CN105442461A - 空心板式桥梁空心板的顶升方法及在支座脱空处理中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁单跨跨径在20m以内的空心板式桥梁空心板的顶升方法，其特征是它包括⑴计算顶升位移量、⑵设备安装和⑶顶升步骤，本发明顶升时，采用各千斤顶同时逐步顶升，每次顶升位移量为0.2㎜～0.3㎜，顶升过程中保证各千斤顶位移量一致，使各空心板在顶升过程中受力均匀；在支座脱空处理中应用时，顶升位移量很小，对桥梁结构整体性影响小，防止顶升过程中的桥面开裂；具有施工方法简易，施工速度快，施工周期短，费用较低，经济合理等特点，可防止新处理的支座受力不平衡，经济效果十分明显，具有广阔的市场前景。

Description

空心板式桥梁空心板的顶升方法及在支座脱空处理中的应用

技术领域

本发明涉及一种空心板式桥梁，具体地说是一种空心板式桥梁空心板的顶升方法及在支座脱空处理中的应用，特别是涉及一种桥梁单跨跨径在20m以内的空心板式桥梁空心板的顶升方法及在支座脱空处理中的应用。

背景技术

随着经济的发展，公路、铁路、桥梁已成为现代社会快速发展的一个重要标志，尤其是桥梁设施，已成为现代交通中不可缺少的一部分。据不完全统计，中国现有各类桥梁数量约50万余座，每年开工建设的桥梁约1万余座。如此庞大的数量，在带给我们便捷交通的同时，也产生了许多急需解决的问题，其中支座问题便是最棘手的问题。

支座是桥梁结构非常重要的组成部分，承载着桥梁上、下结构的连接和传力的作用，是将桥梁上部荷载传递到桥墩的可靠装置。在桥梁中，支座大体可分为板式支座、盆式支座以及球形支座三类，其中板式支座是目前应用最广泛的。但是支座安装质量问题一直是困扰行业的一个普遍问题，尤其是支座脱空问题，据保守估计，现在桥梁上安装的板式支座，大约有70﹪左右的都存在不同程度的支座脱空问题，支座脱空已成为桥梁安全使用过程中急需解决的一个问题。

引起支座脱空的原因如下:1.预制构件尺寸存在偏差以及安装过程中存在误差，如支座垫石高度不符合要求、预制梁梁底支承面不平整、支座垫石位置安装偏差等。2.一般来说，对于空心板式桥梁，其下支座不只一两个，单块空心板就有四个板式支座，而每跨桥梁是由多块空心板组成，具体数量由桥面宽度决定。通常情况下，每跨桥梁会同时存在十几甚至几十个板式支座，而在施工过程中要想保证所有这些支座的实际标高与设计标高一致是非常困难的，往往在施工过程中，就已经出现支座受力不均，存在不同程度的脱空。3.施工过程中，支座安装控制工艺水平本来就存在误差，这是客观存在的，控制工艺水平的高低，影响支座脱空的产生。支座脱空将使桥梁出现受力不均匀现象，改变结构的原有受力状态，板间铰缝应力急剧增大，在桥面荷载作用下可能导致铰缝开裂甚至破坏桥面的整体性，使空心板单板受力和进一步的病害发生，降低结构的使用寿命。

目前，国内为解决支座脱空，通常的做法有：1.使用楔形钢板打入空隙。这一方法通常很容易对支座造成损害，而且打入的力量很难控制的均匀，使得处理后的支座处于新的不平衡受力状态。且打入的钢板在车辆荷载的作用下容易滑动，失去对脱空支座的处理作用。2.整体顶升支座更换法。这种方法存在三个缺陷。一是整体顶升法以千斤顶的顶升力控制顶升，所有千斤顶都连接到同一个油压槽，顶升时千斤顶同步顶升且顶升力大小相同，对于受荷作用不同的板块，在相同顶升力的作用下位移是不一样的，这样相邻板块会产生位移差，产生应力突变，使桥面产生复杂的应力变化，很可能在顶升的过程中使桥面开裂，破坏桥梁结构的整体性；二是整体顶升需要的千斤顶的数量比较多，通常每块板下都要放置多个千斤顶，设备运输管理难度大，费用比较昂贵，造成资源的不必要浪费，对于普通的桥梁维护来说不经济；三是整体顶升施工速度慢，施工周期长，对交通的影响较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种桥梁单跨跨径在20m以内的空心板式桥梁空心板的顶升方法及在支座脱空处理中的应用。

