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箱梁更换小盆式支座&垫石施工工艺流程
箱梁更换小盆式支座&垫石施工工艺流程
在开始施工前,需要先检查记录桥梁支座的情况,安排好施工区域的交通和封闭工作,对施工现场进行清理,人员、材料、设备进场到位。
01材料及主要机具
主要材料:支座结构胶、支座专用早强灌浆料、植筋胶、支座钢板、橡胶支座、钢筋网片、焊条、混凝土破碎剂
主要设备与机具:顶升设备、顶升监控系统、搅拌机、钢筋加工设备、起重设备、风镐、焊机
02作业条件
施工应在5℃以上环境温度条件下进行。如果环境温度低于5℃,应使用适于低温的施工材料或采用其它加温处理措施。如温度低于0℃应暂停施工。
03脚手架搭设
桥梁支座更换需搭设以围绕墩帽或立柱搭设双排落地式钢管扣件脚手架。脚手架至少需要满足至少外径48mm、壁厚3mm的焊接钢管,立杆横距1.2m,纵距 1.5m,大横杆步距1.5m, 小横杆伸出大横杆大于0.15m,内立杆及小横杆贴着立柱布置,围绕立柱四周搭设宽度为1-1.2m。作业层满铺脚手架。操作平台周围应按规范要求安装护栏,保证操作人员安全。
搭设扣件式脚架前,要对施工过程中的荷载计算分析,并参照《建筑施工脚架安全技术统一标准》(GB 51210-2016)、《建筑施工扣件式钢管脚架安全技术规范》(JGJ 130-2011)、《施工脚架通用规范》(GB 55023-2022)等相关规范要求,结合实际操作需求对脚手架的安全性进行验算。
04支座病害检查
在进行桥梁支座更换之前,需要进行现场检查,以确保施工安全和效率。这一过程包括对盖梁、支座、梁体、横隔梁以及桥面铺装和伸缩缝等进行检查。
05支座螺栓除锈
盆式支座的钢构件容易出现锈蚀,为了方便后续的支座更换工作,在安装顶升设备和辅助支撑装置之前,需要对支座固定螺栓进行除锈处理。如果发现盆式支座限位挡板影响除锈工作,需要将其切割拆除。
06测量标注
标定支座区域内支座垫石顶面距主梁底面的实际净高,作为落梁前净高的控制依据。必须保证顶升前、后梁体各支点的相对位置不变。顶升(落梁)过程中采用百分表、位移传感器等设备控制梁底标高和顶升位移,保证支座更换完毕,梁底标高不变。
并每一个对应的支座垫石下方用记号笔标注高速方向梁号及墩号,并贴上对应的标高控制记录表。
07安装顶升设备
1、按照设计图纸布置顶升设备和辅助支撑装置,如果需要改变顶升位置,必须经过设计单位的确认。
2、如果墩台顶部存在严重的病害缺陷,需要按照《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-2008)相关要求选择合适的加固方法,以防止顶升过程中的损坏。
3、在安装顶升设备和辅助支撑装置之前,需要清理和找平墩台顶部。钢垫板要用于扩散应力,分别粘贴于顶升设备及辅助支撑装置与箱梁底面、盖梁顶面、横隔板底面等位置的接触面上,并采用GA-101临时调平胶进行调平处理,顶升设备上、下钢垫板顶底面四角高差不大于0.5mm。钢垫板尺寸应符合设计要求,以保证设备安装的稳定性。
4、顶升设备和辅助支撑装置的布置必须保证轴线竖直,并且与垫钢板的中心线重合。
5、如果梁底净空较大,顶升设备或辅助支撑装置高度不足,可以使用不同规格的钢板垫塞调整高度,确保钢板之间贴合无缝隙。
