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所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2010-08-20 15:34 熱度:
【摘要】鋼筋混凝土或預應力混凝土T型梁橋,在我國公路橋梁建設中曾得到廣泛運用。本文提出了一種方便易行,安全可靠的混凝土T型梁橋舊橋整體抬高技術和施工方法。此法可使橋梁在結構和自重基本不變的情況下,滿足改建后路線高程的設計要求,具有很好的推廣應用價值。
【關鍵詞】混凝土T型梁橋,舊橋整治,研究
在舊路改造過程中,為了充分利用原有路基,并不破壞其路面基層原有強度,常采用在原路面上增加路面結構層的設計方案。這樣改造后的公路路面標高比原路面標高將提高20~50cm。路面高程的提高對于新建橋梁不存在問題,但對于經技術評定后仍可以利用的原有橋梁,則存在一個如何提高橋梁高程,滿足路線與橋梁銜接要求的問題。鋼筋混凝土或預應力混凝土T型梁橋,在我國公路橋梁建設中曾得到廣泛運用。因此在公路改造過程中,如何提高此類橋梁的高程將是經常遇到的問題。以往提高橋梁高程的做法有增加橋面鋪裝厚度,或在橋梁兩端一定范圍內設置縱坡來調整路線高程。由于路面高程提高較多,增加橋面厚度會使橋梁恒重增加過多,而在橋梁兩端設置縱坡,會使新建路面結構不易達到設計要求,并且增加了施工難度。本文通過理論分析和工程實踐,對舊橋改造利用中整體抬高混凝土T型梁橋的技術和方法進行了研究。
一、工程概況
研究工作緊密結合國道311公路許昌市境內蜜蜂張橋的改建工程進行。此橋原由兩座獨立的橋梁組成,路南側為2孔跨徑22.4m的預應力混凝土簡支T梁橋,橋寬8m,共有8片主梁,路北側為2孔跨徑20m,帶有斜撐的板橋。經檢測評定,路北側的板橋損壞較嚴重,承載能力不足,故決定在改建工程中拆除,而路南側的T型梁橋基本完好,具有足夠的承載能力,可以改造利用。由于改建后的國道311公路路基寬度為26m,路面高程普遍提高30cm左右,因此采用了在原預應力混凝土T型梁橋兩側分別加寬4m和14m,橋型為2孔20m預應力混凝土簡支空心板橋,橋面標高與改建后的的路面標高一致,并將原有T型梁橋橋面標高提高25~32cm的設計方案。這樣如何提高原有混凝土T型梁橋橋面標高的工作,成為整個改建工程的關鍵。
二、T型梁橋整體抬高技術研究
改造利用的舊橋為預應力混凝土簡支T型梁結構,每孔由4片T型梁組成。主梁與主梁之間通過預埋在行車道板和橫隔梁中的鋼板焊接連接,再通過現澆橋面鋪裝,使4片T型主梁連成整體,以便在車輛荷載作用下,各主梁能夠更好地共同受力。由于主梁之間接縫處的強度和剛度,相對預制T型主梁本身的強度和剛度要低得多。因此,在進行橋梁整體抬高時,如何保證橋跨結構中各主梁能夠同步地提高,進而保證橋跨結構的整體性,是本項目研究的技術關鍵。下面是橋梁整體抬高過程中可能出現的關鍵問題:
1、橋跨結構抬高方法的選擇
通過對橋跨結構的現場勘察,提出了若干抬高橋跨結構的方案,通過分析比較確定采用多臺千斤頂,在各片主梁下同步頂升的方法,進行橋跨結構的整體抬高。具體步驟為:用千斤頂在各T型主梁兩端靠近支座處同時頂升,當橋跨結構整體達到施工所需要的高度以后,拆除原有舊支座;在橋臺臺帽和橋墩蓋梁上加設預制鋼筋混凝土墊塊,并放置新的橡膠支座,然后使橋跨結構同步下降,回落到設在墊塊上的支座上,從而完成橋梁整體抬高,使橋面標高達到所需要的設計高程。
2、千斤頂支承點的設置
在采用多臺千斤頂同步頂升橋跨結構時,不僅要求各千斤頂在同一時間內行程一致,各千斤頂還必須有堅實的支承。否則,當某個千斤頂因支承點基礎下沉時,將會破壞各主梁的同步上升,從而造成橋跨結構的損壞。根據蜜蜂張橋兩端橋臺均在河岸上,中間橋墩在河中的具體情況,采用了兩橋臺旁千斤頂支承采用方木擴大基礎,橋墩處利用蓋梁設置騎跨式千斤頂支架的方案。這樣可以避開在河中淤泥上設置千斤頂支承的不利情況,確保各千斤頂在工作時有堅實的支承而不發生沉陷。騎跨式千斤頂支架見圖1。
