公路桥梁橡胶支座更换技术的探讨

摘要:近几年调查发现桥梁橡胶支座损坏速度非常快、非常普遍, 损坏率很高。通车后短则几个月, 多则一年就出 现损坏, 显然是产品质量事故导致。由于桥梁结构形式各不相同, 支座更换有一定技术难度。需要专业队伍, 以防损坏 桥梁结构。本文对支座更换中的技术难题进行了研究和探讨, 以期规范更换。 

关键词:支座更换,技术顶升,液压系统,支座更换监控,桥梁结构形式,截面形状,桥墩形式 

1 概述 

近几年已通车的公路桥梁使用的橡胶支座, 由 于低价中标等因素影响, 产品质量得不到保证, 短则 几个月, 多则一年, 频繁出现损坏事故, 而且有逐 年增多的趋势。某高速公路全长不到通车不 到一年, 沿线桥梁竟有多个支座损坏, 损坏率可 谓惊人。最近, 从全国公路交通系统有关信息中了 解到, 支座损坏绝不是个别现象, 是全国普遍存在的 问题, 已引起众多专家的强烈关注。 众所周知, 桥梁支座是桥梁结构的一个重要组 成部分, 作为连接桥梁上部结构与桥墩的传力部件, 其作用是将上部结构的作用力和变形位移和转角 安全可靠地传给桥墩。但由于支座在桥梁工程造价 中所占比例较小, 其重要性往往会被设计和施工人员忽视。从现场调查支座损坏的原因中不难发现, 除 了支座本身存在质量问题以外, 设计和施工安装都 存在着许多不该发生的严重问题, 这些因素使得支 座损坏事故增多和损坏速度加快。 当然, 橡胶支座是有使用寿命的, 国内外专家学 者研究资料表明, 质量合格的橡胶支座可使用 年。目前使用的支座寿命如此短暂, 是不正常 的。其后果将影响到桥梁上下部结构的使用寿命和 交通安全, 因此, 支座损坏了要及时更换。支座更换 是有一定技术难度的, 一定要有经过培训的专业技 术队伍来完成。现在一些养护公司急于更换支座, 却 因更换技术不到位, 结果是更换了新支座, 损坏了桥 梁结构, 产生更严重的问题, 所以更换支座一定要慎 重, 不可乱来, 否则后果难以设想。 

2 支座更换的可行性论证与更换难点

 2.1 支座更换的可行性论证 桥梁的形式各不相同, 有单跨和多跨, 有简支和 连续, 有大跨度和小跨度有箱梁桥、板梁桥和形 梁桥, 有现浇和预制, 支座形式有板式橡胶支座和球 冠支座、盆式支座和球形支座, 有固定支座和滑动支 座, 滑动支座又有单向滑动和双向滑动之分。特别 是摆放支座的桥墩形式也大不相同, 有方形和圆形 的独柱式桥墩, 有双式桥墩, 有椭圆形大桥墩, 支承 面积大小不一, 每座桥都不一样, 情况很复杂。在支 座更换前, 要经过周密调查, 包括查阅设计图纸, 施 工档案, 彻底弄清楚背景资料, 然后经过专家可行性 论证, 最后确定更换方案。 

2.2 支座更换难点与不安全因素 由于桥梁结构形式和桥墩形式各不相同, 使用 的支座形式也不同, 所以更换方法和要求不同。例 如简支梁和连续梁, 板式支座和盆式支座, 固定支座 和滑动支座等更换方法和难度差别很大。 难度最大的是支座更换时要顶升梁体结构, 而 梁体与桥墩之间的空间位置有限, 特别是有些桥梁 设计时未考虑更换支座的因素, 因此确定摆放顶升 千斤顶的位置很困难。顶升不能乱来, 否则会顶坏 梁体结构。另外更换活动支座时还要增加临时约 束, 防止顶升梁体时产生滑移。因此, 可能影响梁体 结构不安全的因素均要考虑。

3 支座更换方案的制定 

3.1 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、硅强度设计等级, 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 硅强度检测报告, 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、桥梁所处位置的地 形情况等。 3.2 梁体顶升液压系统设计

3.2.1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15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. 

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。 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 支座更换步骤 (1)新支座的选购与检测 根据损坏支座的不同规格、型号和数量, 选购质 量好的支座。然后从固定支座和活动支座中抽样送到有资质的单位去检测, 检测合格的产品方可使用。 (2)配置顶升千斤顶和顶升时要求的钢垫板 根据顶升液压系统设计要求, 配置相应数量的 (3)顶升千斤顶及配套油泵、高压油管等, 加工顶升时所 需的千斤顶上下设置的钢垫板, 应适当多备一些。 顶升千斤顶的布置 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。 (4)梁体结构监控设施的布置和仪表调试 (5)顶升梁体结构, 更换支座 

5 更换支座过程中的监控 

更换支座过程中主要对梁体结构的标高、横坡、 平面轴线位置、顶升高度、顶升荷载、梁体控制部位 的应力进行监控观测, 保证梁体平稳顶升, 支座安全 更换的同时不破坏梁体结构。 

5.1 顶升荷载控制 顶升时通过油压表和压力传感器两种方式控制 顶升荷载。防止偏载和超载。由于扁千斤顶活塞行程 的限制, 顶升时通过设在支座处的位移传感器监控 顶升高度, 如果一次不能到位, 可通过后备千斤顶, 加垫钢板, 把梁体顶到支座脱空, 取出损坏支座, 更 换新支座。 

5.2 梁体标高监控 梁体竖向顶升, 为防止梁体扭曲, 必须不断地用 水准仪进行标高监控观测。 

5.3 梁体轴线监控 为防止梁体顶升时发生偏移, 对梁体轴线位置 设点监控观测。 

5.4 梁体应力监控 尤其是箱梁、板梁在竖向顶升时, 防止梁体扭 曲, 在梁体端部和跨中两侧的断面上下位置布置应 变测点, 监控截面上的应力变化, 保证梁体在顶升时 不发生损伤。

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