本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种空心板式桥梁空心板的顶升方法，它包括下列步骤：

⑴计算顶升位移量：计算需顶升空心板下支座理论受力大小，根据支座的弹性模量及受力面积计算支座在桥梁自重作用下的变形量，该变形量即需顶升空心板的设定顶升位移量；

⑵设备安装：每块空心板对应安装一个千斤顶和位移计，根据各空心板不同的顶升力，将相应的千斤顶布置在空心板的肋梁下，千斤顶均设在各空心板的同一端，并与支座布置在空心板的同一长度方向，相邻千斤顶之间的间距相等，并布置在空心板的同一宽度方向上，位移计布置在空心板同一端的两支座中间，并与千斤顶在空心板的同一宽度方向上；

⑶顶升：在顶升控制系统控制下，各千斤顶同时逐步顶升，每次顶升位移量为0.2㎜～0.3㎜，每顶升一次观察相邻空心板板间的位移差，各千斤顶位移量由对应的位移计控制，直至各空心板顶升至设定顶升位移量；顶升过程中保证各千斤顶位移量一致，使各空心板在顶升过程中受力均匀。

本发明所述千斤顶顶部设置有顶升钢板，顶升钢板与空心板底面平行紧贴，保证顶升过程中空心板受力均匀。

本发明所述空心板的长度小于等于20m。

一种上述空心板式桥梁空心板的顶升方法在支座脱空处理中的应用。

本发明所述空心板式桥梁空心板的顶升方法在支座脱空处理中的应用，它包括下列步骤：

⑴计算顶升位移量：计算发生支座脱空的空心板下支座其相邻空心板下支座的理论受力大小，根据各支座的弹性模量及受力面积计算脱空支座及支座的变形量，脱空支座的变形量即发生支座脱空的空心板及相邻空心板的设定顶升位移量；

⑵设备安装：发生支座脱空的空心板与相邻的空心板每块安装一个千斤顶和位移计，根据不同的顶升力，将相应的千斤顶布置在支座脱空的空心板与相邻的空心板同一端的肋梁下，设置在支座脱空的空心板下的千斤顶与脱空支座布置在空心板的同一长度方向，设置在相邻的空心板下的千斤顶与支座布置在空心板的同一长度方向，相邻千斤顶之间的间距相等，并布置在空心板的同一宽度方向上，位移计布置在空心板同一端的两支座中间，并与千斤顶在空心板的同一宽度方向上；

⑶顶升：在顶升控制系统控制下，各千斤顶同时逐步顶升，每次顶升位移量为0.2㎜～0.3㎜，每顶升一次观察发生支座脱空的空心板与相邻的空心板板间的位移差，各千斤顶位移量由对应的位移计控制，直至发生支座脱空的空心板与相邻的空心板顶升至设定顶升位移量；顶升过程中保证各千斤顶位移量一致，使各空心板在顶升过程中受力均匀；

⑷支座处理：顶升至设定顶升位移量后，进行支座脱空处理；处理完成后，同时卸载千斤顶，使各支座与相应空心板紧密贴合；

⑸重复步骤⑴～⑷，进行下一个脱空支座的处理。

由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，具有施工方法简易，顶升位移量很小，对桥梁结构整体性影响小，防止顶升过程中的桥面开裂；应用于空心板式桥梁支座脱空的处理时，具有施工速度快，施工周期短，费用较低，经济合理等特点，可防止新处理的支座受力不平衡，经济效果十分明显，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1千斤顶位置布置示意图；

图3为本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

一种空心板式桥梁空心板的顶升方法，它包括下列步骤：

⑴计算顶升位移量：计算需顶升空心板下支座理论受力大小，根据支座的弹性模量及受力面积计算支座在桥梁自重作用下的变形量，该变形量即需顶升空心板的设定顶升位移量；

⑵设备安装：每块空心板对应安装一个千斤顶和位移计，根据各空心板不同的顶升力，将相应的千斤顶布置在空心板的肋梁下，千斤顶均设在各空心板的同一端，并与支座布置在空心板的同一长度方向，相邻千斤顶之间的间距相等，并布置在空心板的同一宽度方向上，位移计布置在空心板同一端的两支座中间，并与千斤顶在空心板的同一宽度方向上；

⑶顶升：在顶升控制系统控制下，各千斤顶同时逐步顶升，每次顶升位移量为0.2㎜～0.3㎜，每顶升一次观察相邻空心板板间的位移差，各千斤顶位移量由对应的位移计控制，直至各空心板顶升至设定顶升位移量；顶升过程中保证各千斤顶位移量一致，使各空心板在顶升过程中受力均匀。

