[发明专利]一种自平衡反压式桥梁单支座更换方法

说明书

【技术领域】

本发明属于中小跨径桥梁养护维修施工技术领域。更具体地，本发明涉及一种自平衡反压式桥梁单支座更换方法。

【背景技术】

支座是桥梁上、下部结构的连接点，其作用是将桥梁上部结构荷载顺适、安全地传递给桥梁墩台，同时保证上部结构在荷载、温度变化和混凝土收缩徐变等因素作用下的自由变形，并保护梁体、墩台不受损伤。

在桥梁日常巡检、定期检查以及特殊检查过程中发现，支座病害十分普遍。其中中小跨径桥梁的板式橡胶支座病害显得尤为突出，具体表现为支座脱空、局部承压、剪切变形过大、支座老化、支座垫石和梁底楔形块开裂、破损等。

随着桥梁营运时间的推移，一旦支座出现上述病害，其传递上部结构荷载及顺应梁体变形的功能将逐渐衰减甚至丧失，这将直接影响桥梁结构的受力安全。因此，应在不影响桥梁结构安全的情况下，采取合理有效措施对病害支座及时进行更换以恢复其原有功能，确保桥梁运营安全。由此桥梁顶升更换支座技术应运而生。

随着我国公路建设的发展，桥梁顶升技术在新建桥梁施工和旧桥维修改造中已经开始普遍采用。桥梁顶升即是在桥梁需要顶升的部位设置千斤顶，利用千斤顶和同步顶升控制设备对桥梁结构进行抬高或降低的移位操作，顶升就位后安放临时支撑且保证其稳定，然后对墩台、支座或主梁进行改造施工，更换新支座，最后将梁体恢复至原有标高处。在通常情况下，桥梁顶升更换支座施工须按照下述步骤进行：

(1)搭设桥梁顶升支撑平台等施工准备；

(2)安放千斤顶和临时支撑件；

(3)监测设备的安装；

(4)试顶升(问题反馈及处理)；

(5)正式同步顶升；

(6)多次、分级同步顶升至预定位置；

(7)调整临时支撑的高度使其与梁底密贴；

(8)将梁体支撑于千斤顶和临时支撑上；

(9)改造垫石、楔形块、更换支座；

(10)再次顶升，取出临时支撑，多次、分级同步落梁，将梁体恢复至原有标高；

(11)清理现场，结束同步顶升更换支座施工。

由于桥梁结构形式多样，支座更换的难易程度、施工方法也不尽相同，其顶升施工方法的选择主要受制于梁底顶升区域施工操作空间的限制。根据梁底操作空间的实际状况，可灵活选择合适于该桥的顶升支撑平台(即安置千斤顶和临时支撑的平台)。就目前而言，国内常用的桥梁支座更换支撑平台包括直接顶升法、枕木满布式支架法、鞍型支架法、钢扁担梁法、钢抱箍法等。上述方法主要有如下所述特点：

1、直接顶升法：以桥梁墩台顶部为顶升支承面，选配合适的千斤顶及临时支撑直接实施梁体顶升和支座更换。这种方法适用于梁底须具备足够的、可操作的顶升空间和平面位置，各类桥型均可采用。直接顶升法的优点是操作简单、经济实用；缺点是对顶升施工操作空间要求较高。

2、枕木满布式支架法：这种方法的工作原理是对墩台两侧地基进行处理，然后在其上搭设支架至桥梁顶升区域，最后在支架上安置千斤顶及临时支撑等设备以顶升梁体。支架主要由排架、纵梁等部件组成，其纵梁为受压构件。这种方法适用于桥下地基强度较高，经适当处理后即能承受桥梁上部结构荷载且变形较小；另外，特别适用于浅河枯水季，桥下净空高度不大(3～4m)的桥梁。枕木满布式支架法的优点是架设设备比较简单，施工方法简单、易操作；缺点是对支架地基强度要求较高，不允许出现较大的变形，不适宜桥墩过高的场合，为保证顶升过程的安全，支架的刚度、稳定性、承载力要求均较高，从成本控制角度而言不够经济。对孔跨下有深水，地基过于松软的场合通常不能采用该方法。

3、鞍型支架法：该方法直接在盖梁上搭设支架，即用盖梁自身做支承设计鞍型支架，放置千斤顶顶升梁体。鞍型支架法的优点是施工方便，不受河床地质、桥下水深和桥梁高度的限制，同时施工现场集中，便于管理，缩短中断交通时间，效益好；缺点是需对盖梁进行偏心受压、抗弯强度验算；必须在墩台上预埋可靠的锚固措施；主梁两侧的千斤顶定位精度高，一般需对称布置且顶升过程中要严格控制主梁高程。

4、钢扁担梁法：钢扁担梁法的支撑位置在桥面上，支撑面为顶升梁相邻跨的梁体。根据类似的杠杠原理，利用钢梁和钢带在相邻桥面的作用点，以钢扁担梁为脱离体，采用千斤顶顶升梁体。钢扁担梁法的优点是施工方便，无需大型设备，对桥下场所要求低，适用于多种桥梁类型，整个起梁过程都在桥上进行，不影响桥下通航、通车要求；无需支架，节约费用，工期短；缺点是设计复杂，需进行专门计算；要求用大吨位千斤顶，对桥面局部压力较大的情况需要进行验算；对桥面交通影响较大；桥墩受较大偏心荷载，需进行偏心验算。