[发明专利]一种不中断交通更换桥梁支座的方法及其专用装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种不中断交通更换桥梁支座的方法及其专用装置。

背景技术

在梁式桥中，支座设置在桥梁的上部结构与墩台之间，其作用是将桥跨结构上的各种荷载反力传递到墩台，同时保证桥跨结构所要求的位移和转动，使上、下部结构的实际受力情况与计算的理论图式相符合。

在国内的许多梁式桥中，支座老化损坏的现象较为普遍，相当多的桥梁支座经过一定时期的使用后发生了各种病害，如橡胶老化、龟裂、外鼓、脱空、钢板外露锈蚀、支座位移超限等。特别是坡桥、弯桥的支座永久变形严重，支座失效现象屡有发生，桥面、墩柱出现反射病害，影响了桥梁的正常使用，缩短了桥梁的使用寿命。还有一些跨径较小的简支梁桥原本就没有设置支座，在目前大吨位、大交通量的荷载作用下，支座的问题变得更加严峻。

由于橡胶支座在桥梁上的广泛应用，保有量逐年增加，随着时间推移，支座在使用中也出现了很多病害。

许多早期梁式桥的盖梁设计大多采用在摆放支座位置局部加强钢筋的做法，没有突出的支座垫石，或有支座垫石但高度不够，造成盖梁与梁体底部间距净空极小，无法摆放普通千斤顶，更无有效的操作空间。因此，此类桥梁的支座更换成了相当棘手的问题。而且为了保证桥梁的正常使用、行车安全和交通运输的需要，尤其是在高速公路和城市快速道路上，道路施工中不得对交通进行全封闭，必须保证道路畅通，在不中断或尽量缩短中断交通时间的情况下对不能正常使用的支座进行更换施工，这就对桥梁支座更换施工技术提出了新的挑战。

传统的支座更换方法，是在桥梁下搭设支架，或借助墩台设立支撑架，在其上放置千斤顶，然后同步分级顶升。为了保证平衡，每次顶升行程一般在3mm以内，通过设置在梁底的百分表测量各梁每级顶升高度，出现差值随时调整。由于千斤顶行程不易精确控制、支架(或支撑)变形等，每级顶升需要调整多次才能平衡，每级顶升需要很长时间。在顶升过程中，由于千斤顶行程差异，造成各梁顶升高度不同，各梁的高度差相当于对梁施加了强迫位移，顶升量小的梁的重量将转移到顶升量大的梁底千斤顶承担，如果千斤顶漏油将出现极限情况，漏油千斤顶所顶升梁的重量将全部转移到位于其他梁底的千斤顶承担，梁间横向联系承担了力的传递。而桥梁设计中横向联系仅考虑承受活载，且两梁作为其支承，横向跨度较小，而不同步顶升时，行程小的梁两侧横向联系相当于支承在间隔的相邻梁上，跨度增加了一倍，横向联系的内力势必大增，这可能远远超过其设计承载力，引起开裂等破坏。由于桥梁顶升过程中的不确定因素较多，为确保安全，顶升时在公路上封闭交通借道施工。

更换桥梁支座的各种方法，大多是在牢固的支承上面放置千斤顶将桥梁上部结构顶(吊)起。由于桥梁支座的更换方法受河床地质、水深和各种自然环境的限制，桥梁结构形式和桥墩形式各不相同，使用支座的形式也不相同，因此方法也是多种多样、因地制宜的。支座更换的常用方法有：

1)枕木满布式支架法

枕木满布式支架法工作原理为在桥跨下的地面上设置枕木，以枕木为基础，设置满布或部分木支架至桥梁梁体处，在支架上安置千斤顶顶升梁体的方法。该方法施工工期长，支架和模板耗用钢、木量大，成本高，不适宜桥墩过高的场合，对桥跨下面有水、地基过于松软的场合受到限制，而且影响桥下交通。

2)整体顶升法

整体顶升法的工作原理和枕木法相似，支撑面为桥墩下部新建顶升基础。该方法只适用于非通航河流、河水流量较小可做围堰处理的桥梁。对桥跨下的地基基础要求较高，需建顶升基础，工期较长，对于孔跨下有水、地基松软或桥墩过高的场合也不适用。

3)“鞍型支架”法

上面两种形式的顶升法都是以地面为支撑基础，安装临时支架后顶升。鞍型支架是采用直接在盖梁上搭设支架，即用盖梁本身做支承，设计成“鞍型支架”放置千斤顶，在“鞍型支架”上顶升梁体的方法。该方法需对盖梁进行偏心受压、抗弯强度验算，有些桥须在墩台上留有承台式预埋件，梁两侧的千斤顶、顶升点要求对称精度高，且顶升过程中要严格控制梁的高程。

4)钢扁担梁法

钢扁担梁法的支撑位置在桥面上，支承面为顶升梁相邻跨的梁体。在顶升梁上打孔、绑制钢带、安置钢梁，以相邻跨梁体为支撑基础，配合顶升设备，抬升梁体。该方法对桥面局部压力较大，需要对局部压力进行验算。

5)桥面钢导梁法