本发明所述千斤顶顶部设置有顶升钢板，顶升钢板与空心板底面平行紧贴，保证顶升过程中空心板受力均匀。

本发明所述空心板的长度小于等于20m。

一种上述空心板式桥梁空心板的顶升方法在支座脱空处理中的应用。

本发明所述空心板式桥梁空心板的顶升方法在支座脱空处理中的应用，它包括下列步骤：

⑴计算顶升位移量：计算发生支座脱空的空心板下支座其相邻空心板下支座的理论受力大小，根据各支座的弹性模量及受力面积计算脱空支座及支座的变形量，脱空支座的变形量即发生支座脱空的空心板及相邻空心板的设定顶升位移量；

⑵设备安装：发生支座脱空的空心板与相邻的空心板每块安装一个千斤顶和位移计，根据不同的顶升力，将相应的千斤顶布置在支座脱空的空心板与相邻的空心板同一端的肋梁下，设置在支座脱空的空心板下的千斤顶与脱空支座布置在空心板的同一长度方向，设置在相邻的空心板下的千斤顶与支座布置在空心板的同一长度方向，相邻千斤顶之间的间距相等，并布置在空心板的同一宽度方向上，位移计布置在空心板同一端的两支座中间，并与千斤顶在空心板的同一宽度方向上；

⑶顶升：在顶升控制系统控制下，各千斤顶同时逐步顶升，每次顶升位移量为0.2㎜～0.3㎜，每顶升一次观察发生支座脱空的空心板与相邻的空心板板间的位移差，各千斤顶位移量由对应的位移计控制，直至发生支座脱空的空心板与相邻的空心板顶升至设定顶升位移量；顶升过程中保证各千斤顶位移量一致，使各空心板在顶升过程中受力均匀；

⑷支座处理：顶升至设定顶升位移量后，进行支座脱空处理；处理完成后，同时卸载千斤顶，使各支座与相应空心板紧密贴合；

⑸重复步骤⑴～⑷，进行下一个脱空支座的处理。

由图1、图2可知，本发明操作时，首先找到脱空支座2，对脱空支座2进行详细测量，确定其脱空深度及高度，计算脱空面积及受力面积；假设每个支座5都均匀受力，通过计算桥梁自重作用下每个支座5理论受力大小，根据支座5的弹性模量及受力面积估算支座在承受相应荷载时将产生的变形量，该变形量即发生支座脱空的空心板3及相邻空心板3的设定顶升位移量，即千斤顶4的设定顶升位移量。

本实施例所述空心板式桥梁桥宽为12.5m，单跨跨径为16m，布置有9块空心板3。根据桥面现浇层1、空心板3等重量，计算得脱空支座2的变形量为0.6㎜，确定千斤顶的设定顶升位移量为0.6㎜。

第二步，根据不同的顶升力，将相应的千斤顶4布置在空心板3的肋梁下，千斤顶4最大顶升力应大于2倍支座5受力荷载，放置千斤顶4的盖梁7表面应该处理平整，使其能够放置稳定，保证在顶升过程中不会发生偏移，千斤顶4上部放置顶升钢板，使顶升时空心板3受力均匀。

本实施例在发生支座脱空的空心板3与两侧相邻的空心板3每个安装一个千斤顶4和位移计6，千斤顶4布置在支座脱空的空心板3与相邻的空心板3同一端的肋梁下，即脱空支座2一端；一个千斤顶4设置在支座脱空的空心板3下，与脱空支座2布置在空心板3的同一长度方向，另二个千斤顶4分别设置在相邻的空心板3下，并与支座5布置在空心板3的同一长度方向。相邻千斤顶4之间的间距相等，位移计6布置在空心板3同一端的两支座5中间，并与千斤顶4在空心板3的同一宽度方向上。

第三步，在顶升控制系统控制下，各千斤顶4同时逐步顶升，每次顶升位移量为0.2㎜～0.3㎜，每顶升一次观察发生支座5脱空的空心板3与相邻的空心板板间的位移差，各千斤顶4位移量由对应的位移计6控制，直至发生支座脱空的空心板3与相邻的空心板3顶升至设定顶升位移量。

本实施例通过顶升控制系统，先将千斤顶4顶升至与空心板3接触，然后分阶段同时逐步顶升至设定顶升位移量，本实施例设定顶升位移量为0.6㎜，顶升位移量由位移计6读数控制，每顶升一次观察各相邻板间的位移差，保证在顶升的过程中，混凝土桥面不开裂，防止混凝土开裂，破坏桥梁的整体性，给桥梁结构带来损害甚至造成经济损失。

第四步，顶升至设定顶升位移量后，在脱空支座2下加塞钢板，钢板的规格由顶升位移量和脱空支座2的脱空距离确定。不断加塞钢板使脱空支座2与空心板3底部紧密接触，加塞的过程中注意脱空支座2的位置偏差；加塞完毕后，采取抗滑移措施，使新加塞的钢板与脱空支座2的座板紧密连在一起。对于生锈的钢板进行除锈措施，防止脱空支座2进一步的病害损伤，以提高处理后的脱空支座2的使用寿命。处理完成后，为防止千斤顶4卸载过程中空心板3受力不均，采取所有千斤顶4同时卸载，卸载完毕，脱空支座2受力大小为理论承载荷载，脱空支座2的压缩变形量即顶升位移量，因此，脱空支座2与上部空心板3紧密贴合，与其他支座5一起均匀受力。

