jīng)摩洛哥、阿爾及利亞與突尼斯,終于利比亞。阿爾及利亞境內(nèi)起于該國與摩洛哥交界,終點(diǎn)位于該國與突尼斯交界,全長1216公里,是連接阿爾及利亞北方重鎮(zhèn)的戰(zhàn)略要道。在阿爾及利亞東西高速公路中標(biāo)段M3橋梁設(shè)計中,中信中鐵建聯(lián)合體聘請的法國外部監(jiān)督要求橋梁支座的錨栓孔要給出坐標(biāo)。M3為山嶺重丘區(qū),全線高架橋共15座,上部結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為28.1m,36.1m,50.6m三種形式的預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁,支座采用板式支座和滑板支座兩種形式,M3全線錨栓孔坐標(biāo)近1.4萬個。及時并準(zhǔn)確的獲取橋梁支座錨栓孔坐標(biāo),對橋梁支座錨栓孔坐標(biāo)的準(zhǔn)確性,縮短橋梁整體設(shè)計圖紙的設(shè)計周期,減少大量重復(fù)繁雜的機(jī)械勞動,降低對設(shè)計人員的工作強(qiáng)度,都有重要的意義。
通過計算準(zhǔn)確獲取橋梁支座錨栓孔位置并不意味著橋梁下部結(jié)構(gòu)施工的安全與準(zhǔn)確,還有其它影響橋梁支座錨栓孔位置的因素。首先,蓋梁混凝土灌注對支座的平面位置與標(biāo)高有很大影響。其次,支座安裝必須嚴(yán)格按照安裝工藝。為了確保支座在梁底正確安裝就位,制梁時,采用經(jīng)緯儀在梁底放出每個支座縱橫向支承中心。支座安裝采用將梁支撐中心線、支座板中心線和支座對稱中心線六線相互重合的方法來保證支座的準(zhǔn)確就位。此外,在施工過程中,必須進(jìn)行全程的施工測量控制,從而保證計算結(jié)果和實(shí)際測量結(jié)果的吻合。
2橋梁支座錨栓坐標(biāo)的計算程序
為了獲取橋梁支座錨栓坐標(biāo),通常在布梁圖中按實(shí)際尺寸示意出每個支座,利用緯地軟件中橋位坐標(biāo)表命令。橋梁支座錨栓坐標(biāo)的計算原理主要是利用支座中心的坐標(biāo)和梁的方位角通過計算求得。本文以在阿爾及利亞東西高速公路中標(biāo)段M3橋梁為工程背景,來說明橋梁支座錨栓坐標(biāo)的計算流程,詳細(xì)計算過程如下。
2.1支座中心的坐標(biāo):
首先確定橋梁支座中心的位置。當(dāng)橋梁有縱坡時,應(yīng)注意使預(yù)設(shè)好縱坡的支座坡度方向與橋梁的坡度方向相同。M3路段的縱坡較大,T梁預(yù)制時是按照平面長度進(jìn)行預(yù)制的,當(dāng)梁架上去后,其長度會比平面上的梁長要短,為了盡可能讓支座和錨栓孔的位置對齊,當(dāng)橋梁處的縱坡超過一定縱坡(跨徑28.1m,縱坡3.5%;跨徑36.1m,縱坡3.0%;跨徑50.6m,縱坡2.5%)時,應(yīng)對支座的位置進(jìn)行移動,移動值的計算見式(1)。
(1)
2.2梁的方位角:
梁的方位角α的定義:以北方向為起始方向,順時針旋轉(zhuǎn),范圍:0~2PI,其中PI=3.14159266。當(dāng)支座為板式支座時需要計算梁的方位角,當(dāng)支座為滑板支座時不需要計算。根據(jù)移動值來計算梁的方位角α,見式(2)~式(3),其中的計算見式(4)。
(2)
(3)
(4)
沿路線前進(jìn)方向小樁號處梁的支座中心坐標(biāo),對應(yīng)的跨徑線坐標(biāo);
沿路線前進(jìn)方向大樁號處梁的支座中心坐標(biāo),對應(yīng)的跨徑線坐標(biāo),
小樁號和大樁號都是相對于同一個蓋梁(墩子)而言,跨徑線坐標(biāo)為梁肋線與蓋梁中心線的交點(diǎn)坐標(biāo)。
2.3錨栓孔坐標(biāo):
計算各點(diǎn)與N軸方向的夾角,如圖1所示。圖中為OA與N正方向的夾角,;為OB與N正方向的夾角,;為OC與N負(fù)方向的夾角,;為OD與N負(fù)方向的夾角,;為定值,(短邊/長邊)。
圖1 各點(diǎn)與N軸方向的夾角
A的坐標(biāo)(,),B的坐標(biāo)(,),C的坐標(biāo)(,),D的坐標(biāo)(,),支座中心的坐標(biāo)(,),L為支座對角線長度的一半。各點(diǎn)的坐標(biāo)計算見式(5)~式(8)。
(5)
(6)
(7)
(8)
上述公式適用與PI時,此公式仍適用,但公式中的應(yīng)先減PI或在求各點(diǎn)與X軸方向的夾角是把公式中的PI替換為2PI。
用緯地軟件“工具”菜單中的“兩點(diǎn)方位”可以驗證計算方位角是否準(zhǔn)確;
當(dāng)路線走向是從西到東時,拾取起點(diǎn)終點(diǎn)按從左到右進(jìn)行(PI),表格中Δfen為計算值和用緯地點(diǎn)取值之間的誤差。
定制表格和模板:
在EXCEL中很容易實(shí)現(xiàn)批量的支座中心偏移值、梁的方位角、錨栓孔坐標(biāo)的計算;表格導(dǎo)入CAD也有許多相應(yīng)的軟件。
圖2,圖3及圖4分別給出了在EXCEL中計算支座中心偏移值、梁的方位角、錨栓孔坐標(biāo)的編輯方式。如圖2中心偏移值中G列所示,知道支座中心線偏移值后,支座中心的坐標(biāo)便很容易得知。如前所述,跨徑線坐標(biāo)為梁肋線與蓋梁中心線的交點(diǎn)坐標(biāo)。在圖3梁的方位角中,B、C列中輸入支座中心的坐標(biāo),在H、I列中輸入跨徑線的坐標(biāo)。在圖4錨栓孔坐標(biāo)的B、C列中依次為支座中心和橋梁錨栓孔的坐標(biāo)。在表格中只需輸入支座中心處坐標(biāo)和對應(yīng)的跨經(jīng)線坐標(biāo)就可以得到錨栓孔的坐標(biāo)。
圖2 中心偏移值
圖3 梁的方位角
圖4 錨栓孔坐標(biāo)
3 結(jié)語
本文以阿爾及利亞東西高速公路中標(biāo)段M3橋梁為工程依托,詳細(xì)敘述了獲取橋梁支座錨栓孔坐標(biāo)的計算流程和計算方法,對準(zhǔn)確確定橋梁支座錨栓孔坐標(biāo),保證橋梁施工質(zhì)量,減少大量重復(fù)繁雜的機(jī)械勞動都有重要的意義。依據(jù)“阿爾及利亞東西高速公路施工質(zhì)量檢驗與評定辦法”的規(guī)定:同一梁支座板應(yīng)安裝在同一水平面上,平面高差不得超過1mm;順橋向支座板中心線應(yīng)與梁橫橋向的支撐中心線重合,偏差不得大于0.5mm。支座安裝時應(yīng)采取措施防止支座板出漏漿。橋梁支座錨栓坐標(biāo)的偏差不得超過正負(fù)5mm。采用本文的計算流程,計算結(jié)果完全滿足施工質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)。在橋梁支座錨栓孔坐標(biāo)支座確定以后,支座安裝之前,還應(yīng)檢查橋梁跨距、支座位置及預(yù)留錨栓孔位置、尺寸和支座墊石頂面高程、平整度。施工后,施工單位和監(jiān)理單位對全部支座進(jìn)行質(zhì)量檢查。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:公路橋梁 橡膠支座 鉛削橡膠支座 標(biāo)準(zhǔn)化 應(yīng)用
中圖分類號:U418 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)03(a)-0-01
在公路橋梁施工過程中,支座有著廣泛的應(yīng)用,然而由于對支座缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的制定,所以很多已經(jīng)應(yīng)用的支座質(zhì)量無法得到保證,在投入使用后的幾年時間便頻繁出現(xiàn)損壞,而且呈現(xiàn)不斷增加的趨勢,這對于公路橋梁的質(zhì)量以及人們的生命安全都產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅。通過對多個發(fā)生質(zhì)量問題的支座的研究分析可以看出,除了支座本身的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)以外,設(shè)計和施工安裝也是影響支座使用壽命的一個主要因素,因此支座的標(biāo)準(zhǔn)化問題也受到了越來越多的重視。當(dāng)前,我國公路橋梁施工中使用的支座大多為橡膠支座,由于其結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便,而且施工成本較低,所以受到了施工單位的歡迎。
