支座更换方案.docx

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支座更换方案

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支座更换方案

3．1、根据设计要求，按照支座病害严重情况对支座按照如下几种情况进行处理。

（1）更换支座：

①钢板断裂，支座被压溃并产生弯曲或扭曲；

②支座老化鼓包，加劲板外露；

③支座剪切角tanγ≥0。

7（γ≥350）

④支座表面裂缝宽度大于2mm，或侧面产生水平裂纹；

⑤支座永久压缩变形超过支座厚度的15%。

3．2、在采用传统的顶升工艺时，往往由于荷载的差异和设备的局限，无法彻底消除油缸不同步对顶升构件造成的附加应力影响，从而引起失效，具有极大的安全隐患。

PLC控制液压同步顶升是一种力和位移综合控制的顶升方法，这种力和位移综合控制方法，建立在力和位移双闭环的控制基础上。

通过称重的方法由液压千斤顶精确地按照桥梁的实际荷重，平稳地顶举桥梁，使顶升过程中桥梁受到的附加应力下降至最低，同时液压千斤顶根据分布位置分组，与相应的位移传感器（光栅尺）组成位置闭环，以便控制桥梁顶升的位移和姿态，同步精度为±2.0mm，这样就可以很好的保证顶升过程的同步性，确保顶升时盖梁、板梁结构安全。

3．3、工程应用技术说明及设备选用

（1）操作系统

本次施工采用具有国际水平的同步顶升系统，该系统采用位移和顶升压力的双控作为顶升控制依据，外部数据采集以位移电子传感器作为位移采集，压力传感器作为压力采集。

系统采用软件作为采集数据的综合后处理，合成了微位移误差控制、微油路压力控制、异常自锁控制中心、自动开关油泵控制、断电自锁控制、屏显数据控制等自动化控制系统。

该系统基于计算机的控制单元，有良好的Windows用户界面，有多点顶升能力，能自动记录顶升位移量，数字控制的顶升过程中不同点的位移差在2mm以内，在达到预先设定的行程或负载限制时将自动停机。

该系统的应用将很好地避免在传统手动顶升过程中可能会产生的不同步起顶现象，该现象有可能会对梁体产生不均匀受力，并导致梁体开裂受损。

（

（上图：

左图为同步顶升系统控制台，右图为泵站）

（2）超高压千斤顶

针对本次工程中所涉及非国标型橡胶支座，将选用我公司特有的外径220mm，活塞直径180mm、高度为212mm、顶升行程为50mm、顶升力为200T的薄型超高压千斤顶和专

用异型超高压千斤顶作为本次工程的主要顶升设备。

该设备的选用依据为：

本次工程施工涉及两种类型的橡胶支座，高度分别为90mm和180mm，加上垫石高度，盖梁上空间高度大约为230mm—300mm。

为满足不同空间高度的需求，更好的放置千斤顶，故选用高度为212mm、顶升行程为50mm的超高压千斤顶。

对于空间较大的地方，在千斤顶下加刚性支垫调整；对于空间特小的地方还可采用超薄型千斤顶（注：

超薄性千斤顶最小高度为30mm，可用于无支座垫石且支座又很薄的情况（小跨径空心板桥有这种情况））。

薄型（异型）超高压千斤顶（50-400T）球头自调平薄型超高压千斤顶（50-400T）

30mm超薄型超高压千斤顶（50-200T）

根据橡胶支座的结构进行计算得出，支座可承受的最大支座反力为160T，经查原施工设计图，支座承受的永久垂直荷载（即恒载）为60T，考虑车辆荷载，每个支座承担的实际最大荷载约在100T以内；为安全的起顶和考虑桥面车辆荷载大等情况，故选用顶升力为200T安全系数为1.5的超高压千斤顶。

安全系数在仅有恒载（断交通）情况下可达10.0以上，考虑车辆荷载（不断交通）情况下可达6以上，即使按支座能承受的最大反力计算也能达到3.75倍，所以选用200T的超高压千斤顶作为动力顶升是安全的。