重复上述步骤，进行下一个脱空支座2的处理。

本发明原理简单，施工方法简便，施工过程中主要涉及的设备器材是液压油缸千斤顶、不锈钢钢板、位移计等工具。设备器材用量少，对桥梁结构损伤影响小，而且施工速度快，施工周期短，可有效解决空心板式桥梁支座脱空的处理，防止新处理的支座受力不平衡，经济效果十分明显，具有广阔的市场前景。

实施例2：

由图3可知，脱空支座2对应的空心板3位于桥梁的最外侧，操作时，经过计算，脱空支座2的变形量为0.8㎜，确定千斤顶4的设定顶升位移量为0.8㎜。将一个千斤顶4设置在支座脱空的空心板3下，与脱空支座2布置在空心板3的同一长度方向，另一个千斤顶4设置在相邻的空心板3下，与支座5布置在空心板3的同一长度方向。

操作余同实施例1。

Claims (5)

1.一种空心板式桥梁空心板的顶升方法，其特征是它包括下列步骤：

⑴计算顶升位移量：计算需顶升空心板下支座理论受力大小，根据支座的弹性模量及受力面积计算支座在桥梁自重作用下的变形量，该变形量即需顶升空心板的设定顶升位移量；

⑵设备安装：每块空心板对应安装一个千斤顶和位移计，根据各空心板不同的顶升力，将相应的千斤顶布置在空心板的肋梁下，千斤顶均设在各空心板的同一端，并与支座布置在空心板的同一长度方向，相邻千斤顶之间的间距相等，并布置在空心板的同一宽度方向上，位移计布置在空心板同一端的两支座中间，并与千斤顶在空心板的同一宽度方向上；

⑶顶升：在顶升控制系统控制下，各千斤顶同时逐步顶升，每次顶升位移量为0.2㎜～0.3㎜，每顶升一次观察相邻空心板板间的位移差，各千斤顶位移量由对应的位移计控制，直至各空心板顶升至设定顶升位移量；顶升过程中保证各千斤顶位移量一致，使各空心板在顶升过程中受力均匀。

2.根据权利要求1所述空心板式桥梁空心板的顶升方法，其特征是所述千斤顶顶部设置有顶升钢板，顶升钢板与空心板底面平行紧贴，保证顶升过程中空心板受力均匀。

3.根据权利要求2所述空心板式桥梁空心板的顶升方法，其特征是所述空心板的长度小于等于20m。

4.一种如权利要求1或2或3所述空心板式桥梁空心板的顶升方法在支座脱空处理中的应用。

5.根据权利要求4所述空心板式桥梁空心板的顶升方法在支座脱空处理中的应用，其特征是它包括下列步骤：

⑴计算顶升位移量：计算发生支座脱空的空心板下支座其相邻空心板下支座的理论受力大小，根据各支座的弹性模量及受力面积计算脱空支座及支座的变形量，脱空支座的变形量即发生支座脱空的空心板及相邻空心板的设定顶升位移量；

⑵设备安装：发生支座脱空的空心板与相邻的空心板每块安装一个千斤顶和位移计，根据不同的顶升力，将相应的千斤顶布置在支座脱空的空心板与相邻的空心板同一端的肋梁下，设置在支座脱空的空心板下的千斤顶与脱空支座布置在空心板的同一长度方向，设置在相邻的空心板下的千斤顶与支座布置在空心板的同一长度方向，相邻千斤顶之间的间距相等，并布置在空心板的同一宽度方向上，位移计布置在空心板同一端的两支座中间，并与千斤顶在空心板的同一宽度方向上；

⑶顶升：在顶升控制系统控制下，各千斤顶同时逐步顶升，每次顶升位移量为0.2㎜～0.3㎜，每顶升一次观察发生支座脱空的空心板与相邻的空心板板间的位移差，各千斤顶位移量由对应的位移计控制，直至发生支座脱空的空心板与相邻的空心板顶升至设定顶升位移量；顶升过程中保证各千斤顶位移量一致，使各空心板在顶升过程中受力均匀；

⑷支座处理：顶升至设定顶升位移量后，进行支座脱空处理；处理完成后，同时卸载千斤顶，使各支座与相应空心板紧密贴合；

⑸重复步骤⑴～⑷，进行下一个脱空支座的处理。