馬乃富

（廣西交通投資集團(tuán)柳州高速公路運(yùn)營有限公司賀州分公司，廣西 鐘山 542600）

1 橋梁位移同步頂升系統(tǒng)

1.1 原理

計(jì)算機(jī)將采集到的位移傳感信號(hào)進(jìn)行判別處理，通過專門編寫的計(jì)算機(jī)處理程序模塊控制橋梁頂升過程和步驟。控制數(shù)據(jù)經(jīng)中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理后將數(shù)字控制信號(hào)由輸出模塊傳遞到電磁閥組以控制液壓油路的流量，以達(dá)到液壓單元控制和同步的目的。

1.2 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)包括一臺(tái)集中控制系統(tǒng)和若干臺(tái)微泵組，多臺(tái)集中控制系統(tǒng)可互聯(lián)擴(kuò)充，對(duì)所有的通道節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視、控制。主要由五部分組成：液壓主站系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)PLC控制系統(tǒng)、液壓終端系統(tǒng)、位移壓力監(jiān)測系統(tǒng)、人機(jī)界面系統(tǒng)。

2 橋梁位移同步頂升技術(shù)在馬路同安河大橋支座更換的實(shí)際應(yīng)用

2.1 概況

馬路同安河大橋位于包茂高速 K2610＋211.95～K2610＋367.05，本橋結(jié)構(gòu)為一聯(lián)7 m×20 m后張法預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，先簡支后連續(xù)，橋?qū)?8 m，分左右兩幅，每幅5片小箱梁橫向連接，下構(gòu)采用雙柱式橋墩，鋼筋砼蓋梁，明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，U型橋臺(tái)。

受損支座為圓板橡膠支座，主要病害類型有：①支座完全損壞，出現(xiàn)嚴(yán)重開裂、變形；②支座出現(xiàn)非正常的嚴(yán)重變形，變形遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出正常使用范圍，已失去正常彈性恢復(fù)性能；③支座水平軸線偏移，實(shí)際偏差超出相關(guān)驗(yàn)收規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)；④支座完全脫空或傾斜安裝；⑤支座失去滑動(dòng)功能。

針對(duì)以上病害，決定在不中斷交通的情況下采用計(jì)算機(jī)控制微泵組多點(diǎn)橋梁位移同步頂升技術(shù)進(jìn)行支座更換，同時(shí)對(duì)支座墊石進(jìn)行改造。

2.2 上部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

根據(jù)橋梁竣工圖紙，建立橋梁施工過程計(jì)算模型，在橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范的指導(dǎo)下通過結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算提出可行的橋梁施工步驟。對(duì)此橋進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，更換支座時(shí)需要將主梁頂升到一定高度，對(duì)此，支座強(qiáng)制位移作為一種荷載工況，計(jì)算內(nèi)容及方法主要是：

（1）計(jì)算和復(fù)核的主要內(nèi)容：①后張預(yù)應(yīng)力小箱梁正截面應(yīng)力驗(yàn)算；②后張預(yù)應(yīng)力小箱梁抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算；③后張預(yù)應(yīng)力小箱梁剛度驗(yàn)算。

（2）計(jì)算方法。小箱梁縱向計(jì)算按平面桿系理論，并采用MIDAS/Civil進(jìn)行計(jì)算：①計(jì)算對(duì)象作為平面梁，劃分單元作為結(jié)構(gòu)圖；②劃分為兩個(gè)施工階段，先簡支階段和成橋階段；③進(jìn)行荷載組合，并求得結(jié)構(gòu)在成橋階段時(shí)的應(yīng)力、內(nèi)力；④根據(jù)規(guī)范中規(guī)定的各項(xiàng)內(nèi)容指標(biāo)，驗(yàn)算主梁是否滿足結(jié)構(gòu)承載力要求、材料強(qiáng)度要求和結(jié)構(gòu)的整體剛度要求。

根據(jù)計(jì)算，將連續(xù)梁單墩位置上抬升10 mm，主梁截面應(yīng)力滿足規(guī)范要求。

2.3 更換支座梁體頂升方案

根據(jù)調(diào)查，本橋上部結(jié)構(gòu)箱梁底面距離下部結(jié)構(gòu)蓋梁頂面具備橋梁頂升所需足夠距離空間，不需要搭設(shè)頂升輔助支架，將千斤頂直接放置在梁端蓋梁上頂升即可。在連續(xù)梁縱橋方向，將千斤頂放置在需要更換支座蓋梁上即可。在橫橋向，除橋臺(tái)外，由于支座墊石外側(cè)尺寸過小，不宜放置千斤頂，而縱橋向支座墊石間有足夠的間距，故千斤頂布置圖見圖1。