1 鉛削橡膠支座的結(jié)構(gòu)和性能
1.1 鉛削橡膠支座的構(gòu)造以及工作原理
鉛削橡膠支座的構(gòu)造如圖1所示,其主要是由層狀橡膠、鋼板和鉛削組合而成,層狀橡膠的作用是用來支撐橋梁的何在,而鉛削的抓喲作用則是用來吸收和耗散能力。通常使用的橡膠支座阻尼很小,所以在一定的水平應(yīng)力作用下很容易發(fā)生變形,而在普通的橡膠支座中插入鉛削,就能夠得到一個更加牢固的支座裝置,因為鉛削的運(yùn)用在某種陳低估上能夠?qū)Φ卣鹣碌暮哪墚a(chǎn)生耗散的作用,這樣在水平應(yīng)力作用下,支座仍然能夠保持其初始時的剛度,不會產(chǎn)生較大的變形,以此來保證其作用的充分發(fā)揮。如果收到強(qiáng)烈的地震作用,鉛削也會產(chǎn)生一定程度上的區(qū)服,一方面對地震產(chǎn)生的能量進(jìn)行耗散,另一方面則使得支座的剛度降低,達(dá)到延長結(jié)構(gòu)周期的目的,這樣也能夠有效的降低來自于地震反映的應(yīng)力。當(dāng)鉛削橡膠支座遇到較為強(qiáng)大的荷載力時,會形成一個滯回曲線,這時會有一部分變形力被鉛削本身吸收并且進(jìn)行轉(zhuǎn)化,也能夠達(dá)到耗散振動能力量的目的。
1.2 鉛削橡膠支座的布置
鉛削橡膠支座的布置要根據(jù)橋梁實(shí)際的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,如果脫離橋梁結(jié)構(gòu)單獨(dú)進(jìn)行支座的布置則不僅無法發(fā)揮其作用,反而會對支座的使用期限造成影響。當(dāng)橋梁上部結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu),這時在進(jìn)行支座的安裝時必須要對水平力和垂直力進(jìn)行充分跟的考慮,同時也需要對橋梁所能夠承受的應(yīng)力而引發(fā)變形的可能性有一定的認(rèn)識。
1.3 鉛銷橡膠支座的標(biāo)準(zhǔn)化
為了保證鉛削橡膠支座的有效性,同時也為了設(shè)計和安裝的方便性,需要對橡膠支座中配置的鉛削進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)定。第一,在橡膠支座中使用的鉛削必須要能夠減輕橋梁水平方向上形成的應(yīng)力;第二,鉛削橡膠支座在遇到水平地震作用力時產(chǎn)生的變?yōu)閼?yīng)保證不超過2.5;第三,鉛削橡膠支座中的鉛削高度與直徑的比例應(yīng)當(dāng)在1.25-5之間。每一次進(jìn)行鉛削配置之后,都需要對鉛削橡膠支座的剛度進(jìn)行計算,獲得準(zhǔn)確的阻尼參數(shù)。同時,根據(jù)橋梁實(shí)際的情況,對于橋梁恒載作用下的制作應(yīng)力和承載力的關(guān)系進(jìn)行計算,以此來獲得橋梁的原始固有周期。只有對上述標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的執(zhí)行,才能保證鉛削橡膠支座的抗震性能充分發(fā)揮,并且與橋梁的減震需求相結(jié)合,從而得到標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計圖。
2 鉛削橡膠支座的應(yīng)用
2.1 鉛削橡膠支座應(yīng)用的注意事項
⑴橡膠材料的選擇要科學(xué)。由于施工人員缺乏相關(guān)的經(jīng)驗,很容易對橡膠材料的選擇出現(xiàn)不當(dāng),其中較為典型的則是選擇氯丁橡膠和二元乙炳橡膠,前者抗低溫性能較差,容易出現(xiàn)凍裂情況,后者雖然抗低溫性能較強(qiáng),但是施工過程中很難與鋼板有效粘接。⑵橡膠支座的質(zhì)量要有效的控制。有很多小的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)水平低下,支座的質(zhì)量粗糙,有的廠家為了節(jié)約成本,不惜使用各種合成橡膠或者是再生橡膠進(jìn)行生產(chǎn),導(dǎo)致橡膠支座的質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重的問題。⑶支座的安裝位置要準(zhǔn)確。支座的安裝位置對其作用的發(fā)揮有著直接的影響,如果位置部位,則支座會出現(xiàn)不均衡的狀態(tài),有的面會出現(xiàn)脫空現(xiàn)象,很容易造成支座的
折斷。
2.2 鉛削橡膠支座的有效利用
⑴安裝之前對橡膠支座進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測。安裝板式橡膠支座時要認(rèn)真測量其彈性和剛度,保證其受力程度;球冠式橡膠支座要檢查它與不銹鋼鋼板之間的摩擦情況以及活動能力;盆式橡膠支座則必須通過承壓力、整個環(huán)境的摩擦力、變形指數(shù)等。對板式橡膠支座要做重點(diǎn)檢測,最好進(jìn)行解剖檢驗,查看其鋼板的硬度,橡膠的彈力,最終結(jié)果必須與《公路橋梁規(guī)范》的規(guī)定相符合。⑵保證安裝工藝的科學(xué)性和有效性。不同的公路橋梁結(jié)構(gòu)之間有著較大的差異,所以在支座的安裝方面也需要采用不同的安裝工藝,在安裝的過程中必須要符合相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中的要求,保證安裝面在水平方向上滿足要求,并且要清楚支座安裝位置和支座本身的雜質(zhì),避免雜質(zhì)的存在影響支座的使用效果。⑶做好各項檢驗工作。在支座安裝之前要對其是否有老化、龜裂等問題進(jìn)行檢驗,在安裝之后需要對其是否與橋梁結(jié)構(gòu)達(dá)到了有效的連接進(jìn)行檢驗,并且為支座做好防護(hù)措施,避免灰塵和雜質(zhì)的進(jìn)入而影響支座的使用。
3 結(jié)語
綜上所述,支座是公路橋梁結(jié)構(gòu)中一個重要的組成部分,其在提高橋梁承載能力、保證橋梁穩(wěn)定性和可靠性方面發(fā)揮著重要的作用,基于當(dāng)前橡膠支座的廣泛應(yīng)用,更加需要對橡膠支座的性能以及應(yīng)用有更加深入的認(rèn)識。同時,支座的安裝過程具有一定的難度,所以必須要由經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)的專業(yè)施工人員來完成支座的安裝,以此保證支座的安祖行質(zhì)量,從而確保其使用功能的有效發(fā)揮。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 : 橋梁支座;更換施工
中圖分類號:TU997 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一、 前 言
橋梁在使用過程中,橋梁支座逐漸出現(xiàn)的各種缺陷和病害,對于較輕微的病害,可以通過加強(qiáng)后期的維護(hù)、維修可延長支座的使用壽命,對于嚴(yán)重的病害,則必須采取更換支座的措施。隨著國內(nèi)橋梁頂升支座更換工程的增多,近幾年橋梁頂升支座更換水平有了很大提高, 解決了實(shí)際工程中遇到的大量難題,積累了許多寶貴的設(shè)計與施工經(jīng) 驗。然而由于橋梁頂升支座更換是針對既有橋梁,其方案受到許多因素的影響,如橋梁結(jié)構(gòu)類型、跨度、截面形式、梁底凈空、橋下凈空、下部結(jié)構(gòu)形式、地基情況等,情況千差萬別,很難給出統(tǒng)一的設(shè)計理論和施工方法。必須具體情況具體對待。
二、橋梁支座更換施工方法
1、枕木滿布式支架法
工作原理為在地面上設(shè)置枕木,以枕木為基礎(chǔ),設(shè)置滿布式或部分木支架至橋梁梁體處,在支架上安置千斤頂頂升梁體。支架主要由排架、縱梁(鋼梁)等部件組成,其縱梁為受壓構(gòu)件。適用范圍:適用寬淺河枯水季,橋下凈空高度不大(3m~4m),橋梁跨徑一般不大于 4m 的橋梁。優(yōu)點(diǎn):架設(shè)設(shè)備比較簡單,施工方法簡單易于操作。對于小跨度的梁橋,用支架法施工具有一定的優(yōu)勢。缺點(diǎn):支架法施工工期長、支架和模板用鋼耗、木量大、成本高;不適宜橋墩過高的場合,橋墩過高時為保證頂升過程的安全,支架的穩(wěn)定、承載力都要提高,則支架必須高大,不經(jīng)濟(jì);對孔跨下面的場合不能用本方法,如果地基過于松軟時則必須澆注混凝土地坪作為支架基礎(chǔ),不經(jīng)濟(jì)。