3．4、支座更换施工工艺

根据安全施工的需要，在桥梁支座进行更换前，应对施工部分的桥梁梁体进行全面检测，主要检测内容为梁体是否有明显开裂、混凝土剥落、露筋等不宜施工的情况出现，如有上述情况出现，应先向业主建议对梁体进行维修加固后方可更换桥梁支座。

另外，因桥梁支座因受力或风化侵蚀等外界因素的影响，由此产生的支座变形情况各有不同，如同一盖梁上有支座损坏，建议该盖梁上支座统一更换，以保证桥梁的整体高度。

经现场勘查，伸缩缝位置安装的是普通板式橡胶支座，建议安装四氟滑板支座，并在T梁底部安装不锈钢板，使梁体在热胀冷缩和受荷载冲击时支座不会产生剪切变形。

1）更换支座施工工艺

由图纸显示，本桥为简支T型梁桥，由南行和北行两幅桥面组成，单跨由5块预制T梁组成，T梁预制宽度为160cm、其间现浇板宽185cm，且梁端设有横隔板连接，加上桥面铺装，横向已经形成较强的整体结构；纵向除设伸缩逢处，其余梁端均设桥面连续，故每一联桥（两伸缩缝间）纵向也已形成‘简支桥面连续’整体结构。

因此为保证结构的整体安全，支座更换必须按照同一整体结构同步顶升、同步更换的方式进行。

考虑到单跨跨径较大（32米）、顶升高度又很小，仅在同一桥墩处顶升桥面产生的纵向转角位移很小（0.0019rad），对‘简支桥面连续’结构受力基本没什么影响，故本次施工采取多跨超远距离同步顶升、同步更换是安全高效的。

这样的顶升方案是否引起桥面的开裂是大家关心的问题。

首先说转角变形的影响，‘简支桥面连续’结构本身是允许墩顶产生转角变形的，而顶升产生的墩顶附加转角位移（最大0.0019rad）远小于设计荷载作用下产生的转角位移；其次再看顶升中竖向强迫位移的影响，由于梁体长度较长（为32m），如按顶升最大高度1cm计，在桥面产生的伸长微应变仅为4.4×10-7，在桥面铺装产生的纵向附加拉应力几乎可以忽略不计（砼0.0132Mpa、钢筋0.09Mpa）。

因此，梁体顶升过程中是不会产生新的开裂。

2）搭设施工平台

更换支座工作是一项高空作业，工人要在高空进行拉提重物、观测和更换支座等工作，因此搭建高空操作平台是一项必不可少的工作。

对施工平台的要求：

（1）、施工平台有足够的强度、刚度和稳定性，能承载竖向和水平推力作用，变形小，稳定度高；

（2）、平台与梁底保持1.6m-2m的空间，充分保证人员的易操作性；

（3）、梁体下面的施工平台及搭设的支架联成整体；

（4）、针对现场实际施工环境，采用我们已成功多次使用过的挂栏施工技术，见图：

3）对施工部分进行梁体和垫石检测，如梁体或垫石有损坏，则会同业主根据其损坏情况确定梁体的维修加固方案或垫石的修补方案。

支座更换需在梁体维修加固完成后方可进行。

4）安装防侧移装置

由于在顶升更换支座的过程中，由于不中断桥面交通，受汽车等动荷载的影响，加上桥梁横坡较大（2.5%），桥梁可能发生偏移，尤其是向外侧滑移，因此在盖梁上安装防侧移装置确保万无一失。

防侧移装置根据盖梁上的空间位置（约35cm）、梁体侧移推力决定材质和尺寸，装置主体采用高60cm、宽30cm、纵向20cm的型钢骨架，在型钢与T梁间加2cm厚的橡胶板（仅与型钢面粘牢固定），并使橡胶板紧贴于T梁上，在盖梁上植入4颗直径20mm的高强膨涨螺杆固定，每颗螺杆植入深度不小于18cm，4颗螺杆的设计剪力为22T，破坏剪力可达30.56T，可足以抵抗车辆振动等不利因素产生的桥梁侧向滑动力。