6、在对纵坡较大的桥梁进行顶升时,可以在伸缩缝内放入同样厚度橡胶块或木块,防止梁体出现纵向位移。对于横坡较大的桥梁,可以在边梁和挡块之间设置侧向支撑,防止侧向滑移。
01预顶升
在正式开始顶升之前,需要进行预顶升,主要是为了消除支撑的非弹性变形或沉降。在完全顶起主梁之前,必须停止预顶升,并在停放一段时间后观察是否有变化。
1、顶升设备和安全监控系统必须正常安装和调试后才能进行预顶升。
2、预顶升分为两步进行:
第一步主要控制顶升力,将梁体顶到支座反力的50%左右,持续5-10分钟,检查设备的安全性,然后将设备回落到原位。
第二步主要控制顶升位移,将梁体顶升至脱离原支座1.5mm,检查所有支座与梁体的脱空情况,并测定梁体总重和各支座的反力,持续5-10分钟,检查设备的安全性,然后将设备回落到原位。
3、顶升速度应该缓慢平稳,不得超过1mm/3分钟。
02正式顶升
1、按照支座更换方案中确定的程序进行正式顶升,以顶升位移控制为主,不宜一次性顶升到位,要分级顶升,并持续观察。
2、同预顶升一样,正式顶升过程中,速度也应缓慢,不得超过1mm/3分钟,同时需要有专人随时检查支座脱空情况。
3、在顶升过程中,要严格控制相邻顶升点之间的高差在0.3mm之内,总顶升高度控制在5mm之内,以确保顶升过程顺利。
4、顶升至合适高度后,需要安置辅助支撑装置,并且要能够进行微调,并采用机械锁定,防止松动。辅助支撑装置的布置必须确保梁体安全,并提供足够的支座更换操作空间。
01支座拆除
首先,当原支座脱空后,需要拆除支座下座板上的固定螺栓,并解除支座顶板与原预埋钢板之间的连接,然后用铁锤或撬棍等工具取出原支座。如果支座顶板与预埋钢板焊接在一起,要对焊接位置进行切割。
如果遇到被混凝土包裹或不易取出的支座,可采用人工辅助小型机具进行拆除,但必须注意在施工过程中要避免对已完成顶升的设备和辅助支撑装置造成影响。
02垫石凿除
取出原支座后,将支座下方的垫石全部凿除。使用风镐、链/绳锯、水刀、混凝土破碎剂等方法凿除垫石,可根据现场情况选择一种或多种方法相互配合。
一般建议主要采用人工风镐凿除,辅以混凝土破碎剂。使用混凝土破碎剂时,应严格按照产品要求调配药剂,并保证钻孔孔径、孔深和孔距符合使用要求。
01测量放样
首先,要现场量取盖梁纵向实际尺寸,确定盖梁/桥台横向中心线,并以此为基准确定新支座安装中心线,纠正原支座安装中心的偏移。
然后,将盖梁/桥台中心线投影至组合箱梁湿接头两侧,以便后续纵向对齐新增预埋钢板。
02检查原支座预埋钢板
如果发现湿接头混凝土存在较严重的空洞、露筋或原支座预埋钢板与锚固钢筋未焊接或焊接质量较差导致钢板松动,应将原支座预埋钢板拆除,并对梁底混凝土进行修复。
如果湿接头混凝土无明显损伤,且预埋钢板与锚固钢筋焊接质量良好,则可保留原支座预埋钢板。
03梁底打磨除锈
如果没有拆除原支座预埋钢板,可使用角磨机对预埋钢板底面和侧面进行打磨除锈,直至出现金属光泽为止。打磨粗糙度越大越好,并尽量让打磨的方向与钢板受力方向垂直。
如果已拆除原支座预埋钢板,则需使用角磨机对梁底混凝土表面进行打磨,使其表面平整,并清除松散混凝土。
04湿接头维修
湿接头出现空洞后会影响其截面抗弯和抗剪承载能力,同时也会降低湿接头内部钢筋的耐久性。因此,需要尽快使用支座结构胶进行修复处理。如果空洞超过保护层厚度或深入梁底钢筋层的面积大,则需制定专门的修补方案。
05新增预埋钢板安装
1、在箱梁上安装临时辅助吊架,用于辅助安装和调平新增的预埋钢板。
