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1、支座更换技术与管理，质量控制重庆交通大学 张永水 教授提纲一、支座的病害症状及原因分析一、支座的病害症状及原因分析二、支座的安装二、支座的安装三、支座的更换三、支座的更换四、支座更换的发展趋势四、支座更换的发展趋势支座的病害症状及原因分析支座的病害症状及原因分析支座脱空支座脱空病害症状病害症状产生原因产生原因支座垫石和梁底钢板不水平。支座的病害症状及原因分析支座的病害症状及原因分析病害症状病害症状支座异常变形支座异常变形产生原因产生原因 大多因为落梁时不够平稳，支座存在较大的初始剪切变形。支座的病害症状及原因分析支座的病害症状及原因分析病害症状病害症状支座不能支座不能正常滑动正常滑动产生原因产
2、生原因 墩顶落有大量的混凝土垃圾，不锈钢板锈蚀，摩阻力变大。支座的病害症状及原因分析支座的病害症状及原因分析病害症状病害症状支座开裂支座开裂产生原因产生原因 支座开裂的主要原因有：施工因素、支支座开裂的主要原因有：施工因素、支座质量问题、超载车辆的影响、支座垫石的影座质量问题、超载车辆的影响、支座垫石的影响以及其他因素。响以及其他因素。支座的安装支座的安装 公路桥涵施工技术规范（公路桥涵施工技术规范（JTJ 041JTJ 04120002000）中对板）中对板式橡胶支座安装的相关规定：式橡胶支座安装的相关规定：检查项目规定值或允许偏差支座中心与主梁中线（mm）应重合，最大偏差2高 程符合设计要
3、求支座四角高差（mm）承压力5000kN5000kN2支座上下各部件纵轴线必须对正活动支座顺桥向最大位移（mm）250双向活动支座横桥向最大位移（mm）25横 轴 线 错 位 距 离（mm）根据安装时的温度与年平均最高、最低温差计算确定支座上下挡块最大偏差的交叉角 必须平行500KN2支座安装实测项目支座安装实测项目支座的更换支座的更换 支座的更换方法支座的更换方法 关于梁体的顶升关于梁体的顶升 支座更换的施工控制支座更换的施工控制一、支座的更换方法一、支座的更换方法 目前，新建的公路桥梁几乎全部选用橡胶支座。桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要构件，可谓一座桥梁的咽喉所在，关系重大，一
4、旦出现病害，将影响到上下部结构的使用寿命和交通安全。特别是对于高速公路，桥梁橡胶支座的用量大，病害多，事故频繁发生。一、支座的更换方法一、支座的更换方法枕木满布式支架法 一、支座的更换方法一、支座的更换方法枕木满布式支架法 架设设备比较简单，施工方法简单易于操作。对于小跨度的梁桥，用支架法施工具有一定的优势。支架法施工工期长、支架和模板用钢材、木材量大、成本高，不适宜桥墩过高的场合。在地面上设置枕木，以枕木为基础，设置满布式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。一、支座的更换方法一、支座的更换方法桥面钢导梁法 一、支座的更换方法一、支座的更换方法桥面钢导梁法 对桥下场所无要求，
5、适用于多种桥梁类型，整个起梁过程都在桥上进行，不影响桥下通航、通车要求。钢梁长度有限制，跨径不可过大；要求用较大吨位千斤顶，对桥面局部压力较大，有可能损伤梁体。支撑位置在桥面上，支撑面为顶升梁相邻跨的梁体。在顶升梁上绑扎钢带，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。一、支座的更换方法一、支座的更换方法端部整体顶升法 一、支座的更换方法一、支座的更换方法端部整体顶升法 对桥下通车影响不大，可自由通行，能满足桥下不中断交通的要求。与采用少数大吨位的千斤顶相比较，无须为应力集中设置过大的传力杆及横梁。对桥跨下的地基基础要求较高，需建顶升基础，工序时间长，工期较长。以地面为支撑，在墩
6、台两侧建立顶升基础，然后用贝雷梁、槽钢、螺栓连接成受力钢梁（也可用钢管墩作为传力构件），受力钢梁上架千斤顶，在梁两端同步整体顶升。一、支座的更换方法一、支座的更换方法鞍型支架法 一、支座的更换方法一、支座的更换方法鞍型支架法 施工方便，该方法不受河床地质、桥下水深和桥梁高度的限制。顶升过程中盖梁会发生偏心受压现象和局部承压过高的现象以及支架变形过大的现象，顶升前须严格的验算。用桥墩本身做支撑在盖梁上搭设支架，设计成“鞍型支架”，放置千斤顶来顶升梁体。一、支座的更换方法一、支座的更换方法钢扁担梁法 一、支座的更换方法一、支座的更换方法钢扁担梁法 对桥下场所无要求，适用于多种桥梁类型，整个起梁过程
