李志軍
摘 要:橋梁結(jié)構(gòu)在使用階段,因自然老化或者受到外力的破壞,會出現(xiàn)橋面、梁肋破損等情況,橋梁橡膠支座作為緩沖構(gòu)件,更是直接影響著橋梁功能的發(fā)揮和使用壽命。文章結(jié)合工程實例,對橋梁支座檢測及維修方案進行了分析,從而有效的評估維修加固的效果。
關(guān)鍵詞:橋梁橡膠支座;檢測;維護
中圖分類號:U443. 36 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2017)01(a)-0000-00
橡膠支座因具有緩沖隔震的作用,被認為豎向承載能力安全可靠,能適應橋梁上部結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動和位移,且施工安裝方便,在橋梁中得到了廣泛地應用。支座是橋梁的重要部件,日常養(yǎng)護與檢查至關(guān)重要,橡膠支座主要存在開裂、嚴重剪切變形、脫空、錯位等病害。對于常見病害的處理,應做到及時發(fā)現(xiàn)、及時處理,同時為支座養(yǎng)護提供相應的處治措施,以保證橋梁的安全和穩(wěn)定。下面結(jié)合工程實例,對常見病害的檢測和維護方法進行了分析。
1工程概況
某橋梁工程,中心樁號為 K9+096,跨徑為(10.0+10.0+10.0)m,每跨由 24 片簡支板組成,分南北兩幅,每幅 12 片板,板寬 0.99 m,兩側(cè)腹板高 10.0 cm,每片板端部有 2 個板式橡膠支座,支座尺寸為(10.0×10.0×3.0)cm。該橋至今通車 11 年,因車輛超限通行對支座造成嚴重損傷。在接受業(yè)主單位委托后,檢測組對該橋梁進行了實地的檢測,并提出維修方案,筆者全程參與了實施過程。
2 病害檢測
(1)根據(jù)竣工圖紙,對橋梁構(gòu)件進行編號及受力分析,同時繪制分布圖;根據(jù)相關(guān)資料分析調(diào)查橋梁所處環(huán)境、通車狀況。
(2)檢測工具選擇。由于該橋橋下凈高 3.2 m,邊跨采用折疊步梯檢測,中垮搭設腳手架檢測;中垮簡支梁梁底與蓋梁間距 5.5 cm,對支座檢測難度較大,且橋下光線較差,間隙內(nèi)存在雜物難以清除,人眼很難直接觀測到橡膠支座,故需借助攝像機探頭進行檢測。邊跨梁底與橋臺間距 5.3 cm,但梁端支座埋設較深,光線黑暗,局部支座處橋臺存在積泥現(xiàn)象,需用高壓水槍沖洗處理后用吹風機冷風吹干后檢測,同時借助內(nèi)窺鏡進行詳細檢測。
(3)根據(jù)檢測圖片、影像、檢測數(shù)據(jù)分析,根據(jù)分析結(jié)果決定是否存在病害。
3控制數(shù)據(jù)選擇
通過檢測發(fā)現(xiàn),該橋南幅大部分支座存在老化、剪切變形超限、不均勻鼓凸、局部脫空等現(xiàn)象,且板梁梁底橫向縱向裂縫超限,橋面鋪裝縱向開裂嚴重,鉸鋒破損且滲水嚴重,存在單板受力情況,不能維持正常使用功能,存在較大的安全隱患,但墩臺構(gòu)件情況較好,故選擇對南幅進行整體換梁處理,對支座進行整體更換處理;北幅橋面鋪裝及梁底情況較好,裂縫超限較少,但絕大部分支座存在老化、剪切變形超限、橡膠開裂嚴重等現(xiàn)象,故對北幅梁底進行加固處理,對支座采用扁型千斤頂法進行更換處理。由于該橋為簡支梁橋,橫向聯(lián)系主要靠鉸縫及橋面鋪裝承擔,豎向剛度較小,主要考慮空心板梁不均勻誤差所產(chǎn)生的剪應力;由于千斤頂頂面面積大于支座面積,故不存在局部受力問題。
4方案實施
4.1準備工作
①墩臺位置設置平臺,平臺最小長度與寬度均應滿足作業(yè)的要求,同時平臺支架應具有足夠的強度及穩(wěn)定性,確保作業(yè)過程中的安全性;
②將校驗好的超薄液壓千斤頂組、液壓表、高壓泵站安裝到位,并清除千斤頂處的雜物,以確保水平穩(wěn)定作業(yè);
③對每一板梁安裝電子位移計,安裝時應頂緊梁底并統(tǒng)一調(diào)零處理。
4.2更換作業(yè)
①對端頭板梁腹板設置安裝液壓千斤頂,千斤頂?shù)捻斆媾c底面應用鋼板墊平墊實。
