CN110230271A - 桥梁偏压位移后加固复位施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了桥梁偏压位移后加固复位施工方法，采用施工逆作叫承台的方式对原有承台加固处理，在逆作加厚承台加固的四周补桩并施工外包承台；将原承台与逆作加厚承台连接；利用多点同步顶升控制系统及摩阻自平衡顶推平移联动装置对箱梁顶升，横向平移复位梁体，更换失效支座，解除顶升回落梁体，完成梁体复位施工。本发明的有益效果是：本发明采用摩擦阻力平衡水平反力的原理，无需施工反力台和反力架，有效提高了施工效率，降低施工成本；本发明采用自密实微膨胀混凝土及注浆加固技术确保了逆作加厚承台与原承台混凝土有效连接；本发明与现有技术相比不需要对原有的所有支座进行跟换，有效的节约施工工期，降低施工成本，安全可靠。

Description

桥梁偏压位移后加固复位施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体的说，是桥梁偏压位移后加固复位施工方法。

背景技术

随着铁路建设事业的迅猛发展，一大批结构新颖、技术复杂、设计和施工难度大及科技含量高的大跨径桥梁建成，然而在建设过程中墩身及桥梁由于外力原因发生位移的情况时有发生；现有技术采用凿除轨道板再继续施工，这种施工方法施工繁琐，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供桥梁偏压位移后加固复位施工方法，采用摩擦阻力平衡水平反力的原理，无需施工反力台和反力架，有效提高了施工效率，降低施工成本。

本发明通过下述技术方案实现：桥梁偏压位移后加固复位施工方法，采用施工逆作叫承台的方式对原有承台加固处理，在逆作加厚承台加固的四周补桩并施工外包承台；将原承台与逆作加厚承台连接；利用多点同步顶升控制系统及摩阻自平衡顶推平移联动装置对箱梁顶升，横向平移复位梁体，更换失效支座，解除顶升回落梁体，完成梁体复位施工。

进一步地，为了更好的实现本发明，具体包括以下步骤：

步骤S1：设置原结构物测点；

步骤S2：采用施工逆作叫承台对原承台加固进行处理；

步骤S3：在逆作加厚承台四周施工外包承台；

步骤S4：箱梁顶升，梁体复位。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：对原承台范围内的土体开挖，凿除原承台混凝土垫层；

步骤S22：对原承台桩基中裂缝宽度大于0.2mm进行处理；

步骤S23：对原承台植筋；

步骤S24：垫层施工，逆作加厚承台钢筋绑扎、型钢安装以及注浆管预埋；

步骤S25：逆作加厚承台混凝土浇筑。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S22具体是指：对原承台底以下的桩身裂缝查找，对于裂缝宽度大于0.2mm的裂纹处凿除钢筋保护层；对于深部裂纹采用化学灌浆修补。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S22中的化学灌浆修补具体包括以下步骤：

步骤S221：清除裂缝表面的污物，将裂缝两侧50mm范围内清理干净并保持干燥；

步骤S222：采用封缝胶封闭混凝土裂缝；

步骤S223：沿裂缝两侧交错钻孔并对孔除尘，孔的间距不大于30cm；

步骤S224：安装注浆嘴并进行注浆；

步骤S225：将环氧树脂和水泥浆按照1：1的比例调匀，采用高压注浆泵由低处向高处注入。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S24具体是指：在垫层强度达到设计强度的75％后进行钢筋绑扎，其中底层承台钢筋网片与桩身钢筋焊接，逆作加厚承台钢筋与原承台所植入的钢筋焊接，并预留后续与外包承台连接的钢筋和型钢；注浆管采用φ32带孔的钢质注浆管，注浆管安装在原承台与逆作加厚承台之间，其中注浆管带孔的一侧朝向原承台，注浆管紧贴原承台的底面进行布置；型钢设置在逆作加厚承台钢筋与原承台。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S3具体是指：采用人工挖孔配合冲击钻成孔、导管浇筑水下混凝土成桩；安装承台钢筋，与既有承台植筋连接并浇筑无收缩混凝土，基坑回填。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S4具体包括以下步骤：