2、使用支座结构胶将新增预埋钢板与原支座预埋钢板或梁底混凝土粘结。将临时调平胶作为调平用的楔形块。在新增的预埋钢板黏结面涂抹支座结构胶时,应使胶层呈中间厚、两边薄的形状,有利于粘合后,消除气泡。
3、确保新增预埋钢板纵边两侧中心线与支座中心线对齐。
4、调整新增预埋钢板,并保证四角高差不大于1.0mm。
06新增预埋钢板固定
1、非固定墩支座流程:
(1)如果中间墩湿接头处的原预埋钢板不需要拆除,为了进一步加强新增预埋钢板与梁体的有效连接,除了使用支座结构胶连接新增预埋钢板与原预埋钢板外,还需要凿除新增预埋钢板四角未涂胶处所对应上方组合箱梁底板倒角处的混凝土,使其主筋外露约10cm。然后,量取主筋底面与新增预埋钢板四角表面的距离,制作厚度为25mm、宽度为[6,10]cm的小钢板,通过双面通长焊的方式将新增预埋钢板上表面与底面倒角处的主筋连接在一起。
焊接完成后,使用支座结构胶对梁底破损的混凝土进行修补。
(2)如果中间墩湿接头处的原预埋钢板拆除,且湿接头没有明显的空洞或混凝土劣化,则直接使用支座结构胶粘结新增预埋钢板与梁体。然后,按照上述情况(1)的方法,凿除组合箱梁底板倒角处的混凝土,并将主筋与新增预埋钢板表面通过小钢板焊接。
(3)如果支座位于过渡墩或桥台,则支座原预埋钢板嵌入在梁体内。在使用支座结构胶将新增预埋钢板与原预埋钢板黏结后,在新旧预埋钢板交接处使用焊条进行单面断续焊接。建议焊接长度不小于周长的1/2。
(4)在焊接过程中,必须注意焊接方式,尽可能减少焊接时产生的高温对结构胶和钢构件造成的影响。
2、固定墩支座流程:
(1)拆除原支座预埋钢板,然后通过支座结构胶将新增预埋钢板与梁底混凝土粘结。
(2)等待落梁后,使用钢筋探测仪避开梁底原结构钢筋的情况下,在梁底钻孔,并使用注射式植筋胶植入相应数量的M20锚栓。
(3)根据梁底锚栓位置,在相同厚度的钢板上放样、打孔,作为钢挡板。待注射式植筋胶固化后,将钢挡板穿过锚栓后,调整钢挡板高度,使其与新增预埋钢板底面平齐。钢挡板可以进行一定程度的优化,以节省钢板用量,减少箱梁恒载。
(4)在钢板对接位置处使用焊条进行连续焊接连接。焊接时可采用点焊,控制焊接时间,防止产生的高温造成钢构件受热变形。
(5)将支座结构胶挤入挡板钢板与梁底之间,使其充分填充空隙。
07新支座安装
1、支座进场后,应对其规格、数量、产品合格证等进行检查,不符合设计要求的不得用于工程中。在检查活动支座时,应注意保护改性聚四氟乙烯板和不锈钢冷轧钢板,防止划伤其表面,并检查硅脂是否注满。支座在场内运输和装卸时,应采取有效措施防止碰撞或其他机械损伤。
2、安装双向活动或单向活动支座时,应确保支座滑板的主要滑移方向符合设计要求。安装时需要考虑工作环境和温度的影响,冬夏季施工时要考虑梁体自身结构变形后支座产生的滑移量。
3、使用锚固螺栓将支座顶板与新增预埋钢板通过预留孔栓接,然后将支座顶板与新增预埋钢板焊接连接。焊接时应采用对称、间断焊接,焊接长度不小于周长的1/2,并在支座周围采取有效的隔热措施,避免损伤支座部件。锚固螺栓和焊接部位都应进行防腐处理。
4、对于非固定支座,可以在支座顶板不锈钢板与高性能四氟滑板之间填塞薄钢板的方式来控制支座的工作高度。
5、可以采用安装定位销的方式,控制支座上、下钢板四角的高差,使其满足设计要求。
6、安装支座下钢板套筒螺杆,使其与墩台顶面相抵,防止支座上、下错动。支座套筒螺栓应按照使用说明要求进行配套使用。
01浇筑施工准备
