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铁路上跨结构液压顶升支点的选择与顶升支撑技术

来源:http://www.czdhyyzz.com/news/174.html
发布时间 : 2017-04-30

上跨结构的液压顶升位置应根据顶升的高度及结构周边环境确定,包括上、下支点选择两个关键环节。上支点选择的一种方式是采用分配梁,先在梁的底部沿横向设通长的分配梁,顶升时接高盖梁或支承垫石,其优点是不必切断墩柱,液压顶升支撑可以与墩柱连成一体。其不足是梁体之间横向联系较为薄弱,难以保证分配梁与所有梁体间均保持密贴,也就无法保证顶升过程中梁体均匀受力。同时,由于各墩处的顶升高度均不太高,液压顶升后盖梁或垫石没有足够的接高施工空间,施工质量难以保证。另一种方式是采用盖梁,即将顶升着力点设在盖梁底面,在将墩柱切断后,通过顶升盖梁来改变桥面标高,液压顶升完成后连接墩柱。其优点是顶升时支撑基础直接设于承台之上,上部着力点设于梁底面,由于盖梁刚度很大,不必另外设置分配梁;顶升盖梁基本没有改变桥面系的受力状态,不会造成桥面结构的损伤和破坏。其不足是液压顶升过程中需要采取全面、系统的措施以保证顶升结构的稳定性。第3种方式为采用墩身抱箍的方法,由于墩身(立柱)没有顶升的支点,可在被顶升的墩身(立柱)截面周边浇筑混凝土纵、横梁形成抱柱体系,利用抱柱结构作为上支撑点,相对而言,这种方法计算与加固比较复杂一些。液压顶升下支点位置一般可利用原桥墩台的承台拓宽或周边地基,建立支撑基础。

由于液压顶升支撑体系的选用涉及投资、运输、安全、现场条件及工期等诸多因素,一般可选用如下方法:①在同步顶升中,液压顶的支撑体系采用钢管柱作支撑,可将液压顶的压力通过管柱传递到基础上(钢管支撑技术);②当上跨结构为T形梁或箱形梁时,采用钢制托架来顶升桥梁(托架支撑技术);③在液压顶升上跨结构时,可采用万能杆件作下支撑体系(杆件支撑技术);①选好桥墩或立柱合适的水平断面浇筑水平混凝土纵、横梁,使之与立柱形成整体,在新浇纵、横梁上设立液压顶的上、下支撑点,将桥墩或立柱截断顶升接长(抱柱支撑);⑤在原桥台或墩的侧面,在梁底下留有可以安放液压顶的高度的位置,打孔并埋植钢筋再浇筑混凝土,经过一定时间的养护,达到设计强度后,作为液压顶的下承力点,进行梁体顶升(牛腿支撑)

液压倒装装置可采用链锯切割混凝土。对于一般液压顶升结构均选立柱为切割断面。由于切割顶升需要加长立柱高度,其结合面为新老混凝土的结合面,从结构受力角度来看,宜选在立柱的上方,一方面可减小顶升的重量,另一方面结合面所受的轴向力和弯矩较小,但是切割面所处位置较高给施工带来不便。若将切割面选在立柱下方,施工比较方便,但连接段质量要有一定保证。在保证新老混凝土连接质量、钢筋植筋可靠以及断面钢筋接头率满足规范要求时,一般应将切割面设置在立柱下方,以便于切割作业和立柱接长作业的操作。

结构液压顶升过程是一个动态过程,随着结构的提升,结构的纵向偏差、伸缩缝处的板梁间隙等将会发生变化,需要设置一整套监测系统。每次顶升的高度应稍高于垫块厚度,能满足垫块安装的要求即可。整个液压顶升过程保持光栅尺的位置同步误差<2mm,若误差>2mm或任何一缸的压力误差>5%,控制系统立即关闭液控单向阀,确保梁体安全。每一轮顶升完成后,对计算机显示的各油缸的位移和千斤顶的压力进行整理分析。顶升并固定完成后,测量各观测点的标高值,计算其抬升高度。

根据顶升位置的不同,一是采用垫块加高。钢垫块能保证强度,加工起来也比较方便,但是成本高,且与旧墩、台衔接不太好处理。钢筋混凝土垫块可先预制好,预制时要预留钢筋在外面,与墩、台上植好的钢筋焊接,同时预制块的每个面都要有粗糙度。另外,可采用对断开立柱进行植筋加固、接长来加高。对接柱部位,可采用加大截面尺寸,并在系梁上植筋,增加墩柱竖向主筋等措施对立柱进行补强,以满足桥墩升高后的承载力要求。

某高速由于该分离立交桥下高速公路为弯道路段,超高处桥下净空低于5.0m,自运营以来,多次被超高车辆撞击,造成严重损伤,虽然多次修复,但未能解决根本问题,严重影响了高速公路的行车安全。该桥自南侧桥台数第4孔东侧边板,因多次受超高车辆撞击,跨中部位4.0m范围内底板混凝土全部撞碎;预应力钢绞线被撞断5根,空心板下缘4根普通钢筋被撞断,其余部分主筋存在不同程度的变形,该处跨中部沿梁长约4m的区域内箍筋均已不存在。

为了从根本上解决上述问题,对该桥采用整体液压顶升的方案进行净空改造。

(1)由于上部结构为连续空心板,只有桥台、墩位置为暗帽梁,且暗帽梁尺寸限制,液压顶升上部结构的受力点部位受限制。

(2)由于桥台处有较大的土体护坡,部分桥墩较高,无论采用混凝土支撑还是钢结构支撑,都易造成失稳,部分墩基础在高速公路护坡或排水沟等高速公路附属设施上,因此液压顶升反力系统的设置是一个难点。

(3)液压顶升过程中,桥梁可能出现平动和转动,必须采取措施避免产生偏移。由于上部结构与原有承台基础距离大,如何更有效地选用限位措施是一个难点。

(4)液压顶升设备要求高,要有自锁装置,在顶升和更换临时支撑时,不能出现千斤顶滑落。

(5)液压顶升过程中顶升液压缸同步控制要求高。

(6)如何更有效地降低工程造价是本工程能否实施的另一个关键。

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