矮千斤顶顶升法更四换连续梁桥支座.doc
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1、矮千斤顶顶升法更换连续梁桥支座论文关健词:桥梁支座顶升更换论文摘要:通过对某高速公路L1、L2、L4三座连续空心板梁互通式立交桥的支座更换,恢复桥梁的安全正常运营。用矮千斤顶顶升桥梁上构进行支座更换施工工艺既科学、实效,又简便、安全,具有较强的适用效果和参考意义。 一、前 言某高速公路L1、L2、L4互通式立交桥建于1997年,至今运营时间已有6年,桥梁墩柱、梁底、桥面都有不同程度的裂纹出现,特别是桥面破损严重,经交通科研单位检测鉴定为支座变形所造成,需对桥台及各桥墩处支座予以更换。二、工程概况该高速公路L1、L2、L4三座连续空心板梁互通式立交桥是一个多肢、混合型的立体交叉,按荷载汽超20级
2、,挂120设计。其中L1桥桥跨布置为16m+420m+16m,梁高0.85m,宽9m,桥墩为单桩式桩基础,桥台一侧为双桩式桩基础,另一侧为一字型桩基础桥台;L2桥桥跨布置为 10m+16m+10m,梁高0.85m,宽9m,桥墩为单桩式桩基础,桥台一侧为一字型桩基础桥台,另一侧为重力式U型桥台;L4桥桥跨布置为13m+416m+13m,梁高0.85m,宽12m,其中左右两边各有2m宽人行道挑梁,桥墩为单桩式桩基础,桥台为双桩式桩基础。L1、L2、L4桥均属于弯桥,其平、纵断面均处于曲线上。三、施工组织根据本次施工任务组建L1、L2、L4桥支座更换项目经理部,制定详细、严密的施工方案,配置人力、机
3、械及设备,使本次施工安全、有序、顺利地进行。本顶目配置高70mm,=300mm的圆形扁式油压千斤顶(最大顶升重量为250T,最大行程为15mm)共20台。四、制定施工方案项目初步制定的是采用万能杆件拼装支架支撑,大吨位千斤顶起顶的支座更换方案,为便于安装支架并提供足够的支承能力,需在支架下设置钢筋砼基础。经详细审查设计图纸,地基为人工素填土,钢筋砼基础置于其上产生的沉降量较大,若采用大吨位螺旋千斤顶,同时高行程(80mm左右)起顶,当发生不均匀沉降时,同排一部分千斤顶受力增大(可能超出千斤顶最大受力,使千斤顶损坏),另一部分千斤顶受力减小而此时行程很大(大于梁的允许变形值),会损坏梁体。为了减
4、小沉降量,必须增大钢筋砼基础尺寸,并对支架进行预压,此方案工程量较大且工期加长,安全性也不是很高。出于安全的角度考虑,充分利用梁体与墩顶的空间,制定了一个更加可靠的施工方案,此方案采用钢管包箍墩柱,用高度为70mm,=300mm的圆形扁式油压千斤顶(最大顶升重量为250T,最大行程为15mm)配电动油泵进行梁体顶升更换支座,避免沉降造成突然卸载的影响,圆形扁式油压矮千斤顶的最大行程为15 mm,且为单油路,操作控制顶升量更为简便,使梁体的变形值控制在允许的范围内。由于千斤顶放置于梁体垫石与墩顶之间,方案制定时需对每座立交桥各墩台处顶升的重量、墩顶及垫石顶局部受压、钢管包箍增强等进行计算,同时由
5、原设计部门提供起顶时梁板的允许变形值,以便在实际施工过程中对施工工序进行严格控制,确保梁体的变形在允许范围内,保证施工过程中的桥梁结构安全。以L1桥为例,起顶重量、钢管包箍增强、局部受压等计算过程如下:1 L1桥不等跨径连续梁支承反力计算(按去掉桥面铺装计算):根据连续梁电算程序计算得各墩台支承反力: 墩台号反力(KN)墩台号反力(KN)0#台1055.51#墩3444.72#墩3487.83#墩3461.44#墩3493.75#墩3434.96#台1060.42. 局部承压计算依据各墩台受力情况,在各桥墩顺桥向支座两侧安设两台250吨圆形扁式千斤顶(规格为30070mm),在各桥台横桥向三个
6、支座之间安设两台250吨圆形扁式千斤顶(规格为30070mm),千斤顶最大行程为15mm,每次顶起时控制在10mm左右。由于千斤顶作用,使墩台顶部处于局部承压状态,根据最不利原则,以4#墩为例进行局部承压应力计算:(1) 墩柱混凝土加钢管包箍后通过钢管预压紧箍作用可提高砼抗压强度(如图4,单位cm),钢筋砼短柱轴心受压组合强度计算式为:N0=RaAa(1+1/2+) =RsAs/RaAa Ra 1=Ra(1+1/2+) 式中: 钢管砼杆件的套箍指标,Rs钢管材料的抗拉、抗压设计强度As钢管包箍截面面积Ra砼抗压强度设计值Ra 1钢管包箍砼抗压强度Aa核心砼截面面积套箍指标:=RsAs/RaAa
7、=2153.14(0.612-0.62)/(14.53.140.62) =0.49837混凝土加钢管包箍砼抗压强度: Ra1=14.5(1+0.498371/2+0.49837)=31.963 Mpa说明:式套用钢管砼短柱轴心受压的承载力计算方法,CECS28:90。短柱轴心受压承力计算有三种方法CECS28:90、DL5099-97、JC101-89,其中CECS28:90采用的是显式,直接计算,没有限制使用范围;DL5099-97、JC101-89采用了系数表达方式,系数的具体表达式极为繁杂,以表格的形式直接给出,实际应用时受应用范围的限制。故这里套用CECS28:90中的方法计算。(2)
8、 4#墩局部应力计算(千斤顶位置如图5、6,单位cm)Nc=0.6Ra1Ac(按素混凝土局部承压计算)式中:Nc局部承压时的纵向力砼局部承压强度提高系数Ad局部承压时的计算底面积Ac局部承压面积计算过程如下:Ad=4(3.14602(arctg(39.686/45)/360)-4539.686/2) =1624.284cm2Ac=3.14152=706.5cm2=(1629.284/706.5)1/2=1.519Nc=0.61.51931.9633.141502=2058110 N=2058.11 KN4#墩的支承反力为3493.7KN,每个千斤顶反力为1746.85KN,小于Nc=2058.
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