步骤S41：顶升平移准备；确定平移范围，将钢轨解锁；

步骤S42：千斤顶布置；在每个支座的侧面设置千斤顶和平移装置；所述千斤顶包括竖向千斤顶和水平千斤顶；所述竖向千斤顶的额定顶升能力不小于支座竖向反力的两倍；竖向千斤顶布置紧靠垫石，布置在支座周围；

步骤S43：位移计、应变片安装；在每个墩台上均布置两台竖向位移计和一台横向位移计；所述位移计的型号为NS-WY06和MPZ-S-P-500-ABZ；所述应变片安装在各跨的跨中、1/4跨三个部位安装；

步骤S44：顶升、平移；具体是指：对桥梁整体顶升3-5mm，使支座与梁体分开，然后进行平移；

步骤S441：拆除固定支座顶部螺栓，竖向顶升3mm，检查各设备工作正常，结构无损伤，拆除支座的横向约束；

步骤S442：平移桥墩5mm，检查各设备工作正常，结构无损伤；

步骤S443：再次平移该桥墩，直至仅剩5mm；

步骤S444：同步平移其他桥墩；

步骤S45：支座更换。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明采用摩擦阻力平衡水平反力的原理，无需施工反力台和反力架，有效提高了施工效率，降低施工成本；

(2)本发明采用自密实微膨胀混凝土及注浆加固技术确保了逆作加厚承台与原承台混凝土有效连接；

(3)本发明与现有技术相比不需要对原有的所有支座进行跟换，有效的节约施工工期，降低施工成本，安全可靠。

附图说明

图1为本发明的工作流程图；

图2本发明中摩阻自平衡顶升的原理图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

本发明通过下述技术方案实现，如图1、图2所示，桥梁偏压位移后加固复位施工方法，采用施工逆作加厚承台的方式对原有承台加固处理，在逆作加厚承台加固的四周补桩并施工外包承台；将原承台与逆作加厚承台连接；利用多点同步顶升控制系统及摩阻自平衡顶推平移联动装置对箱梁顶升，横向平移复位梁体，更换失效支座，解除顶升回落梁体，完成梁体复位施工。

需要说明的是，通过上述改进，桥梁逆作加厚承台基础加固处理将桩基损伤部分包在逆作加厚承台内，使桩基上端开裂受损端与逆作加厚承台连成整体，不再作为桩基而作为承台受力，在逆作加厚承台四周补桩后施工外包承台，增强了基础的水平抵抗力。为确保新旧承台之间的密贴，通过安放型钢及植筋方式使得承台之间相互连接，改善承台受力；在逆作加厚承台与原承台接触面预埋注浆管，自密实无收缩混凝土浇筑，接触面处压浆，确保逆作加厚承台与原承台的混凝土有效连接。

如图2所示，采用同步控制顶升摩阻自平衡的远离进行梁体复位施工，依靠摩阻自平衡的竖向千斤顶和一个水平放置的水平千斤顶构成顶推联动装置，墩台与梁体在竖向千斤顶之间仅受一对大小相等、方向相反的摩擦力，墩台和梁体均不受附加外力；竖向千斤顶摩擦阻力自平衡水平千斤顶的顶推返利，从而避免施工反力装置完成梁体平移复位；两个竖向千斤顶升使得箱梁与桥墩脱离。水平千斤顶；两端顶住竖向千斤顶，根据不同接触摩阻系数的差异，每个竖向千斤顶设置一个滑动面和一个伪固定面。

所述滑动面由聚四氟乙烯滑板和不锈钢板组成，摩擦系数稳定，在20MPa的压应力下，摩擦系数在1％。为了保证足够的平移能力，摩擦系数采用3％，并依据该系数进行其他配置。采用滑动面有效的减小了平移施工对原结构的损伤，增强了结构平移的安全性。

摩阻自平衡顶升的原理，如图2所示，是一对方向相反、大小相等的摩擦力，在均匀缓慢的顶推过程中，桥墩不受外力作用，对桥墩的安全能够有效的保证。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，进一步地，为了更好的实现本发明，具体包括以下步骤：