2、橋面鋼導(dǎo)梁法
橋面鋼導(dǎo)梁法的支撐位置在橋面上,支撐面為頂升梁相鄰跨的梁體。在頂升梁上綁扎鋼帶,安置鋼梁,以相鄰跨梁體為支撐基礎(chǔ),配合頂升設(shè)備,抬升梁體。適用范圍:適用于跨徑較小、單孔自重不大的橋梁類型,特別適用于對橋下環(huán)境不利施工的情況。優(yōu)點(diǎn):設(shè)備簡單,施工方便;對橋下場所無要求,適用于多種橋梁類型,整個起梁過程都在橋上進(jìn)行,不影響橋下通航、通車要求;無需支架,節(jié)約費(fèi)用,工期短。缺點(diǎn);鋼梁長度有限制,跨徑不可過大;要求用較大噸位千斤頂,對橋面局部壓力較大,有可能損傷梁體,需要局部壓力進(jìn)行驗算。
3、端部整體頂升法
端部整體頂升法的工作原理和枕木法相似,支撐面為橋墩下部新建頂升基礎(chǔ)。基本施工步驟為:以地面為支撐,在墩臺兩側(cè)建立頂升基礎(chǔ),然后用貝雷梁、槽鋼、螺栓連接成受力鋼梁,受力鋼梁上架千斤頂,在梁兩端同步整體頂升,待梁體抬升到施工高度后更換支座。此法為枕木滿布式支架法的變形方法。適用范圍:橋梁下部為非流水通過物,橋下凈空不能過高的橋梁。優(yōu)點(diǎn):對橋下通車影響不大,可自由通行,能滿足橋下不中斷交通的要求。與采用少數(shù)大噸位的千斤頂相比較,無須為應(yīng)力集中設(shè)置過大的傳力桿及橫梁。缺點(diǎn):只適用于非通航河流、河水流量較小可做圍堰處理的橋梁。對橋跨下的地基基礎(chǔ)要求較高,需建頂升基礎(chǔ),工序時間長,工期較長。
4、鞍型支架法
鞍型支架法是直接用橋墩本身做支撐在蓋梁上搭設(shè)支架,設(shè)計成“鞍型支架”,放置千斤頂來頂升梁體。其基本施工步驟為:先將鋼梁穿過蓋梁,然后在兩側(cè)掛上預(yù)先焊好的 L 型掛架,在其上安置千斤頂,同步在兩側(cè)梁上加吊籃,最后在吊籃上控制千斤頂抬升梁體。適用范圍:該方法適用于復(fù)雜的河床地質(zhì)情況,適用于公路、鐵路立交橋的情況,無需大型架設(shè)設(shè)備或桿件,優(yōu)于地面支撐形式。優(yōu)點(diǎn):施工方便,該方法不受河床地質(zhì)、橋下水深和橋梁高度的限制。同時施工現(xiàn)場集中,便于管理;縮短中斷交通時間,整個操作過程都是在橋下進(jìn)行,準(zhǔn)備工作期間不影響交通,起升梁時中斷交通時間短;該方法除頂升力外不需任何動力,對橋梁各部位及其整體性無任何損傷,且支架可多次使用,省工省時。缺點(diǎn):頂升過程中蓋梁會發(fā)生偏心受壓現(xiàn)象和局部承壓過高的現(xiàn)象以及支架變形過大的現(xiàn)象,頂升前須嚴(yán)格的驗算;有些橋梁必須在墩臺上留有承臺式預(yù)埋件;梁兩側(cè)的千斤頂,頂點(diǎn)要求對稱精度高,且頂升過程中要嚴(yán)格控制梁的高程。
5、鋼扁擔(dān)梁法
鋼扁擔(dān)梁法的支撐位置在橋面上,支撐面為頂升梁相鄰跨的梁體。在頂升梁上打孔,綁扎鋼帶,安置鋼扁擔(dān)梁,以相鄰跨梁體為支撐基礎(chǔ),配合頂升設(shè)備,抬升梁體。該法與橋面鋼導(dǎo)梁法的頂升基礎(chǔ)相同,都是以橋面為基礎(chǔ),不同之處是鋼導(dǎo)梁不用橫跨整個橋孔來頂升梁體,而是將鋼導(dǎo)梁縮短到 4m長左右,運(yùn)用扁擔(dān)的原理,利用鋼扁擔(dān)梁和鋼帶在相鄰跨用千斤頂頂升梁體。適用范圍:適用于跨徑較小、單孔自重不大的橋梁類型,特別適用于對橋下環(huán)境不利施工的情況。優(yōu)點(diǎn):施工方便,無需大型設(shè)備,較橋面鋼導(dǎo)梁法省材料;對橋下場所無要求,適用于多種橋梁類型,整個起梁過程都在橋上進(jìn)行,不影響橋下通航、通車要求;無需支架,節(jié)約費(fèi)用,工期短。缺點(diǎn):鋼扁擔(dān)梁結(jié)構(gòu)設(shè)計較為復(fù)雜,需進(jìn)行專門計算;要求用較大噸位千斤頂,對橋面局部壓力較大,有可能損傷梁體,需要對局部壓力進(jìn)行驗算;橋墩受較大偏心荷載,需進(jìn)行偏心驗算;需要對梁體鉆孔,為有損頂升。
6、鋼蝴蝶梁法
鋼蝴蝶梁法支撐位置在蓋梁上,通過液壓千斤頂頂升蝴蝶梁的翅梁來提升梁體。其基本施工步驟為:橋下組拼吊籃,同時橋面上安裝支架并配重,卷揚(yáng)機(jī)拉升吊籃到位作為施工平臺,安放鋼蝴蝶梁,定位千斤頂,頂升梁體。適用范圍:該方法適用于山區(qū)高墩,復(fù)雜的河床地質(zhì)情況,特別是梁底距蓋梁很近,無法安裝千斤頂?shù)那闆r。優(yōu)點(diǎn):充分利用蓋梁這個平臺,施工方便,無大型機(jī)具設(shè)備;對環(huán)境的適應(yīng)能力很強(qiáng),不受河床地質(zhì)、橋下水深和橋梁高度的限制;整個操作過程都是在橋下進(jìn)行,施工快捷,縮短了封閉交通的時間;不受千斤頂行程限制,可一次頂升到位;取換支座簡單;較鞍型支架法安裝更為方便,也更為安全。缺點(diǎn):要求蓋梁較為寬大能安放液壓千斤頂且千斤頂數(shù)量較多,對于雙排支座的蓋梁如果空間狹小就需要另辟溪徑。
7、鋼套箍法
鋼套箍法通過圓箍與橋墩混凝土之間的摩擦力提供豎向支撐。基本施工步驟如下:橋下組拼吊籃,同時橋面上安裝支架并配重,卷揚(yáng)機(jī)拉升吊籃到位作為施工平臺,臨時連接兩側(cè)的吊籃進(jìn)行固定,通過吊籃上的卷揚(yáng)機(jī)拉升鋼套箍并用高強(qiáng)螺栓按實(shí)際要求錨緊,移動吊籃到合適位置拉升組拼貝雷梁與工字鋼并安放在特制的牛腿上,放置液壓千斤頂頂升梁體,更換支座。適用范圍:適用于梁底空間狹小,無法在蓋梁上安放頂升設(shè)備的圓截面高墩梁橋。優(yōu)點(diǎn):充分利用橋梁本身的結(jié)構(gòu),可以通過增長鋼套箍的長度提高其承載能力,能適用不同跨度的簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋;對環(huán)境的適應(yīng)能力很強(qiáng),不受河床地質(zhì)、橋下水深和橋梁高度的限制;不受千斤頂行程限制,可一次頂升到位;在鋼蝴蝶梁法無能為力時,鋼套箍法能很好的完成頂升任務(wù)。缺點(diǎn):施工工序較為繁瑣,施工工期長;臨時構(gòu)件較多,成本較高;鋼套箍法只適用于橋墩為圓形的情況,對其他方形、異形截面均不能使用。
8、氣動頂升法
氣動頂升法是從根本上改變了傳統(tǒng)的頂升設(shè)備,即用集群氣囊替換液壓千斤頂,上述所有支座更換方法只要用氣囊取代千斤頂都可以稱之為氣動頂升法。其主要工作特點(diǎn):起重量不受限制,通過氣動提升系統(tǒng)的擴(kuò)展組合,能滿足百噸級甚至千噸級橋梁構(gòu)件的頂升;同步控制,安全受控;可操作性好,氣動提升系統(tǒng)體積大,重量輕;頂升過程平穩(wěn),無附加沖擊載荷;對頂升的基礎(chǔ)要求低,特別適合臨時預(yù)制構(gòu)件的工程;有利于保護(hù)橋梁構(gòu)件,采用分布荷載,避免了液壓起重的集中載荷。
結(jié)語
隨著我國舊橋檢測和加固改造步伐的不斷加快,橋梁支座更換日益顯得重要,在一些主梁工作工況很好的情況下,如何很好地更換支座,確保橋梁的正常營運(yùn),將成為我們值得研究的課題。
參考文獻(xiàn) [1] 譫潤水,胡釗芳,帥長斌.公路舊橋加固技術(shù)與實(shí)例[M].北京人民交通出版社,2002
關(guān)鍵詞:同步頂升,支座更換,施工工藝,施工控制
Abstract: In this paper, in order to support Wenzhou Dongou bridge replacement project as an example, introduces the bridge synchronous lift equipment and construction technology of replacing support, and elaborates the synchronous top construction control points and monitoring program or process, application of this technology in bridge engineering in the future accumulated precious experiences.
