[發(fā)明專利]一種自平衡反壓式橋梁單支座更換方法

有效

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• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104153303A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設計）人: 劉其偉;羅文林;王成明;楊鵬;肖鵬
• 申請（專利權）人: 劉其偉
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00
• 代理公司: 北京君智知識產權代理事務所 11305
• 代理人: 劉秀娟

【技術領域】

本發(fā)明屬于中小跨徑橋梁養(yǎng)護維修施工技術領域。更具體地，本發(fā)明涉及一種自平衡反壓式橋梁單支座更換方法。

【背景技術】

支座是橋梁上、下部結構的連接點，其作用是將橋梁上部結構荷載順適、安全地傳遞給橋梁墩臺，同時保證上部結構在荷載、溫度變化和混凝土收縮徐變等因素作用下的自由變形，并保護梁體、墩臺不受損傷。

在橋梁日常巡檢、定期檢查以及特殊檢查過程中發(fā)現，支座病害十分普遍。其中中小跨徑橋梁的板式橡膠支座病害顯得尤為突出，具體表現為支座脫空、局部承壓、剪切變形過大、支座老化、支座墊石和梁底楔形塊開裂、破損等。

隨著橋梁營運時間的推移，一旦支座出現上述病害，其傳遞上部結構荷載及順應梁體變形的功能將逐漸衰減甚至喪失，這將直接影響橋梁結構的受力安全。因此，應在不影響橋梁結構安全的情況下，采取合理有效措施對病害支座及時進行更換以恢復其原有功能，確保橋梁運營安全。由此橋梁頂升更換支座技術應運而生。

隨著我國公路建設的發(fā)展，橋梁頂升技術在新建橋梁施工和舊橋維修改造中已經開始普遍采用。橋梁頂升即是在橋梁需要頂升的部位設置千斤頂，利用千斤頂和同步頂升控制設備對橋梁結構進行抬高或降低的移位操作，頂升就位后安放臨時支撐且保證其穩(wěn)定，然后對墩臺、支座或主梁進行改造施工，更換新支座，最后將梁體恢復至原有標高處。在通常情況下，橋梁頂升更換支座施工須按照下述步驟進行：

(1)搭設橋梁頂升支撐平臺等施工準備；

(2)安放千斤頂和臨時支撐件；

(3)監(jiān)測設備的安裝；

(4)試頂升(問題反饋及處理)；

(5)正式同步頂升；

(6)多次、分級同步頂升至預定位置；

(7)調整臨時支撐的高度使其與梁底密貼；

(8)將梁體支撐于千斤頂和臨時支撐上；

(9)改造墊石、楔形塊、更換支座；

(10)再次頂升，取出臨時支撐，多次、分級同步落梁，將梁體恢復至原有標高；

(11)清理現場，結束同步頂升更換支座施工。

由于橋梁結構形式多樣，支座更換的難易程度、施工方法也不盡相同，其頂升施工方法的選擇主要受制于梁底頂升區(qū)域施工操作空間的限制。根據梁底操作空間的實際狀況，可靈活選擇合適于該橋的頂升支撐平臺(即安置千斤頂和臨時支撐的平臺)。就目前而言，國內常用的橋梁支座更換支撐平臺包括直接頂升法、枕木滿布式支架法、鞍型支架法、鋼扁擔梁法、鋼抱箍法等。上述方法主要有如下所述特點：

1、直接頂升法：以橋梁墩臺頂部為頂升支承面，選配合適的千斤頂及臨時支撐直接實施梁體頂升和支座更換。這種方法適用于梁底須具備足夠的、可操作的頂升空間和平面位置，各類橋型均可采用。直接頂升法的優(yōu)點是操作簡單、經濟實用；缺點是對頂升施工操作空間要求較高。

2、枕木滿布式支架法：這種方法的工作原理是對墩臺兩側地基進行處理，然后在其上搭設支架至橋梁頂升區(qū)域，最后在支架上安置千斤頂及臨時支撐等設備以頂升梁體。支架主要由排架、縱梁等部件組成，其縱梁為受壓構件。這種方法適用于橋下地基強度較高，經適當處理后即能承受橋梁上部結構荷載且變形較小；另外，特別適用于淺河枯水季，橋下凈空高度不大(3～4m)的橋梁。枕木滿布式支架法的優(yōu)點是架設設備比較簡單，施工方法簡單、易操作；缺點是對支架地基強度要求較高，不允許出現較大的變形，不適宜橋墩過高的場合，為保證頂升過程的安全，支架的剛度、穩(wěn)定性、承載力要求均較高，從成本控制角度而言不夠經濟。對孔跨下有深水，地基過于松軟的場合通常不能采用該方法。

3、鞍型支架法：該方法直接在蓋梁上搭設支架，即用蓋梁自身做支承設計鞍型支架，放置千斤頂頂升梁體。鞍型支架法的優(yōu)點是施工方便，不受河床地質、橋下水深和橋梁高度的限制，同時施工現場集中，便于管理，縮短中斷交通時間，效益好；缺點是需對蓋梁進行偏心受壓、抗彎強度驗算；必須在墩臺上預埋可靠的錨固措施；主梁兩側的千斤頂定位精度高，一般需對稱布置且頂升過程中要嚴格控制主梁高程。

4、鋼扁擔梁法：鋼扁擔梁法的支撐位置在橋面上，支撐面為頂升梁相鄰跨的梁體。根據類似的杠杠原理，利用鋼梁和鋼帶在相鄰橋面的作用點，以鋼扁擔梁為脫離體，采用千斤頂頂升梁體。鋼扁擔梁法的優(yōu)點是施工方便，無需大型設備，對橋下場所要求低，適用于多種橋梁類型，整個起梁過程都在橋上進行，不影響橋下通航、通車要求；無需支架，節(jié)約費用，工期短；缺點是設計復雜，需進行專門計算；要求用大噸位千斤頂，對橋面局部壓力較大的情況需要進行驗算；對橋面交通影響較大；橋墩受較大偏心荷載，需進行偏心驗算。