同时建议该装置作为永久装置予以保留，既允许桥梁因温度或荷载而产生的横向偏移，又限制了桥梁偏移的位移范围。

安装方式如图：

（注：

考虑到5片T梁的横向整体性很好，将偏移装置设在中间T梁的位置比较隐蔽）：

5）安装千斤顶

采用薄型超高压千斤顶，千斤顶放于盖梁上，对同一盖梁上的所有支承点同步顶升。

（因设计为中央分隔带漏空，桥梁左右幅为完全分离的两座桥，施工时完全可以做到半幅施工）。

每个盖梁上使用20台200T千斤顶和4台超高压ZB4/800B油泵。

为了保证起梁均衡和位移的一致，每片梁采用2台200T千斤顶，用1台油泵的两个油路分别控制中梁的3个千斤顶和边梁的2个千斤顶。

连接方式如下（该图为示意图，不按比例）：

（千斤顶布置图）

（托架图）

根据实际情况，防止顶升时损坏梁体，我公司特采用无变形刚性托架，很好的保护梁体安全。

千斤顶连接方式（示意图）如下：

千斤顶上部垫钢板，钢板与梁体接触中间垫5毫米的胶垫，防止损坏桥梁的外观，如图：

6）整体顶升

在专业人员的统一指挥下所有千斤顶缓慢分级顶升，梁体每上升3mm一级，整体顶起梁体使其离开原支座约6mm立刻停止，考虑到橡胶支座可能存在的高度回弹情况，顶升高度控制在10mm范围内。

由于在此次更换的支座高度为180mm，其变形量可能达到3-7mm，鉴于这种情况，对于变形较大的支座，其顶升高度可以控制在20mm内，具体顶升程序如下：

（1）加预顶力至恒载的25%左右（约15T），油表压力4.77Mpa，检查各千斤顶支垫是否稳固，否则应回油重新支垫再次加力至恒载的25%，读取并记录百分表读数，作为顶升高度的初始读数，并视为梁体顶升的‘零’位移；

（2）再次加预顶力至恒载的75%左右（约45T），油表压力14.32Mpa，读取并记录百分表读数，分析顶升位移是否均衡、一致，并检查油路系统是否正常，是否有漏油、供油不畅等现象，如有应立即停止加载，及时整改，同时观察桥梁横向是否有移位现象；