圖1 千斤頂布置圖

2.4 設(shè)備配置

根據(jù)計(jì)算的支座反力和墩頂頂升梁體時(shí)擬放置的千斤頂數(shù)量來選擇合適的千斤頂，千斤頂可用頂力按其額定頂力的70 %確定。由計(jì)算可知，將連續(xù)梁五片小箱梁同時(shí)頂升10 mm時(shí)，每個(gè)箱梁底部的支座最大反力約為153 T，則頂升所需頂力總和為153/0.7＝218 T，可以在每片梁底放置兩個(gè)100 T或三個(gè)75 T千斤頂，本次采用兩個(gè)100 T千斤頂。

表1

微型超高壓靜音液壓泵主要技術(shù)參數(shù)：最大工作油壓：60 MPa；額定工作電壓：380 V；單泵額定功率：500 W；位移檢測傳感器：激光式位移傳感器（有效測量范圍650 mm）；位移檢測分辨率：0.1 mm；單步可設(shè)定最小步長：1 mm；同步位移控制精度：≤0.2 mm（根據(jù)液壓千斤頂?shù)囊?guī)格不同，有所變化）。

2.5 更換支座工藝

（1）施工準(zhǔn)備。主要是查看梁體及墩臺(tái)的完好情況、測量梁底與蓋梁頂面的豎向高度、確定設(shè)備的型號(hào)和數(shù)量、設(shè)備調(diào)試以及支座墊石制作。

（2）搭設(shè)施工腳手平臺(tái)，清理墩頂雜物。

（3）標(biāo)注支座中心線。用記號(hào)筆在梁上對(duì)應(yīng)支座位置及左右兩邊做好明顯標(biāo)記，用來控制更換支座時(shí)梁和新的支座不發(fā)生位移。

（4）安裝千斤頂，試頂梁體。按照設(shè)計(jì)位置將千斤頂布置在蓋梁上，要求在擺放范圍內(nèi)高差不得超過2 mm，對(duì)于蓋梁不平整的位置，應(yīng)用環(huán)氧砂漿找平，足夠強(qiáng)度后再放置，并設(shè)置上墊調(diào)平鋼板，保護(hù)梁體。

試頂時(shí)檢查各頂升設(shè)備的同步性、穩(wěn)定性，在梁體沒有被頂起時(shí)即停，并停放數(shù)小時(shí)進(jìn)行觀測，一切正常后方可正式頂升。

（5）正式頂升。分級(jí)分次頂升，每次頂升2 mm，頂升高度以梁下空間滿足支座更換為宜，最大頂升高度不超過10 mm。頂升時(shí)采用位移與頂力雙控，以位移為主，每個(gè)千斤頂?shù)捻斏叨日`差不能超過0.5 mm。

頂升過程中，應(yīng)派人對(duì)梁體各控制截面進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控，觀測各位置的應(yīng)力、應(yīng)變和跨中撓度變化情況，并在頂升后每片梁底下用楔子楔緊，確保結(jié)構(gòu)安全。

（6）拆除舊支座。

（7）支座墊石病害維修。

（8）安裝新支座。

（9）落梁。先卸下臨時(shí)支撐回落主梁，再卸壓落梁。每步每階段回落過程，要密切關(guān)注各支座位移的變化，檢查新支座有無嚴(yán)重變形，支座和梁有無位移、不平、漏空等缺陷，如發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正處理。

（10）復(fù)核橋面標(biāo)高，再次檢查梁體外觀和支座與梁體的密貼程度。

3 結(jié)束語

馬路同安河大橋于2009年12月完成橋梁支座更換后，通車運(yùn)行考驗(yàn)，橋梁狀況良好。本次計(jì)算機(jī)控制微泵組多點(diǎn)橋梁位移同步頂升處理的施工方法，可以在不中斷往來的交通營運(yùn)情況下組織施工，創(chuàng)造良好的社會(huì)效益及較高的經(jīng)濟(jì)效益。