步骤S1：设置原结构物测点；

步骤S2：采用施工逆作叫承台对原承台加固进行处理；具体包括以下步骤：

步骤S21：对原承台范围内的土体开挖，凿除原承台混凝土垫层；

步骤S22：对原承台桩基中裂缝宽度大于0.2mm进行处理；

步骤S23：对原承台植筋；具体是指：

(1)清理桩身及原有承台底部，人工采用电镐凿毛，露出新鲜混凝土面积不小于75％。

(2)钻孔：采用冲击钻按照设计位置和孔径打孔，成孔直径及锚固深度符合设计要求。

(3)清孔：使用吹风机和毛刷将孔径清理干净。

孔壁化学处理：用上述方法清除后，在灌胶前，用丙酮或酒精清洗一遍，达到孔壁无灰尘、无油污、无有机杂质。

清理后的孔壁用丝棉将洞口塞紧，避免其它杂物进入，保持孔壁干燥。

(4)钢筋处理：钢筋表面处理，用电动钢丝刷或人工钢丝刷，清除钢筋表面的锈蚀，用两酮或酒精清除表面油污及灰尘。按照设计规定进行钢筋下料。

(5)配胶：胶的饱满程度及基材干燥程度直接影响锚固力的大小，所以配胶是一道关键程序；具体包括以下步骤：取洁净容器和称重衡器：量锚固料重量16％左右的干净水和锚固料一起搅拌均匀，由于锚固料会越搅越稀，所以搅拌到料干稀均匀、无流动性、用手能据成条即可，搓成条的铺团料塞进孔内，塞满直至孔底。钢筋旋转着插入，使钢筋和孔壁间的空隙都填满锚固料，挤出的材料可搓成条再用，锚图料要随用随拌，搅拌好的材料最好在20min之内用完，以免浪费。

(6)植筋：插入钢筋时，将钢筋旋转插入孔内，直至孔底，在轻敲钢筋，使胶与钢筋表面接触更紧密。

(7)固定养护：钢筋插入后，常温24h内禁止扰动钢筋，避免影响植筋效果，72小时后即可受力。

步骤S24：垫层施工，逆作加厚承台钢筋绑扎、型钢安装以及注浆管预埋；

步骤S25：逆作加厚承台混凝土浇筑。由于需要浇筑的逆作加厚承台面积大，钢筋布置较密，不易施工，为保证混凝土施工质量，混凝土采用自流平自密实无收缩混凝土。自流平自密实无收缩混凝土具有高流动性、均匀性和稳定性，浇筑时无需外力振捣，能够在自重作用下留到并充满模板空间。

所述自密实无收缩混凝土的配合比为：水泥：粉煤灰：矿渣粉：砂：减水剂：膨胀剂：水＝294：147：49：879：780：4.9：39：168。

所述自密实无收缩混凝土的拌合物检测指标为：

坍落度扩展值为620mm，TS500时间为4S，水胶比：0.34，胶凝材料用量：490kg/m³，砂率：0.47，坍落度经时损失：+30mm，含气量：2.8％，混凝土56d抗压强度：45.7MPa。

步骤S3：在逆作加厚承台四周施工外包承台；

步骤S4：箱梁顶升，梁体复位。具体是指：利用多点顶升控制系统及摩阻自平衡顶推平移联动装置对箱梁进行顶升，横向平移复位梁体，更换失效支座，解除顶升回落梁体，完成梁体复位施工。

需要说明的是，通过上述改进，采用人工挖除原承台下桩基受损范围段桩间土，浇筑C20混凝土垫层，对原承台下表面及受损范围的桩身表面进行凿毛并清理干净；在原承台下表面安装注浆管，安装逆作加厚承台钢筋和型钢并预留外包承台的接茬钢筋，安装模板并进行逆作加厚承台混凝土浇筑，并在新旧混凝土结合面间进行注浆。

自密实无收缩混凝土解决了混凝土浇筑振捣不密实的问题。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，所述步骤S22具体是指：对原承台底以下的桩身裂缝查找，对于裂缝宽度大于0.2mm的裂纹处凿除钢筋保护层；对于深部裂纹采用化学灌浆修补，修补设备采用高压化学灌浆机；采用黏度低、强度高的改性环氧树脂进行裂纹表面封闭和内部注浆加固。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S22中的化学灌浆修补具体包括以下步骤：