（3）继续加顶升力，当顶升力超过恒载后，受汽车荷载的影响，超高压表读数将不稳定，改以高度控制为准。

顶升高度约至3mm时，读取百分表读数，检查支座脱空情况，并记录油压表读数供参考；

（4）再次顶高3mm，读取百分表读数，根据支座脱空情况取出全部或部分支座，量取并记录垫石顶面距梁底的空间高度是否满足安装新支座，确定是否需要继续顶高，顶升多少；

（5）根据需要每一级再次顶高3mm，直至满足梁体脱空高度6~10mm、且垫石顶面距梁底的空间高度比新支座高度高出3mm以上为止。

顶升完成之后分析各阶段记录数据，确定下一工点是否需要对每一级顶升力、顶升高度进行修正。

在顶升过程中每升高一级就安装专用保护环，以防止油管爆裂或油缸泄漏造成梁体急落而损坏。

专用保护环如图：

7）支座更换

由于支座使用时间较长，支座橡胶层与支座垫石粘接在了一起，普通取支座方法很容易损坏垫石，我公司专门针对这一情况设计制作了专用工具---静力液压快速拆除设备。

（静力液压快速拆除设备示意图）

将原支座按照不同位置编号，以便查对和更换。

清除杂物，以便取下原支座，更换新支座。

支座更换完毕后，如垫石出现损坏，用环氧砂浆进行垫石修补。

在实际施工过程中，对环氧砂浆进行合理配置，可使其在修补后3-5小时内达到C30强度。

在橡胶支座也标上十字交叉中心线，使支座的中心线同墩台上的设计位置中心线相重合，调节施工完毕，就可以慢慢落梁。

8）卸载落梁

落梁时将梁体稍稍顶升，解除临时支撑，开始卸载。

卸载时与分级加载的顺序相反分级卸载。

卸载完毕检查上垫石和支座之间结合是否紧密，或用修补砂浆进行部分修补。

9）施工流程如下：

顶升施工流程：

施工准备→表层砼的处理→放置千斤顶→安装监控设备→顶升→更换支座→卸载

3．5、控制措施

由于桥梁顶升时必将会引起桥梁结构的变化，因此在起梁时必须采取严格的控制措施，系统自动实施位移监控，为更好的保障顶升过程中梁体的安全，我们还在每一个顶升点安装百分表进行人工监控，对每一点进行双重控制，将误差控制在最小范围。

监控是保证梁体安全受力所必须的，主要是记录起梁前及顶升过程中千斤顶的顶升情况，并在顶升过程中观察梁跨、梁底面和桥两侧、腹板处裂缝情况，如果有异常，则必须马上中止顶梁，找原因，确定解决办法，方可重进行顶梁。

位移监控包括起梁过程中每一阶段位移监控，桥墩、台每片梁下安装百分表测量不同阶段的顶升位移量，控制起梁的高度和速度。

每片梁之间位移差不得超过1mm。

其他控制措施包括：

1）根据桥梁实际情况进行顶升力测算，满足顶升承重力达到原受力1倍以上安全系数。

2）在顶升前认真检查顶升系统各部件是否正常，超高压千斤顶应保证油路良好，各并联千斤顶超高压均匀，工作状态正常。

3）起梁时应对梁顶起时的位移和千斤顶的起顶力进行双控，保证起梁能达到设计位置；边梁油泵压力控制在30Mpa以内，中梁油泵控制在25Mpa以内。

（注：

恒载作用下约为19Mpa）

4）为保证达到要求和施工质量，按要求配置人员和设备；

5）起梁时，用钢垫片和千斤顶作临时辅助支撑，安装完支座后落梁前将其拆除。

6）在盖梁顶设置位移观测系统，即安装百分表，以便更方便、更快捷、更直观地控制起梁的高度和速度，严格控制每次顶升量和总顶升量。

7）在加载时，分级进行，当△T达到0、△T/2、△T（△T=T1-T2）时进行持荷，以便各千斤顶之间的力均衡增加，达到同步顶升，同时加强对梁体的观测，注意：

持荷时间应尽可能缩短；

8）对边跨根部进行应力和裂缝监控，起梁时，如果出现裂缝，即超过了规范和设计允许值，则必须停止起梁，查找原因，找到解决办法后，再进行起梁安置支座。

9）加垫钢板施工工艺

主要针对一半面积未受力、产生受力不均现象和有脱空现象的支座，采取如下方法：

先用塞尺量出脱空的尺寸，再以上述方法顶梁，将支座粘回原支座所在的T梁梁底，将支座固定好，根据脱空的空间高度选择适宜的钢板垫入支座与垫石之间，最后用环氧树脂将钢板固定。

3．6、资源配置

3．6．1、劳动力资源配置

管理人员

15人

操作施工工人

30人

合计

45人

3．6．2、主要施工设备及材料

机械名称

产地

额定功率（kW）

或容量（m3）

或吨位（t）

厂牌及

出厂时间

数量（台）

进场日期

小计

其中

拥有

新购

租赁

同步顶升系统

进口

套

1

千斤顶

进口

200T

台

30

30

油管

进口

500

米

500

500

油泵

进口

2YBZ2-80

台

10

10

磨光机

进口

3KW

台

2

2

百分表

进口

行程3cm

台

40

40

冲击钻

进口

1KW

把

4

4

电焊设备

进口

BX-315

台

2

2

氧割设备

套

1

1

工具车

1..25T

台

1

1

发电机

进口

30KW

台

1

1

发电机

进口

15KW

台

1

1

升降车

进口

9m

台

2

2

压力表

进口

个

10

10

对讲机

台

20

20

工作车

台

1

2

电缆线

米

若干

其他施工材料

若干

备注

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