②合理布置液壓系統(tǒng)設備,連接好送油管,檢查到位后準備頂升作業(yè)。
③安排相關(guān)檢測人員觀測設備讀數(shù),頂升開始,同時緩慢給油,觀測壓力表、流量表數(shù)據(jù),當壓力達到計算值 85%時停止加壓,關(guān)閉閥門,對各裝置構(gòu)件進行檢查,觀察是否有漏油現(xiàn)象,待一切正常后開始整體頂升,頂升速度為 3.0 mm/min,當頂升高度達 3.0 mm 時暫停頂升,觀察各電子位移計讀數(shù),若有相差,應作調(diào)整,若無,應對支座墊設薄鋼板。頂升速度應由慢到快,在頂升過程中,應確保頂升高度的均勻性,同時保持液壓千斤頂橫向頂力的一致性以確保梁體不受破壞。
④頂升時,千斤頂應分級加載,每級為 5 MPa,當梁體頂升至設計高度時,停止加壓,做穩(wěn)壓處理。頂升過程中,加強板梁橫向及縱向的變形觀測,相鄰板梁位移計讀數(shù)差小于 1.0 mm。
⑤當頂升高度達到可更換高度時,關(guān)緊可更換支座處的壓力閥,穩(wěn)定在該高度,立即對該支座進行更換,支座更換應逐個進行。
⑥對要更換的支座位置進行測量記錄后用專用工具將原支座取出,安裝新支座時應與原支座位置一致,仔細檢查安裝是否到位。按上述方法對其他跨支座進行更換處理。
(3)落梁
當支座更換完成后,統(tǒng)一打開閘門,按頂升過程中的順序緩慢均勻回落千斤頂,使梁底回落到位,整個回落過程采取同頂升時相同的監(jiān)控措施及安全保障。
(4)質(zhì)量驗收
當支座更換結(jié)束后,對支座進行系統(tǒng)檢查,新更換的支座位置誤差不大于 1.0 cm,確保支座與板梁底面及墩臺表面接觸緊密。若發(fā)現(xiàn)支座位置誤差超限或支座接觸不緊密影響支座正常作用時,應重新頂升對其進行調(diào)整,重新頂升應避免單獨對梁體進行頂升的現(xiàn)象。
(5)注意事項
①頂升過程中應對梁體接縫及橋面進行觀測,并以此控制及評判作業(yè)效果。
②在各梁端千斤頂處設制保護墩,保護墩應與梁體同時升高并時刻楔緊。若存在單板掉頂現(xiàn)象時,應立即關(guān)閉進油閥閥門,停止作業(yè),在相應板支座處增設保護環(huán),而后整體回落至保護墩與梁底的距離,更換失效的千斤頂,經(jīng)檢查后繼續(xù)頂升作業(yè)。
③作業(yè)過程中會引起橋梁結(jié)構(gòu)應力的變化,因此在頂升時嚴格控制梁體位移,同時時刻觀察橋面變化情況。
④嚴格控制頂升的速度與頂升高度,由于墩臺無相關(guān)資料記錄,模擬計算時按相鄰墩臺總沉降差1.5cm 計算,每一處梁頂升總高度嚴格控制在 5.0mm以內(nèi)。
5工后檢測與評估
該橋支座更換2月后再次對該橋進行檢測,發(fā)現(xiàn)無任何由頂升引起的病害出現(xiàn),新更換的支座工作正常,無明顯病害。該檢測維修方案受到業(yè)主及專家們的認可與好評。該方法與其他傳統(tǒng)方法比較有以下優(yōu)點:
(1)對橋梁本身無任何損壞,作業(yè)完成后不改變橋梁的結(jié)構(gòu)受力特性。
(2)該方法利用橋梁本身下部結(jié)構(gòu)承載,無需搭設臨時承載平臺,可節(jié)省大量的工時及造價。
(3)該方法操作簡單,原理與其他千斤頂相同,主要是加強對豎向位移的控制。
(4)扁型千斤頂組設備占用空間小,運輸方便,在作業(yè)過程中可快速更換,機動靈巧。
(5)整個頂升回落過程完全在橋下進行,對橋面通行無影響,方便整條線路的運營。
(6)與傳統(tǒng)方法相比,更經(jīng)濟、更實用,非常適合養(yǎng)護作業(yè)。
6結(jié)語
支座是橋梁的重要部件,日常養(yǎng)護與檢查至關(guān)重要,對于常見病害的處理,應做到及時發(fā)現(xiàn)、及時處理,科學地制定養(yǎng)護維修方案,以預防為主,保持支座工作環(huán)境的安全整潔,從而延長橋梁及支座的使用壽命。
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