Key words: synchronous lifting, bearing replacement, construction process, construction control
中圖分類號:TU755.2+2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:
1 引言
東甌大橋(甌江三橋)是溫州市總體規(guī)劃中一座兼具公路和城市交通功能的大型橋梁,北起永嘉縣甌北鎮(zhèn),與甌江南北的104 國道相連接,南至溫州市過境公路。工程全長5.173 公里,其中跨江橋梁2.048 公里,橋?qū)?1.4 米。因甌江大橋車流輛較大,目前支座均存在一定的病害,板式橡膠支座出現(xiàn)橡膠老化開裂、剪切變形、安裝偏位,以及支座脫空,需要對支座進(jìn)行更換及增設(shè)鋼板塞密墊平。
鑒于該橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及交通樞紐地位,采用“不中斷交通,同步頂升梁體”的方式更換支座,即對每個蓋梁上所有支座采用同步頂升(落梁)的方式進(jìn)行。
2 橋梁同步頂升更換支座施工工藝
2.1 頂升施工設(shè)備
頂升施工設(shè)備有超薄液壓千斤頂、電動高壓油泵、同步分配閥、高壓油管、頂升計算機(jī)控制界面等。支座頂升選用一臺電動泵站,多個分配器及調(diào)速截止閥和特殊的薄型油缸可實(shí)現(xiàn)基本的同步提升功能。單作用液壓泵站電機(jī)功率2.2kW,工作壓力70 MPa,低壓流量7L/min,高壓流量1.5L/min,油箱容積80L,泵閥功能為進(jìn)程/保持/回程。液壓千斤頂型號為JRSM-1000,最大頂升力100t,工作行程15mm,本體高度93mm,伸展高度108mm,本體外徑180mm,液壓油容量246cm3。圖1為T梁支座更換設(shè)備擺放示意圖。
圖1T梁支座更換設(shè)備擺放示意圖
針對T梁和空心板梁,應(yīng)將千斤頂擺放在支座旁T梁腹板底部及空心板底部。千斤頂?shù)捻斏?yīng)滿足主梁及橋面鋪裝總重量要求。結(jié)合現(xiàn)有的設(shè)備尺寸,選用PLC同步頂升系統(tǒng),千斤頂直徑為Φ18cm,頂升力100噸,頂升量為15mm。圖3、圖4分別為T梁和空心板梁支座更換施工示意圖。
圖3T梁支座更換施工示意圖
圖4空心板支座更換千斤頂布置示意圖
2.2 橋梁同步頂升施工工藝
橋梁同步頂升更換支座的施工工藝如下,流程如圖2所示。
圖2橋梁同步頂升更換支座施工工藝流程圖
(1)頂升準(zhǔn)備工作
① 搭設(shè)施工平臺
在原蓋梁兩側(cè)搭設(shè)施工吊架作為操作人員的平臺,利用原橋墩蓋梁作為頂升點(diǎn)及臨時支撐點(diǎn),并將蓋梁表面的雜物清理干凈。
② 支撐點(diǎn)處局部加強(qiáng)
加強(qiáng)頂升支撐區(qū)域,為避免應(yīng)力集中現(xiàn)象,可以采用厚鋼板墊塊,以分散應(yīng)力。
③ 千斤頂數(shù)量
根據(jù)支撐反力,計算每片T梁端部需要配置的千斤頂數(shù)量,另外準(zhǔn)備一定數(shù)量性能完好的千斤頂以備用。
④ 鋼墊塊臨時支撐
根據(jù)千斤頂量程和最終頂升的高度,以及橋墩臺上可安放的空間位置,確定主梁臨時支撐墊塊(鋼墊板)數(shù)量和尺寸。
⑤ 標(biāo)高測量
頂升更換支座前,對原橋面標(biāo)高進(jìn)行測量,作為落梁后標(biāo)高控制依據(jù)。
(2)安裝頂升設(shè)備及千斤頂
安裝好油泵、分配閥及千斤頂?shù)龋瑸榱吮WC蓋梁千斤頂頂升量一致,采用一臺油泵控制一個蓋梁上的所有千斤頂,達(dá)到千斤頂?shù)耐巾斏?/p>
圖3安裝千斤頂及頂升設(shè)備
(3)試頂升
千斤頂安裝完畢,即可開始試頂,試頂主要是為了使千斤頂達(dá)到同步狀態(tài),在主梁未正式頂起時即可停止,并停放一定時間進(jìn)行觀察無任何變化后才能開始整體頂升。
試頂升時,檢查各點(diǎn)受力情況,同時檢查蓋梁布置的各百分表數(shù)值情況;試頂升1mm,檢查各點(diǎn)誤差情況,塞放臨時支撐,對油泵鎖定液控閥,保持油缸壓力不變,并持荷觀察。
(4)分級同步頂升
試頂完畢,開始正式起頂,按照每級1mm的順序進(jìn)行頂升,并隨時塞放臨時支撐,如此直至頂升到位。
圖4分級同步頂升
2.3 支座更換施工工藝
(1)臨時支撐、撤出舊支座
梁體頂升到位,將原支座取出后,仔細(xì)檢查安放支座處的支座墊塊、梁體底面,是否有嚴(yán)重的混凝土破損、脫落情況,對存在缺陷部位采用環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠將支座墊塊和板梁底面進(jìn)行找平處理。
圖5臨時支撐、撤出舊支座
(2)增設(shè)調(diào)平鋼板
為了避免支座更換之后局部脫空,在舊支座取出后對梁底進(jìn)行調(diào)平處理,措施如下:
① 在T梁或空心板底面增設(shè)調(diào)平鋼板;
② 梁底新設(shè)置的鋼板底面應(yīng)水平,以保證與支座頂面密貼,不能出現(xiàn)縫隙或局部承壓現(xiàn)象;
③ 為保證支座水平,新增設(shè)的鋼板與T梁腹板或空心板底面間用結(jié)構(gòu)膠填充,其間不能有任何空隙,避免鋼板局部承壓;
④ 支座更換之前,準(zhǔn)確測量支座處各片主梁的梁底標(biāo)高,支座更換完畢且完全落梁后,該處梁底現(xiàn)有標(biāo)高必須與原標(biāo)高間誤差控制在±1mm以內(nèi)。
圖6增設(shè)調(diào)平鋼板
(3)落梁
當(dāng)調(diào)平鋼板及新支座安裝完成后,即可進(jìn)行落梁復(fù)位作業(yè)。各千斤頂同步回油、落梁。落梁過程要保持梁體整體平衡,同步整體落梁按照頂升逆向過程進(jìn)行,分級進(jìn)行,直到梁體落實(shí)為止。
落梁后,檢查調(diào)平鋼板是否水平、鋼板與支座是否密貼、支座四周是否異常,如果存在脫空、鋼板不水平現(xiàn)象或其他異常問題,則返工重新調(diào)整,直到合格為止。
圖7落梁
3 橋梁同步頂升更換支座施工控制
3.1 同步頂升施工控制
(1)頂升高度控制
① 支座更換僅僅是更換板式橡膠支座,因此頂升高度的控制原則為:舊支座脫空、能取出,新支座能順利安裝為宜,且不可超出頂升控制高度。
② 同步頂升的最大高度控制在10mm以內(nèi),但同一墩臺上的支座間頂升高差應(yīng)控制在1mm以內(nèi)。
(2)落梁控制
為了保證梁體調(diào)平質(zhì)量,落梁分兩個階段進(jìn)行:
① 第一階段落梁至預(yù)定標(biāo)高,該標(biāo)高(HI)為梁底頂升前高程(HO)加上新支座的壓縮量(h),即HI=HO+h;
② 第二階段落梁在梁底調(diào)平材料(結(jié)構(gòu)膠)固化后進(jìn)行,落梁至原有標(biāo)高處。
3.2 同步頂升監(jiān)測方案
(1)頂升和落梁行程控制
采取標(biāo)高和油壓雙控頂升,操作人員按統(tǒng)一號令,將梁同步頂升至剛離開支座時停止,觀察千斤頂上接觸面混凝土有無局部受壓破損。靜置幾分鐘若無異常出現(xiàn),繼續(xù)頂升一個行程后停止,觀察千斤頂持荷是否穩(wěn)定,梁體各處頂升高度是否一致,若一切正常再重復(fù)上述操作,直至同步落梁至支座上。頂升或落梁過程中若發(fā)觀問題,解決后重試,直至一切正常。
(2)裂縫的觀察與控制
在梁體頂起時,對裂縫變化情況進(jìn)行觀測,如果有裂縫等異常情況出現(xiàn)時停止頂升,查找原因,經(jīng)采取措施和查出原因后,方可再進(jìn)行頂升。對各支點(diǎn)的支撐情況細(xì)致觀察,如有松動或移位立即停止,查明并解決問題后再頂升。
3.3 頂升施工要求
(1)整體頂升過程中嚴(yán)格監(jiān)測梁體的頂升量,確保每個支座頂升量控制在1mm。
(2)在正式頂升前,應(yīng)對頂升設(shè)備進(jìn)行調(diào)核、試頂,確保同步頂升設(shè)備各部位使用效果良好的實(shí)施頂升。
(3)千斤頂起重行程小,禁止使用時超過額定行程,以免損壞千斤頂。
(4)千斤頂將梁頂升后,禁止將千斤頂作為支撐物使用。多臺千斤頂同時使用時,使用多頂分配閥,考慮負(fù)載的均衡性,以免產(chǎn)生傾覆。
(5)頂升時由專人指揮,統(tǒng)一發(fā)令,千斤頂由油泵控制,每個千斤頂由專人負(fù)責(zé),隨時測量,保證每個千斤頂處的頂升高度基本保持一致。
(6)用百分表進(jìn)行單控,百分表用于確定梁體頂升高差,觀測人員要隨時與油泵操作人員保持密切聯(lián)系,指導(dǎo)操作人員進(jìn)行操作。
(7)使用過程中避免千斤頂劇烈振動并根據(jù)使用情況定期檢查。
4 結(jié)束語