步骤S221：清除裂缝表面的污物，将裂缝两侧50mm范围内清理干净并保持干燥；

步骤S222：采用封缝胶封闭混凝土裂缝；由人工采用灰刀沿裂纹刮封缝胶，刮层宽度为3-4cm，厚度不大于5mm，施工中避免产生小孔和气泡，确保裂纹封死。

步骤S223：沿裂缝两侧交错钻孔并对孔除尘，孔的间距不大于30cm；

步骤S224：安装注浆嘴并进行注浆；具体是指：安装膨胀针头，拧紧，使珠江最周围与钻孔之间无空隙；在注浆前要对密封质量检查，首先将压缩空气注入注浆嘴，相邻注浆嘴应有空气吹出，然后将相邻注浆嘴堵住，将压缩空气注入注浆嘴，检查有无漏气现象；若出现漏气部位，重新进行封闭。

步骤S225：将环氧树脂和水泥浆按照1：1的比例调匀，采用高压注浆泵由低处向高处注入。注浆时采用保压注浆工艺，首先将高压注浆泵与注浆嘴连接，初始压力设置在0.2MPa，启动注浆泵，注浆压力在1.5～2MPa，直至注浆完成。

步骤S226：表面清理。拆除注浆嘴，进行表面打磨，清理注浆部位，确保混凝土面平整、光洁、美观。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，所述步骤S24具体是指：在垫层强度达到设计强度的75％后进行钢筋绑扎，其中底层承台钢筋网片与桩身钢筋焊接，逆作加厚承台钢筋与原承台所植入的钢筋焊接，并预留后续与外包承台连接的钢筋和型钢；注浆管采用φ32带孔的钢质注浆管，注浆管安装在原承台与逆作加厚承台之间，其中注浆管带孔的一侧朝向原承台，做好注浆孔的保护，以免浇筑混凝土浆液进入注浆管内部；注浆管紧贴原承台的底面进行布置；型钢设置在逆作加厚承台钢筋与原承台。

需要说明的是，通过上述改进，所述型钢采用I36a。型钢起到连接新旧承台、改善整体受力的作用，加强了逆作加厚承台与外包承台的连接及逆作架构承台下部抗弯矩能力。

以注浆的方式使得新旧承台形成一个整体，同时有效的预防逆作加厚承台浇筑不饱满不密贴的问题。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，所述步骤S4具体包括以下步骤：

步骤S41：顶升平移准备；确定平移范围、将钢轨解锁；平移的范围的确定即为确定梁体各墩柱之间需要复位的位移；平移之前，应先对平移区域内的伸缩缝两侧的钢轨进行解锁，即解除扣件对钢轨的约束，使该段梁体能够自由横向移动，不受相邻非平移梁体的约束，避免对相邻的轨道和梁体产生不利影响。

现场千斤顶的选择：现场千斤顶的最大额定油压为70MPa，实际工作时，千斤顶的油压小于35MPa，千斤顶的外观底面积为39300mm²，油缸面积为21428mm²，则千斤顶的底面的压应力为35*21428/39300＝19MPa，满足C40混凝土的局部受压要求，局部受压安全。

步骤S42：千斤顶布置；在每个支座的侧面设置千斤顶和平移装置；所述千斤顶包括竖向千斤顶和水平千斤顶；所述竖向千斤顶的额定顶升能力不小于支座竖向反力的两倍；竖向千斤顶布置紧靠垫石，布置在支座周围；

步骤S43：位移计、应变片安装；在每个墩台上均布置两台竖向位移计和一台横向位移计；所述位移计的型号为NS-WY06和MPZ-S-P-500-ABZ；所述应变片安装在各跨的跨中、1/4跨三个部位安装；对于桥墩的竖向位移监控，采用在每个桥墩上布置3个百分表的方式实时监控竖向位移，

步骤S44：顶升、平移；具体是指：对桥梁整体顶升3-5mm，使支座与梁体分开，然后进行平移；

步骤S441：拆除固定支座顶部螺栓，竖向顶升3mm，检查各设备工作正常，结构无损伤，拆除支座的横向约束；

步骤S442：平移桥墩5mm，检查各设备工作正常，结构无损伤；

步骤S443：再次平移该桥墩，直至仅剩5mm；

步骤S444：同步平移其他桥墩；

步骤S45：支座更换。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.桥梁偏压位移后加固复位施工方法，其特征在于：采用施工逆作叫承台的方式对原有承台加固处理，在逆作加厚承台加固的四周补桩并施工外包承台；将原承台与逆作加厚承台连接；利用多点同步顶升控制系统及摩阻自平衡顶推平移联动装置对箱梁顶升，横向平移复位梁体，更换失效支座，解除顶升回落梁体，完成梁体复位施工。