3、千斤頂噸位的確定
利用千斤頂進行T型梁橋同步頂升時,所使用千斤頂的噸位需仔細確定。兩孔橋跨結構,由8片主梁組成,加上橋面鋪裝,總重力3200多N。如果每片主梁在梁兩端各放置1臺千斤頂,全橋共需16臺千斤頂,每臺承重200N左右。為了防止在橋跨結構同步頂升過程中,某臺千斤頂控制不當,行程過多而造成橋梁結構損壞,實際中選用了噸位較小的320N液壓千斤頂。這樣配置時,全橋頂升能力既有一定的余量,同時由于單臺千斤頂噸位有限,又不會因某臺千斤頂冒進而損壞橋跨結構的整體性。
三、施工技術方案及實施
T型梁橋整體抬高方法研究確定后,為使蜜蜂張橋整體抬高順利實施,特制定了一套切實可行的施工技術方案,用于現場指導施工操作,方案具體如下:
1、頂升用千斤頂支承的擴大基礎處理及騎跨式千斤頂支架的加工制作與安裝。擴大基礎要求平整夯實,方形墊木要求堅實平穩,騎跨式千斤頂支架要求嚴格按設計尺寸加工,以保證各鋼筋受力均勻,接頭焊縫要符合規范要求,支架安裝到橋墩蓋梁上以后,應使56號工字鋼橫托梁水平,并在蓋梁兩側高度基本一致。
2、準確安裝千斤頂到位。要求每臺千斤頂的工作位置距梁端的距離相等,并在主梁底部的軸線處,避免偏心放置造成受力不勻。
3、對千斤頂進行試壓標定。在正式進行同步頂升前,對全部千斤頂進行頂升試壓,此時并不將主梁頂起,目的是檢驗千斤頂性能。反復數次,同時消除千斤頂支承的部分變形。
4、主梁頂升過程嚴格要求同步進行。根據路面高程要求,全橋平均需抬高28cm,施工中計劃分多次逐步進行橋跨結構的頂升,頂升過程要求同步進行。每次頂升后,及時墊上保險塊,以防千斤頂發生故障,造成主梁下落而損壞橋跨結構。每次頂升后進行各橋臺面或橋墩蓋梁面到主梁底部的高程測量,如有偏離,及時糾正,確保各主梁同步抬高。
5、為防止主梁底部局部受壓損壞,頂升時必須在主梁底部加墊30mm厚鋼板,以分散千斤頂對主梁底部的局部壓力。
6、預制鋼筋混凝土墊塊及支座安裝。當橋跨結構被抬高到施工要求的位置時,鑿去舊支座,鑿毛墩臺上墊塊位置的混凝土表面,并沖洗干凈;然后抹一層5mm厚的環氧砂漿,將墊塊安放到預定位置,調整到設計標高。經過24h后,放置板式橡膠支座,準備落梁。
7、落梁過程仍要求同步進行。落梁前首先松動保險塊,留出2~3cm的空隙,各千斤頂同時放油,使整個橋跨結構同時下落,然后關閉油閥。如此反復進行數次,直到整個橋跨結構同時完全地落在橡膠支座上,完成橋梁整體抬高施工。利用本文所研究的施工技術和方法,在蜜蜂張橋的改建施工中,將原有的2跨預應力混凝土簡支T梁橋,成功地抬高到新建路面的設計高程。抬高后的T型梁橋跨沒有任何損傷,結構整體性完好,證明本文所提出的舊橋整體抬高技術和方法是完全可靠,切實可行的。國道311公路改建通車后,交通流量增大,車輛荷載等級提高,但蜜蜂張橋從1997年8月通車至今,運營情況良好,達到了預期的使用效果。實踐證明,舊橋整體抬高具有造價低,工期短的優點。如果蜜蜂張橋采用拆除T型梁舊橋,重建新橋的方案,則至少需投資65萬元,工期需3個月;而采用舊橋整體抬高方案,只花費了13萬元,工期僅18d。相比之下,工程造價降低了75%,工期縮短了80%。由此可見本文所提出的T型梁橋舊橋整體抬高技術具有很好的推廣應用價值。
四、結論
本文提出的混凝土T型梁橋舊橋整體抬高技術與施工方法,在公路舊橋改造利用工程中是切實可行的,此法可使橋梁在結構和自重基本不變的情況下,滿足改建后路線高程的設計要求。本技術和方法所需設備簡單、易于操作,無需特殊設備和材料,容易為施工人員所掌握,施工中安全可靠。采用騎跨式千斤頂支架作為頂升用千斤頂的支承,使施工不受河水漲落及軟土地基條件的限制和影響,并避免了復雜的支架施工。采用此項橋梁整體抬高技術,可以使工程造價降低75%,縮短施工工期80%。如將其推廣使用,將會在我國公路舊橋改造利用工程中產生明顯的經濟效益和社會效益。
文章標題:混凝土T型梁橋舊橋整體抬高技術探討
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