對于城市道路中需要進(jìn)行技術(shù)改造的梁板結(jié)構(gòu)的橋梁,采用同步頂升技術(shù)可最大程度的簡化施工工序、降低施工難度、節(jié)約工程投資、加快施工進(jìn)度。在以后的應(yīng)用中不斷總結(jié)和完善,可以更合理、更科學(xué)地運(yùn)用于橋梁維修加固中,推動市政設(shè)施養(yǎng)護(hù)事業(yè)更快、更好地發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】橋梁支座;更換;原理;施工方法;安全技術(shù)措施
中圖分類號:K928.78文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
橋梁支座作為連接橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件,具備兩種功能,一是承受作用在上部結(jié)構(gòu)傳輸過來的各種力,并將它們有效的傳輸給橋墩;其次是適應(yīng)橋體因溫度、濕度、混凝土熱脹冷縮以及負(fù)荷作用下的所引起的水平位移,使橋梁上部結(jié)構(gòu)可以在允許范圍內(nèi)自由變形而不導(dǎo)致額外的附加力。
隨著交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展,公路、鐵路橋梁所負(fù)載的運(yùn)量和負(fù)荷不斷的增長,橋梁支座受到結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力的影響越來越大,出現(xiàn)不同程度的破壞和毀損,影響了橋梁的質(zhì)量和安全。為了保證橋梁的正常使用,需要及時更換破壞了的橋梁支座,下面,將介紹橋梁支座的施工方法和安全技術(shù)防范措施。
一、施工原理
橋梁支座更換的主要原理是利用超薄型油壓千斤頂,將其安放在橋臺或者蓋梁頂面,通過主控制器,所有千斤頂同步工作,將整個半幅橋全部同時舉起約小于30mm后,再更換支座。
二、橋梁支座更換施工方法
1、安裝防側(cè)移裝置
在頂升更換支座的過程中,由于不中斷橋面交通,因此受汽車等動荷載的影響,加上橋梁橫坡較大(2.5%),橋梁可能發(fā)生偏移,尤其是向外側(cè)滑移,因此在蓋梁上安裝防側(cè)移裝置確保萬無一失。防側(cè)移裝置根據(jù)蓋梁上的空間位置(約35cm)、梁體側(cè)移推力決定材質(zhì)和尺寸,裝置主體采用高60cm、寬30cm、縱向20cm的型鋼骨架,在型鋼與T梁間加2cm厚的橡膠板(僅與型鋼面粘牢固定),并使橡膠板緊貼于T梁上,在蓋梁上植入4顆直徑20mm 的高強(qiáng)膨脹螺桿固定,每顆螺桿植入深度不小于18cm,4顆螺桿的設(shè)計剪力為22T,破壞剪力可達(dá)30.56T,可足以抵抗車輛振動等不利因素產(chǎn)生的橋梁側(cè)向滑動力。同時建議該裝置作為永久裝置予以保留,既允許橋梁因溫度或荷載而產(chǎn)生的橫向偏移,又限制了橋梁偏移的位移范圍。
2、安裝千斤頂
采用薄型超高壓千斤頂,千斤頂放于蓋梁上,對同一蓋梁上的所有支承點(diǎn)同步頂升。(因設(shè)計為中央分隔帶漏空,橋梁左右幅為完全分離的兩座橋,施工時完全可以做到半幅施工)。每個蓋梁上使用10臺200T千斤頂和4臺超高壓ZB4/800B油泵。為了保證起梁均衡和位移的一致,每片梁采用2臺200T千斤頂,用1臺油泵的兩個油路分別控制中梁的3個千斤頂和邊梁的2個千斤頂。根據(jù)實(shí)際情況,防止頂升時損壞梁體,本案例特采用無變形剛性托架,很好的保護(hù)梁體安全。千斤頂上部墊鋼板,鋼板與梁體接觸中間墊5毫米的膠墊,防止損壞橋梁的外觀,如圖1所示。將原支座按照不同位置編號,以便查對和更換。清除雜物,以便取下原支座,更換新支座。支座更換完畢后,如墊石出現(xiàn)損壞,用環(huán)氧砂漿進(jìn)行墊石修補(bǔ)。在實(shí)際施工過程中,對環(huán)氧砂漿進(jìn)行合理配置,可使其在修補(bǔ)后3~5小時內(nèi)達(dá)到C30強(qiáng)度。在橡膠支座也標(biāo)上十字交叉中心線,使支座的中心線同墩臺上的設(shè)計位置中心線相重合,調(diào)節(jié)施工完畢,就可以慢慢落梁。
3、設(shè)置觀測點(diǎn)
(1)按頂升梁體理論所需壓力值的50%進(jìn)行試頂, 檢查鋼板、千斤頂?shù)鹊陌惭b是否正確以及受力是否均勻。
(2)在確認(rèn)各受力部件無塑性變形后, 即可開始整體頂升梁體。頂梁時, 主要控制各梁底與蓋梁頂面間的垂直距離變化是否均勻, 在差值超過1mm時,應(yīng)暫停加壓, 及時調(diào)節(jié)相應(yīng)的油閥, 使得梁體的提升速度均勻。
(3)同時將梁體頂升5mm后, 檢查各千斤頂?shù)墓ぷ餍阅苁欠裾? 確認(rèn)安全后再同時頂起3mm- 5mm, 使得梁體的平均頂升量均達(dá)到8mm- 10 mm。
(4)頂升時應(yīng)及時添加鋼板墊塊,梁體頂升到預(yù)定高度時, 充分填塞保險墊塊與梁底的空隙。
4、更換支座
拆除舊支座, 清理舊支座周圍的雜物;對梁底的生銹鋼墊板除銹并作防銹處理;用環(huán)氧材料墊平支座墊石及梁底表面的不平行部分(兩者以水平面為準(zhǔn)) ;按放樣位置準(zhǔn)確安裝新的支座。
5、卸載并拆除千斤頂
落梁前, 先頂起千斤頂1mm-2 mm, 以便撤除保險墊塊。分級回落,每次回落量不宜大于3mm。保險墊塊拆除也要相應(yīng)分級進(jìn)行,以使落梁過程中梁體可一直得到有效保護(hù)。在千斤頂壓力表歸零后,需再次檢查支座與梁底是否完全接觸。否則要重頂一次,調(diào)整后再次落梁, 直到支座上下表面相互平行且同梁底、墊石頂面全部密貼后,即可完全卸下千斤頂。
三、確保橋梁結(jié)構(gòu)安全的技術(shù)措施
在更換橋梁支座的過程中,重要的是如何保證橋梁結(jié)構(gòu)不會因為支座的更換而發(fā)生結(jié)構(gòu)性的破壞,因此,需要采取一定的安全技術(shù)措施,保證橋梁支座更換的正常安全施工,下面列出以下幾個需要注意的地方:
1、保證頂升時梁體不會因局部應(yīng)力突然增加而受到破壞。在頂升梁體時,梁體會出現(xiàn)因局部應(yīng)力的突然增加而造成應(yīng)力集中的現(xiàn)象,而當(dāng)取消梁體頂升時,應(yīng)力會突然得到釋放,這樣一來,梁體的薄弱環(huán)節(jié)會因為受力的變化造成對梁體的破壞。針對這種現(xiàn)象,在進(jìn)行梁體頂升時,我們要進(jìn)行精密的計算,來控制總的頂升量。當(dāng)采取分級頂升的方法時,總的頂升會通過幾級小的頂升來分別完成,因此需要注意的是當(dāng)每一級提升量到位后要用墊塊墊牢,然后才能對當(dāng)前級的千斤頂進(jìn)行卸載,在對橋梁支座采取頂升后靜止1個小時,再進(jìn)入到下一級的頂升作業(yè),并逐步依次進(jìn)行。
2、保證頂升時梁體局部混凝土不受破壞。在頂升梁體時,因梁體的巨大自重所應(yīng)用的大噸位千斤頂,在梁體的局部單位面積上產(chǎn)生的頂升力會大于混凝土的抗壓強(qiáng)度,因此會造成混凝土局部壓碎現(xiàn)象,影響梁體的完整度和質(zhì)量安全。因此,針對這種現(xiàn)象,可以在千斤頂上下各設(shè)置一塊鋼板,通過計算確定鋼板的面積和厚度,增加梁體的受力面積,分散千斤頂?shù)钠茐牧Γ詫?shí)現(xiàn)單位面積上的頂升力小于混凝土的抗壓強(qiáng)度,并在鋼板與混凝土之間墊一層起緩沖作用的硬木板,確保梁體混凝土局部不受破壞。
3、防止梁體橫向位移而導(dǎo)致失穩(wěn)破壞所有的中小橋的蓋梁,兩端已有防側(cè)移的鋼筋混凝土擋塊,在頂升前仔細(xì)檢查,每一個擋塊發(fā)現(xiàn)有破損現(xiàn)象時要進(jìn)行修復(fù),待修復(fù)后才能進(jìn)行頂升施工,必要時可在兩側(cè)設(shè)置防側(cè)移的限位裝置。
4、防止梁體縱向滑移而導(dǎo)致構(gòu)件間的破壞,頂升因橋梁規(guī)模較小,根據(jù)橋梁施工方的指導(dǎo)意見更換支座時,不影響橋面系統(tǒng)。當(dāng)每座橋為三跨簡支空心板橋,在每座橋的兩端橋臺處各設(shè)有一道毛勒伸縮縫。所以我們考慮先整體頂升中間蓋梁上的四個梁端,然后再單獨(dú)頂升橋臺處的梁端。在頂升中間蓋梁上的四個梁端時,橋臺處梁端有可能產(chǎn)生滑移,造成毛勒縫處梁端與橋臺產(chǎn)生擠壓破壞。頂升時毛勒縫內(nèi)用鋼板設(shè)置一限位裝置,但必須保證該梁端處于鉸接狀態(tài)。
5、建立觀察系統(tǒng),頂升系統(tǒng)較單一力學(xué)模型簡單、直觀,所以不采用應(yīng)力應(yīng)變儀監(jiān)測,但必須派兩名技術(shù)人員在頂升過程中對梁體進(jìn)行觀察,一旦發(fā)現(xiàn)問題,立即停止頂升,待問題解決后再進(jìn)行頂升。
四、結(jié)語