2.根据权利要求1所述的桥梁偏压位移后加固复位施工方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤S1：设置原结构物测点；

步骤S2：采用施工逆作叫承台对原承台加固进行处理；

步骤S3：在逆作加厚承台四周施工外包承台；

步骤S4：箱梁顶升，梁体复位。

3.根据权利要求2所述的桥梁偏压位移后加固复位施工方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：对原承台范围内的土体开挖，凿除原承台混凝土垫层；

步骤S22：对原承台桩基中裂缝宽度大于0.2mm进行处理；

步骤S23：对原承台植筋；

步骤S24：逆作加厚承台钢筋绑扎、型钢安装以及注浆管预埋；

步骤S25：逆作加厚承台混凝土浇筑。

4.根据权利要求3所述的桥梁偏压位移后加固复位施工方法，其特征在于：所述步骤S22具体是指：对原承台底以下的桩身裂缝查找，对于裂缝宽度大于0.2mm的裂纹处凿除钢筋保护层；对于深部裂纹采用化学灌浆修补。

5.根据权利要求4所述的桥梁偏压位移后加固复位施工方法，其特征在于：所述步骤S22中的化学灌浆修补具体包括以下步骤：

步骤S221：清除裂缝表面的污物，将裂缝两侧50mm范围内清理干净并保持干燥；

步骤S222：采用封缝胶封闭混凝土裂缝；

步骤S223：沿裂缝两侧交错钻孔并对孔除尘，孔的间距不大于30cm；

步骤S224：安装注浆嘴并进行注浆；

步骤S225：将环氧树脂和水泥浆按照1：1的比例调匀，采用高压注浆泵由低处向高处注入。

6.根据权利要求5所述的桥梁偏压位移后加固复位施工方法，其特征在于：所述步骤S24具体是指：在垫层强度达到设计强度的75％后进行钢筋绑扎，其中底层承台钢筋网片与桩身钢筋焊接，逆作加厚承台钢筋与原承台所植入的钢筋焊接，并预留后续与外包承台连接的钢筋和型钢；注浆管采用φ32带孔的钢质注浆管，注浆管安装在原承台与逆作加厚承台之间，其中注浆管带孔的一侧朝向原承台，注浆管紧贴原承台的底面进行布置；型钢设置在逆作加厚承台钢筋与原承台。

7.根据权利要求6所述的桥梁偏压位移后加固复位施工方法，其特征在于：所述步骤S3具体是指：采用人工挖孔配合冲击钻成孔、导管浇筑水下混凝土成桩；安装承台钢筋，与既有承台植筋连接并浇筑无收缩混凝土，基坑回填。

8.根据权利要求7所述的桥梁偏压位移后加固复位施工方法，其特征在于：所述步骤S4具体包括以下步骤：

步骤S41：顶升平移准备；确定平移范围，将钢轨解锁；

步骤S42：千斤顶布置；在每个支座的侧面设置千斤顶和平移装置；所述千斤顶包括竖向千斤顶和水平千斤顶；所述竖向千斤顶的额定顶升能力不小于支座竖向反力的两倍；竖向千斤顶布置紧靠垫石，布置在支座周围；

步骤S43：位移计、应变片安装；在每个墩台上均布置两台竖向位移计和一台横向位移计；所述位移计的型号为NS-WY06和MPZ-S-P-500-ABZ；所述应变片安装在各跨的跨中、1/4跨三个部位安装；

步骤S44：顶升、平移；具体是指：对桥梁整体顶升3-5mm，使支座与梁体分开，然后进行平移；

步骤S441：拆除固定支座顶部螺栓，竖向顶升3mm，检查各设备工作正常，结构无损伤，拆除支座的横向约束；

步骤S442：平移桥墩5mm，检查各设备工作正常，结构无损伤；

步骤S443：再次平移该桥墩，直至仅剩5mm；

步骤S444：同步平移其他桥墩；

步骤S45：支座更换。