1、在浇筑垫石施工之前,需要核对支座垫石的位置和墩台顶面高程,确保支座垫石的浇筑厚度符合设计要求。
2、按照图纸在盖梁顶面钻孔、清孔,然后采用GA-390S注射式植筋胶进行植筋。待植筋胶静置固化后,将钢筋调直,将其与钢筋网片进行焊接。
3、根据设计要求布设钢筋网片,纵横向钢筋间距为10cm,钢筋网片竖向间距根据垫石设计高度调整,建议上、下层间距为4~5cm。
4、焊接钢筋时,应将支座下钢板套筒在横、纵桥方向上与钢筋网片焊接,防止其在受力过程中发生错动。
5、在垫石模板的内表面涂刷脱模剂,便于后期拆除。用石膏粉与水拌合后的石膏水合物对模板与盖梁顶面的空隙处进行封堵,防止灌浆料流出。
02垫石浇筑
采用支座垫石专用早强灌浆料,按厂家推荐的水料比确定加水量,拌和用水应采用饮用水,水温以 5~40℃为宜,采用人工机械搅拌,搅拌时间一般为 2-3 分钟。灌浆料拌合用水原则应满足国家现行标准《混凝土用水标准》JGJ63 有关规定,不建议使用有较大杂质河水或其它水源。
1.搅拌时宜先加入 2/3 的用水量(或 3kg 水量)搅拌 2 分钟,其后加入剩 余用水量继续充分搅拌至均匀,并不得有结块。
2.标准水灰比为 14:100,即每包支座专用早强灌浆料(25kg/包)最大掺水量不得超过 3.5kg
3.考虑到天气、存储时间及存储环境等因素的影响,灌浆料作为水泥基材料容易吸潮,在实际施工过程应根据实际情况可适当的减少掺水量。
4.在浇筑早强灌浆料时,应固定垫石钢模,防止在浇筑过程中发生移动。
5.待垫石固化后,拆除钢模,确保垫石尺寸符合设计要求。支座垫石强度达到设计要求后方可施加荷载。
01起顶
1、在进行落梁前,必须确保垫石固化强度满足设计要求。
2、检查确认支座更换无误后,使用千斤顶同步顶起梁体约0.5mm,取出支座上钢板与四氟板间的薄钢板,并拆除支座临时连接件。
3、分批次卸除梁底和横隔梁底面的辅助支撑。
02正式落梁
1、落梁过程采用顶升力和位移双控,采取分级同步回油的方式进行。
2、在落梁过程中,施工要求和安全控制指标与顶升时相同。为了确保落梁后各支座受力均衡、符合设计要求,落梁前后应对支座垫石顶面至箱梁底面的净空进行测量,确保各支座处净空差异在0.5mm之内。
3、梁体复位后,应连续观察不少于24小时,检查支座和垫石是否存在异常情况。确认无异常后,方可拆除顶升设备及临时支承。
03收尾工作
拆除千斤顶及辅助支撑。对支座涂刷防腐涂料,对垫石及楔形块进行修饰。最后拆除施工现场的脚手架。
难点一 安装支座上、下座板四角高差精度难以控制
建议在上、下座板间安装定位销,重新设置临时连接件,用于控制上、下钢板间距,可以有效提高支座安装精度。
难点二 新增预埋钢板难以调平
建议在梁体上设置临时辅助吊架,减小新增预埋钢板与梁体间的相对运动,确保支座结构胶固化时不会扰动,也更方便安装、调平新增预埋钢板。
难点三 新增预埋钢板与新支座的连接强度低
新增预埋钢板与支座上座板采用焊接长度不小于1/2周长的断续焊接,焊接施工时应尽可能降低焊接产生的高温对结构胶调平层的破坏。
在未来,我们将继续致力于建筑结构加固与维护的创新研究,不断提升我们的材料品质。每一个工程项目都是对我们承诺的延续,也是对行业标准的践行。我们深信,通过努力和创新,结构加固将迎来更加可靠和持久的明天
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