橋梁支座更換是一個復(fù)雜而又系統(tǒng)的工程,它不僅要求先進(jìn)的施工技術(shù),還要采取一定的安全防范措施,以保證橋梁的結(jié)構(gòu)安全。需要注意的是,橋梁支座的更換要結(jié)合施工現(xiàn)場的特定的地理環(huán)境和橋面的交通狀況來采取相應(yīng)的措施,全面考慮出現(xiàn)的各種狀況,以保證橋梁的安全。當(dāng)然,在橋梁支座更換領(lǐng)域里,還有許多地方需要我們進(jìn)一步完善,促進(jìn)我國交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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[關(guān)鍵]:板式橡膠支座安裝質(zhì)量 原因 對策
中圖分類號:S776.06 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
1、前言
隨著我國建設(shè)事業(yè)的大力發(fā)展,在市政道路及公路的高速發(fā)展中,橋梁的建設(shè)日益增多。橋梁支座是橋梁結(jié)構(gòu)的一個重要組成部分,但由于其在橋梁工程造價中所占比例很小,因而往往未引起工程技術(shù)人員的重視,在70年代之前,我國的公路橋梁上常不設(shè)支座或僅設(shè)置傳統(tǒng)的鋼支座。隨著各種大跨度橋梁的不斷涌現(xiàn),因而對橋梁支座的承載力、對支座適應(yīng)位移和轉(zhuǎn)角能力的要求不斷提高,近十幾年來與之相適應(yīng)的新型橋梁支座——各種橡膠支座先后在橋梁上得到推廣的應(yīng)用。由于目前在橡膠支座安裝施工過程中的材料、操作工藝、檢查等方面普遍存在的不足,極易發(fā)生質(zhì)量問題。造成支座喪失功能,甚至?xí)l(fā)生剪切破壞,使上、下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力,嚴(yán)重時會擠裂橋臺面的混凝土造成結(jié)構(gòu)破壞的后果。本文對使用最為廣泛的板式橡膠支座安裝質(zhì)量的若干問題進(jìn)行分析,并提出一些解決的技術(shù)措施,希望得到有關(guān)施工各方的重視,使板式橡膠支座安裝質(zhì)量能夠得到可靠的保證。
2、主要構(gòu)造與作用
2.1板式橡膠支座
(1)、該支座上下表面為橡膠層,中間為薄鋼板,由一層橡膠、
一層鋼板多層重疊而成,有不同厚度,可按需要選用。板式橡膠支座
的構(gòu)造見圖一。
(2)、主要作用
其基本工作原理是以橡膠的彈性壓縮來實(shí)現(xiàn)梁的豎向轉(zhuǎn)動,以橡膠塊的剪切變形來保證梁的水平位移。故它只適用于跨度不大的,支座反力和水平位移均不大的橋梁。
2.2四氟橡膠滑板支座
(1)、這種支座是在板式橡膠支座的頂面粘貼一層平面尺寸與之相等的聚四氟乙烯板,在梁的底面設(shè)置一不銹鋼板與之作相對的滑移運(yùn)動。
(2)、主要作用
這是利用聚四氟乙烯和不銹鋼之間相對運(yùn)動時摩擦系數(shù)很小的特點(diǎn),使之成為活動支座。它除了具有板式橡膠支座的優(yōu)點(diǎn)外,還能滿足水平位移量較大的要求。
3、板式橡膠支座計算示例
某橋為五梁式雙車道簡支梁橋,標(biāo)準(zhǔn)跨徑L=20m,計算跨徑l=19.5 m,荷載為汽車-15級,掛車-80,梁肋寬0.18m,RD=160KN,Rpmax=155.6KN,Rpmin=63KN,汽車-15級時梁的跨中擾度f=17.4mm,主梁的計算溫差Δt=35ºC,試按兩端等厚度設(shè)計板式橡膠支座。
(1) 確定支座平面尺寸
選用定型設(shè)計的橡膠支座,初擬順橋向長a=200mm,橫橋向?qū)抌=180mm,使支座與梁助等寬,在五根主梁每梁端設(shè)置一個橡膠支座。支座厚度初擬選用28mm,其中有四層鋼板和五層橡膠片,上下表層橡膠片厚2.5mm,中間各層厚5mm,加勁鋼板每層厚2mm,則:Σt=2×2.5+3×5=20mm
支座的平面形狀系數(shù);
S = ==9.5>8
取用橡膠支座的平均許壓應(yīng)力[σ]=10Mpa
橡膠支座的應(yīng)力驗算:
σ===8.77 Mpa<[σ]=10 Mpa
(2) 驗算支座的厚度
主梁的計算溫差為35ºC,伸縮變形為兩端支座均攤,則每一支座的水平位移;
ΔD= α·Δt·l = ×10-5×35×20×103=3.5mm
20m梁的車隊重343.2KN,制動力為343.2×0.1=34.3KN。
汽車-15級重車196.1KN,制動力為196.1×0.3=58.8KN。
由重車控制,每一支座承受的水平力:HT ==5.88KN
橡膠支座的彈性模量:
E=(530S-418) =(530×9.5-418)· =461.7MPa
則由活載制動力引起每一支座的水平位移:
ΔL=== 1.1mm
Σt≥2ΔD 20>2×3.5=7mm
Σt≥1.43(ΔD+ΔL)20>1.43(3.5+1.1)=6.58mm根據(jù)《公路橋梁設(shè)計規(guī)范要求》,Σt≤0.2a=0.2×200=40mm,滿足要求。故:采用支座總厚h=Σt+h鋼板=20+4×2=28mm
(3) 驗算支座偏轉(zhuǎn)
平均壓縮變形:ΔS=== 0.38mm
應(yīng)滿足ΔS≤0.05Σt=0.05×20=1mm,滿足要求。
梁的撓度與梁端轉(zhuǎn)角的關(guān)系:
f= •=•=•θθ=·f
設(shè)恒載作用下,梁端轉(zhuǎn)角θ=0,汽車-15級的f中=17.4mm,則:
θ= = 0.00285rad
ΔS2=ΔS -θ·a=0.38 - ×0.00285×200
=0.95mm>0 滿足要求,故支座不會脫空。
(4) 驗算抗滑性能
在無活載情況下:已知:µ=0.3,RD=160KN µRD≥1.4GA
0.3×160×103≥1.4×1.1×200×18
48KN>12.94KN滿足要求。
活載在橋上時:RD=160KN,Rpmin=63KN, HT=5.88KN
µ(RD+Rpmin)≥1.4GA +HT
0.3×(160+63)≥12.94+5.88
66.9KN>18.82KN滿足要求,故支座不會滑脫。
4、產(chǎn)生的現(xiàn)象及危害
4.1現(xiàn)象
(1)、板式橡膠支座橡膠或橡膠與加強(qiáng)鋼板的固結(jié),剪切破壞。
(2)、梁對兩個橡膠支座的壓縮不等,甚至個別支座有縫隙。
(3)、支座安裝在支座槽內(nèi),吊梁后支座被壓縮,梁底與橋臺或橋墩蓋梁頂面相接觸,稱為支座“落坑”。
(4)、支座頂面滑板當(dāng)梁收縮量超過支座剪切變形量時不發(fā)生滑動。
4.2危害
(1)、當(dāng)板式橡膠支座發(fā)生剪切破壞時,會限制上部結(jié)構(gòu)的自由伸縮,將使上、下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力。
(2)、梁下兩支座壓縮不等,甚至有縫隙,將使支座不均勻受力而縮短支座壽命。
(3)、支座“落坑”,使梁支點(diǎn)錯位,不僅會使橋臺或橋墩上頂,混凝土因梁低溫收縮時發(fā)生局部劈裂,也改變了橋臺、橋墩的受力狀態(tài),增大其偏心矩。
(4)、支座頂面應(yīng)滑動時不能滑動,必然加劇支座的剪切變形,嚴(yán)重時會擠裂橋臺面的混凝土。
5、主要原因
5.1產(chǎn)品質(zhì)量缺陷
橡膠支座在工廠生產(chǎn)時出現(xiàn)部分技術(shù)性能指標(biāo)不符合設(shè)計要求。
5.2橋梁結(jié)構(gòu)誤差
(1)、梁底面有些翹曲,或梁底預(yù)埋鋼板變位,造成梁安放后與設(shè)計值出入過大,形成支座受力不等。
(2)、橋臺、橋墩的蓋梁頂面實(shí)際標(biāo)高大于設(shè)計值時,為保持梁底標(biāo)高,將支座處留成凹槽去湊合,形成梁底與墩、臺頂面凈空過小;或墩、臺頂面未按橋面橫坡要求留有坡度,造成部分梁下的墩、臺頂面標(biāo)高超標(biāo)。
5.3支座安裝誤差
(1)、安裝時在板式橡膠支座粘結(jié)于支座墊石的環(huán)氧砂漿尚未固結(jié),就吊放上部結(jié)構(gòu),使支座位移;或支座安裝位置有誤,梁吊裝后,欲糾正梁位置而采用橫向頂梁,使支座側(cè)向剪切變形,形成支座在梁脹、縮時,剪切變形過量而剪壞。
(2)、支座與滑板間及滑板上,未按操作工藝要求涂抹物質(zhì),而造成滑動支座不能滑動,從而加刷支座的剪切破壞。
5.4施工檢查
由于支座安裝定位檢查措施均在吊梁前,同時在吊梁完成后,梁底與墩、臺頂面的間隙比較小,施工中檢查只能采用簡單的目測及尺量,無法采用其它更準(zhǔn)確的方法措施進(jìn)行檢查,因此支座安裝在吊梁后的質(zhì)量毛病不易被發(fā)現(xiàn)。
6、對策
6.1加強(qiáng)對產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗
(1)、橡膠支座安裝前必須對支座本身的產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢查、驗收。全面檢查產(chǎn)品合格證書中有關(guān)技術(shù)性能指標(biāo),如不符合設(shè)計要求時,不得使用。