7、都在桥上进行，不影响桥下通航、通车要求。钢扁担梁结构设计较为复杂，需进行专门计算；要求用较大吨位千斤顶，对桥面局部压力较大，有可能损伤梁体。支撑位置在桥面上，支撑面为顶升梁相邻跨的梁体。在顶升梁上打孔，绑扎钢带，安置钢扁担梁，以相邻跨梁体为支撑基础，配合顶升设备，抬升梁体。一、支座的更换方法一、支座的更换方法扁型千斤顶法 一、支座的更换方法一、支座的更换方法扁型千斤顶法 机具设备很少，成本低廉；工序简单，施工快速，中断交通时间很短；对桥下场所无要求，适用于多种桥梁类型。由于扁型千斤顶的特殊构造，导致其行程较短，可能需要多次顶升才能到位。把超薄的液压千斤顶安放在主梁与盖梁的狭小的空间内，直接顶升
8、梁体。一、支座的更换方法一、支座的更换方法 上述六种桥梁支座更换方法各自有不同的优缺点，适应不同的环境，更换方法上各有长处。现针对高墩简支转连续梁桥提出三种新的支座更换方法：钢蝴蝶梁法、钢套箍法和气囊顶生法。一、支座的更换方法一、支座的更换方法钢蝴蝶梁法 一、支座的更换方法一、支座的更换方法钢蝴蝶梁法 充分利用盖梁这个平台，施工方便，无大型机具设备；对环境的适应能力很强，不受河床地质、桥下水深和桥梁高度的限制。要求盖梁较为宽大能安放液压千斤顶且千斤顶数量较多。支撑位置在盖梁上，通过液压千斤顶顶升蝴蝶梁的翅梁来提升梁体。一、支座的更换方法一、支座的更换方法钢套箍法 一、支座的更换方法一、支座的更
9、换方法钢套箍法 充分利用桥梁本身的结构，可以通过增长钢套箍的长度提高其承载能力，对环境的适应能力很强，不受河床地质、桥下水深和桥梁高度的限制。要求盖梁较为宽大能安放液压千斤顶且千斤顶数量较多。通过圆箍与桥墩混凝土之间的摩擦力提供竖向支撑，放置液压千斤顶顶升梁体。一、支座的更换方法一、支座的更换方法气囊顶升法 用集群气囊替换液压千斤顶，上述所有支座更换方法只要用气囊取代千斤顶都可以称之为气动顶升法。起重量不受限制，通过气动提升系统的扩展组合，能满足百吨级甚至千吨级桥梁构件的顶升；同步控制，安全受控；可操作性好，气动提升系统体积大，重量轻；顶升过程平稳，无附加冲击载荷；对顶升的基础要求低，特别适合
10、临时预制构件的工程；有利于保护桥梁构件，采用分布荷载，避免了液压起重的集中载荷。二、关于梁体的顶升国内代表性桥梁顶升工程浙赣线玉山下镇跨线桥浙赣线玉山下镇跨线桥二、关于梁体的顶升国内代表性桥梁顶升工程甬金高速公路澄潭江大桥甬金高速公路澄潭江大桥 二、关于梁体的顶升国内代表性桥梁顶升工程开阳高速公路某桥开阳高速公路某桥 二、关于梁体的顶升国内代表性桥梁顶升工程天津海河北安桥天津海河北安桥 二、关于梁体的顶升顶升设备 即上述各种支撑平台（钢蝴蝶梁、钢套箍、利用桥梁本身结构等）。支撑体系 监测控制系统 多液压缸同步控制系统 二、关于梁体的顶升顶升设备二、关于梁体的顶升顶升设备二、关于梁体的顶升高墩、
11、多跨连续梁桥的梁体顶升问题高墩、多跨连续梁桥的梁体顶升问题支撑体系鞍型支架鞍型支架钢蝴蝶梁钢蝴蝶梁钢套箍钢套箍二、关于梁体的顶升高墩、多跨连续梁桥的梁体顶升问题高墩、多跨连续梁桥的梁体顶升问题纵纵向向单单点点逐逐墩墩顶顶升升三、支座更换的施工控制顶升工况安全评估 顶升过程需施行交通管制，因此在控制截面顶升过程需施行交通管制，因此在控制截面顶升效应可与活载效应比较来评估桥梁的安全性，顶升效应可与活载效应比较来评估桥梁的安全性，只要顶升效应不大于活载效应，理论上就可以认只要顶升效应不大于活载效应，理论上就可以认为顶升不会对桥梁结构产生不利的影响。为顶升不会对桥梁结构产生不利的影响。湿接缝上缘 湿接
12、缝下缘 为实测应力值，可用应变片直接测量；为实测应力值，可用应变片直接测量；为控制应力；为控制应力；为控制安全系数，根据现场勘察桥梁结构状态确定，通常取为控制安全系数，根据现场勘察桥梁结构状态确定，通常取1 1；为湿接缝监测截面上缘活载效应应力值，有限元计算得到；为湿接缝监测截面上缘活载效应应力值，有限元计算得到；为活载计算准确系数，通常取为活载计算准确系数，通常取1 1；为混凝土为容用拉应力，根据材料性质决定为混凝土为容用拉应力，根据材料性质决定;为成桥计算准确系数，通常取为成桥计算准确系数，通常取1;1;为成桥阶段湿接缝监测截面下缘应力值；为成桥阶段湿接缝监测截面下缘应力值；三、支座更换的施工控制一种实用的应力控制标准支座更换技术的发展趋势 施工操作简单化施工操作简单化 施工设备自动化施工设备自动化 施工控制高精度化施工控制高精度化