(2)、對支座的質(zhì)量應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行《公路橋梁板式橡膠支座》(JT/T4)的標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行驗收。
6.2提高橋梁結(jié)構(gòu)尺寸的準(zhǔn)確性
(1)、梁底支承部位,要求平整、水平,支承部位相對高程誤差不應(yīng)大于0.5㎜。為保證混凝土梁底面的平整度,可以在梁端設(shè)置8~10㎜厚的梁底支承墊板,該板板面要求平整,平面誤差小于0.5㎜,并在梁體澆時精確測量支承板的位置及水平。或者在梁體澆注時,在梁端支承部位用鋼模板,以保證梁端支承平面的平整。
(2)、橋墩、臺支承墊石頂面標(biāo)高應(yīng)準(zhǔn)確,且上表面要平整;每一墩臺上,同一片梁的支承墊石頂面相對高程誤差不大于1㎜,相鄰兩墩、臺同一片梁下,支承墊石頂面相對高程誤差不大于3㎜。
(3)、當(dāng)達(dá)不到(2)項標(biāo)準(zhǔn)不得不留支座坑槽時,應(yīng)使支座用環(huán)氧砂漿固結(jié)后,支座與坑槽間有足夠變形預(yù)留量。同時,注意梁底面與墩、臺頂面凈空隙應(yīng)大于支座壓縮量加上20㎜的量值。
6.3 安裝施工技術(shù)措施
6.3.1施工準(zhǔn)備
在安裝前,對技術(shù)人員及工程管理人員進(jìn)行技術(shù)交底,組織學(xué)習(xí)施工規(guī)范和熟悉設(shè)計圖紙。組織所有有關(guān)的施工人員、測量儀器、施工機(jī)械、材料等調(diào)入施工現(xiàn)場。
6.3.2測量放樣
(1)、各種測量儀器均應(yīng)按有關(guān)的質(zhì)量管理規(guī)定,送有關(guān)部門進(jìn)行檢測,取得有關(guān)質(zhì)檢部門的合格證書后才能使用,使之保持在良好的狀態(tài)中。
(2)、計算并復(fù)測墩、臺支座墊石的標(biāo)高和支座中心位置,將設(shè)計圖上標(biāo)明的支座中心位置標(biāo)在支座墊石上,要求支座中心線同支承墊石中心線相重合。
6.3.3安裝氣溫的選擇
支座的安裝盡可能安排接近年平均時進(jìn)行,以減少由于溫差變化過大而引起的剪切變形。當(dāng)不可避免須在最高溫或高溫、或低溫時安裝的話,可使支座產(chǎn)生預(yù)變位(其值根據(jù)計算確定),即先使梁的一端就位壓住支座,然后對梁在縱向施以推力(可用水平千斤頂施加推力),使其產(chǎn)生預(yù)先計算好的變位值,在此狀態(tài)下,使梁的另一端座落在支座上,然后拆除推力即可。
6.3.4對結(jié)構(gòu)誤差的處理
如果出現(xiàn)墩、臺頂面的支座墊石的高程、平面位置與設(shè)計要求有誤差時,應(yīng)將支座墊石處理干凈,用水灰不大于0.5的1:3干硬性水泥砂漿抹平,并使其頂面標(biāo)高準(zhǔn)確,表面平整;假如支座墊石的標(biāo)高超過設(shè)計標(biāo)高時,必須先鑿除一部分混凝土后才能進(jìn)行上述的工序。
6.3.5安裝施工
(1)、與其下結(jié)構(gòu)結(jié)合如采用環(huán)氧樹脂等材料粘貼,要事先配刷,使用合格原料。
(2)、對于分塊式拼裝的條形板式橡膠支座,其各分塊連接邊縫安裝前應(yīng)打磨平齊,試拼編號,現(xiàn)場安裝時應(yīng)對號入座,同時應(yīng)注意保持上下滑動面清潔,切勿受磨損。
(3)、環(huán)氧砂漿固結(jié)是有一定時間的,安裝支座后,必須靜置足夠時間,待環(huán)氧砂漿完全固結(jié)后,才能進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的吊裝,以保證支座位置的準(zhǔn)確。
(4)、支座與梁底,或支承墊石頂面,應(yīng)全部緊密接觸,局部有縫隙,不得超過0.5㎜寬;有滑板時,必須按要求在支座與滑板間、滑板上涂抹物質(zhì)。
(5)、支座中心盡可能對準(zhǔn)梁的計算支點(diǎn),必須使整個橡膠支座的承壓面上受力均勻,這就要求接觸于橡膠支座板上下的梁底面和墩臺頂二面的混凝土面要平順、清潔、粗糙,而且相互平行。梁在預(yù)制時,必須準(zhǔn)確地安裝梁底支承部分的模板,每片梁兩端也要平行,使不產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象。
(6)、為了必要時如上述放松橡膠支座或因原支座壓壞、老化須更換支座,應(yīng)在墩臺帽上設(shè)置擱放千斤頂?shù)奈恢谩?/p>
(7)、梁、板落位時應(yīng)穩(wěn)妥,勿使支座產(chǎn)生剪切變形,若位置不準(zhǔn)確時,必須吊起重放,不得用撬棍移動梁、板。
(8)、支座周圍應(yīng)設(shè)排水坡,防止積水,支座附近應(yīng)清除塵土、油脂、污垢等。
(9)、若墩臺上設(shè)計有限制梁、板移動的構(gòu)造如混凝土塊,邊框、限鐵等宜在梁、板安裝好后在安設(shè)。
(10)、當(dāng)墩、臺兩端標(biāo)高不同,順橋向有縱坡時,支座安裝方法應(yīng)按設(shè)計規(guī)定辦理。
(11)、四氟橡膠滑板支座,在安裝時除按上述要求施工外還應(yīng)注意以下各點(diǎn):
①、墩臺上設(shè)置的支承墊石,其標(biāo)高應(yīng)考慮預(yù)埋的支座下鋼板厚度,或在支承墊石上預(yù)留一定深度的凹槽,將支座下鋼板用環(huán)氧樹脂砂漿粘結(jié)于凹槽內(nèi)。
②、在支座下鋼板上及四氟滑板式支座上標(biāo)出支座位置中心線,兩者中心線相重合放置,為防止施工時移位,應(yīng)設(shè)置臨時固定措施。安裝時宜在與平均氣溫相差不大時進(jìn)行。
③、梁底預(yù)埋有支座上鋼板,與四氟滑板式支座貼接觸的不銹鋼板嵌入梁底上鋼板內(nèi),或用不銹鋼沉頭螺釘固定在上鋼板上,并標(biāo)出不銹鋼板中心線位置。安裝支座時,不銹鋼板、四氟板表面均應(yīng)清潔、干凈,在四氟滑板表面涂上硅脂油,落梁時要求平穩(wěn)、準(zhǔn)確,無振動,梁與支座密貼,不得脫空。
④、支座正確就位后,拆除臨時固定裝置,采取安裝防塵圍裙措施。
6.3.6質(zhì)量檢查
(1)、橡膠支座安放時,應(yīng)按設(shè)計要求,在墩、臺頂面標(biāo)出其縱、橫中線,并將線延長到墩、臺頂面的外緣,以方便在上部結(jié)構(gòu)吊裝后施工、監(jiān)理方檢查。
(2)、安裝支座后,必須靜置足夠時間,待經(jīng)檢查確從環(huán)氧砂漿完全固結(jié)后,才能進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的吊裝,以保證支座位置的準(zhǔn)確。
(3)、由于目前的《市政橋梁工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ2-90)中沒有具體橡膠支座的檢驗標(biāo)準(zhǔn),因此在施工中質(zhì)量檢查時可以參見《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041-2000),具體如下表:
7、結(jié)束語
(1)、橋梁支座是橋梁結(jié)構(gòu)的一個重要組成部分,然而一般工程施工人員對支座的安裝質(zhì)量不太重視,極易出現(xiàn)質(zhì)量問題,留下安全隱患,參與建設(shè)的各有關(guān)方面應(yīng)引起高度重視。
(2)、不斷開發(fā)新的產(chǎn)品,逐步改善板式橡膠支座的老化問題,延長橡膠支座的使用壽命,減少在使用過程中更換支座的情況。
(3)、改進(jìn)支座安裝工藝流程,加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理、由專業(yè)化隊伍操作,施工中嚴(yán)格執(zhí)行監(jiān)督、監(jiān)理、檢查的質(zhì)量保證體系是確保質(zhì)量的關(guān)鍵。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:橋梁,支座更換,正常運(yùn)營,同步自鎖頂升
Abstract: combining with engineering examples, in maintain normal traffic, use synchronization since the technology of roof up lock qingyuan city national highway 106 bridge bearings car horns replaced, has obtained the good engineering effect and social and economic benefits.
Keywords: Bridges, bearing replacement, normal operations, synchronous self-locking roof up
中圖分類號:K928.78文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
1、前言
橋梁支座作為重要的上部、下部結(jié)構(gòu)之間的受力傳力部件,極易出現(xiàn)位移、老化、損壞等病害,需要經(jīng)常更換。經(jīng)調(diào)查了解到,目前國內(nèi)外更換支座的方法大致分為枕木滿布式支架法、整體頂升法、鞍型支架法、鋼扁擔(dān)梁法、橋面鋼導(dǎo)梁法、超低高度氣囊式千斤頂更換法等幾種,但這些方法均有一個共同的缺點(diǎn)就是實(shí)施復(fù)雜,需要中斷交通,影響大、成本高,又或者是安全性和可靠性不足,通用性差,面向用戶狹窄,尤其難以適合一般的養(yǎng)護(hù)管理部門和維修施工單位使用。
基于上述問題和原因,我單位和北京特希達(dá)科技集團(tuán)、清遠(yuǎn)市佛岡公路局敏銳地認(rèn)識到研究“橋梁正常運(yùn)營狀態(tài)更換支座新技術(shù)”這一課題的重要性及應(yīng)用前景的廣泛性,專門設(shè)立了 “橋梁正常運(yùn)營狀態(tài)更換支座新技術(shù)”的科研項目。經(jīng)過參研人員3年多的調(diào)查研究、計算分析、模擬試驗等一系列攻堅努力,創(chuàng)新性地以“全斷面同步頂升、安全自鎖保障、不中斷交通”的技術(shù)路線很好地解決了這一技術(shù)難題,并于2010年1月在國道106線佛岡縣車角大橋的依托工程項目上得到成功實(shí)踐驗證。2010年10月,該科研成果經(jīng)交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院、廣東省交通運(yùn)輸廳等單位的權(quán)威專家鑒定綜合達(dá)到國際先進(jìn)水平(清科鑒字〔2009〕29號),并建議廣泛推廣應(yīng)用。
2、同步自鎖頂升的原理
2.1同步頂升原理
油泵通過一根油管連接到分流閥上,千斤頂由同一油泵統(tǒng)一供油,油泵開啟后,由分流閥將液壓油分配到每個千斤頂。等壓分流閥的作用,是不論載荷大小,液壓系統(tǒng)中由同一個油泵向多個千斤頂供應(yīng)相同的壓力(等壓分流),以實(shí)現(xiàn)多個千斤頂?shù)男谐瘫3滞交蚨ū汝P(guān)系。
等壓分流閥分配到每臺千斤頂?shù)囊簤河蛪簭?qiáng)是相等的,由于每個千斤頂活塞面積相同,從而千斤頂頂升力是相同的。頂升過程中將分流閥閥門開啟程度相同,此時每個千斤頂油路的損失基本相等,保證了每個油路流量的相等,即保證了千斤頂行程的一致。當(dāng)油路損失有差異時(如分流閥各閥門開啟大小不同),油路損失小的千斤頂行程會增大,將承擔(dān)更大的頂升力,油缸內(nèi)壓強(qiáng)就要比其他千斤頂油缸的壓強(qiáng)高,因各千斤頂油缸并聯(lián),液壓油就主動流向其他千斤頂油缸,使千斤頂油缸的壓強(qiáng)恢復(fù)相同,這樣就保證了頂升的同步性。
圖1同步頂升系統(tǒng)設(shè)備示意構(gòu)成圖
2.2自鎖千斤頂工作原理
液壓千斤頂就是利用了液壓傳動所基于的最基本的原理——帕斯卡原理,液體各處的壓強(qiáng)是一致的,通過液體的傳遞,可以得到不同端上的不同的壓力,這樣就可以達(dá)到一個變換的目的。
千斤頂液壓傳動是利用有壓力的液壓油作為傳遞動力的工作介質(zhì)。油泵輸出液壓油,將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能,壓力油經(jīng)過管道及分配閥,進(jìn)入千斤頂油缸,推動活塞舉起重物,是將油液的壓力能又轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。活塞舉升的速度取決于單位時間內(nèi)流入千斤頂油缸中油容積的多少。由此可見,千斤頂液壓傳動是一個不同能量的轉(zhuǎn)換過程。
為防止千斤頂漏油、油缸裂縫、油管爆裂等原因引起千斤頂活塞突然下降,在活塞上加上自鎖螺母,頂升過程中不斷旋緊自鎖螺母,當(dāng)出現(xiàn)以上情況時,將作用在活塞上的力通過自鎖螺母轉(zhuǎn)移到千斤頂缸體上來,不至于因為意外情況損壞梁(板)或引起橫向聯(lián)系的損壞。
3、依托工程概況
車角大橋是座落在清遠(yuǎn)市佛岡縣車角村106國道K2364+825~+975.45處的一座雙向四車道公路橋梁,橋?qū)捈s25m,長約148m。上部構(gòu)造均為鋼筋混凝土空心板梁,每跨長20m,由17片梁組成(共計:7跨119片梁)。設(shè)置GYZ250×42 mm圓板式橡膠支座(共計:476塊),伸縮縫采用D80型伸縮縫,橋面鋪裝為混凝土橋面,中間間隔為防撞墻間隔。下部構(gòu)造為鋼筋混凝土灌注樁基礎(chǔ),圓柱式橋梁,該橋橡膠支座大部分有變形現(xiàn)象,根據(jù)省公路管理局批復(fù),需對全橋的支座進(jìn)行更換,下圖為大橋全景相片。
圖2 待更換支座的橋梁車角大橋?qū)嵕皥D
4、千斤頂?shù)倪x用
4.1上部結(jié)構(gòu)自重計算
根據(jù)設(shè)計圖紙,單跨半跨上部結(jié)構(gòu)及橋面系材料重量計算列如下表1-1,鋼筋混凝土比重取25KN/M3。其它鉸縫伸縮縫重量略。
上部結(jié)構(gòu)自重計算匯總表1-1
防撞欄(中間) 防撞欄(邊) 橋面鋪裝 空心板
100.6KN 192.1KN 725.8KN 2737.5KN
4.2活載計算
該橋為20m跨徑,按一般小跨徑掛車活載控制設(shè)計,該橋用掛車計算活載。
FC=(300×20+300×18.8+300×14.8+300×12.6)÷19=1045KN
4.3千斤頂?shù)牟贾眉斑x型
車角橋每跨有17片梁,每片梁端放2個千斤頂。因為千斤頂布置得較密,活載占的比例不大,可以不計算合力重心至橋中心線的距離。
本次更換支座采用同一橋墩蓋梁上,同步頂升梁板,同時拆去舊支座,更換新支座。
橋墩蓋梁采用68個超薄千斤頂,橋臺采用34個超薄千斤頂,每片梁端用兩個千斤頂頂升,所有千斤頂并聯(lián)共用一套高壓油泵(ZB4/500型)。所選擇的(ZB4/500型)千斤頂額定頂升力為50t。
由頂升油壓系統(tǒng)計算式導(dǎo)出:該組成系統(tǒng)各千斤頂(34或68個超薄型千斤頂)“校準(zhǔn)”各級標(biāo)準(zhǔn)力值對應(yīng)指示器顯示值的算術(shù)平均值作為線性回歸得:P=0.1342F-0.3241,其中P為油壓表讀數(shù),F(xiàn)為加載力值。
系統(tǒng)平衡頂升最大油壓表壓力為(讀數(shù)值)P=21.5MPa,由頂升油壓系統(tǒng)計算式P=0.1342F-0.3241即得各作用點(diǎn)頂升平均作用力F=162.62KN;
頂升每片梁端設(shè)兩個作用點(diǎn)(兩個千斤頂作用),橋?qū)挃嗝鏋?7片梁。
當(dāng)橋臺蓋梁頂升時,使用34個超薄型千斤頂,其頂升最大荷載為5529.08KN。
當(dāng)橋墩蓋梁頂升時,使用68個超薄型千斤頂,其頂升最大荷載為11058.16KN。
5、正常運(yùn)營狀態(tài)同步頂升更換支座施工工藝
5.1更換支座側(cè)面示意圖
圖3更換支座側(cè)面示意圖
5.2更換支座施工工藝