沙口大橋病害處理施工技術(shù)
2015-04-29
1、引言
經(jīng)過近20年的運營使用，南引橋21墩出現(xiàn)了下沉，23、27墩墩頂T梁產(chǎn)生了位移，橋面鋪裝及伸縮縫損壞嚴(yán)重，為消除安全隱患，改善行車條件，必須結(jié)合 105 國道 xx 段的改建，對舊橋的病害進(jìn)行處理。
2、舊橋現(xiàn)狀及處理要求
沙口大橋舊橋全長912.16米，橋?qū)?4米，南北引橋均為25米跨后澆連續(xù)T梁，其中，北引橋5跨一聯(lián)， 南引橋4跨一聯(lián)， 主橋為三跨連續(xù)箱梁， 橋跨布置為： （5×25m） ×3＋73.5m＋90m＋73.5m＋(4×25m)×3。沙口大橋舊橋從北到南的平面線型為～形：北引橋 K55＋938.24～K55＋971.82(主橋起始樁號)位于直線段上，長33.58米；主橋全長均位于直線段上，長237米；南引橋K56＋208.98(主橋終點樁號)～K56＋234.36位于直線段上，長25.38米；全橋直線段總長295.96米； 位于直線段兩端的部分均位于圓弧線上， 北引橋圓弧半徑為R=600米，圓心位于路線前進(jìn)方向的右側(cè)，南引橋圓弧半徑為R=600米，圓心位于路線前進(jìn)方向左側(cè)。沙口大橋縱斷面線型也為直線加圓弧線，主橋位于圓弧線上，兩側(cè)引橋位于直線段上縱坡為i=3%。
沙口大橋舊橋在經(jīng)過近 20 年的運營后，呈現(xiàn)出一些較為嚴(yán)重的橋梁病害，主要為以下幾點：
(1)舊橋 21#墩（與新橋 25#墩對應(yīng)）墩身下沉，其中，上游側(cè)下沉 17.35cm，下游側(cè)下沉15.7cm。由于橋墩下沉，造成T梁在該位置也相應(yīng)下沉，并且墩身與T梁固結(jié)處墩身周邊砼已開裂或剝落，當(dāng)重車通過該墩時，出現(xiàn)跳車情況，并對墩身及地基造成強(qiáng)烈振動。21#墩剛好位于該聯(lián)T梁（四跨一聯(lián)）的正中。
(2)舊橋23#墩、27#墩（分別與新橋27#、31#墩相對應(yīng)）兩側(cè)T梁錯位，其中，23#墩T梁錯位距離為8cm， 27#墩T梁錯位距離為4cm。 由于該橋橋墩寬度與墩頂邊T梁梁底馬蹄外距同寬，且全橋橋墩設(shè)計上無防撞擋塊，每聯(lián) T 梁邊墩（伸縮縫處）未與墩身固結(jié)，同時 23#墩、27#墩均位于圓弧線上，該處超高又與汽車行駛速度不相適應(yīng)，若不對該兩墩的T梁進(jìn)行移正并在墩頂增設(shè)防撞擋塊，隨著時間的推移，該兩墩墩頂?shù)腡梁在汽車行駛離心力的作用下，將有可能造成邊梁梁肋被移出墩頂之外，以致使人民的生命財產(chǎn)造成重大損失。
(3)舊橋伸縮縫為梳形板伸縮縫，該橋長期運營過程中，各道伸縮縫已被損壞，汽車通過時發(fā)生跳車，雨天雨水順著伸縮縫流至橋墩上，污染T梁及橋墩，并加速墩頂橡膠支座的老化，舊橋全橋的伸縮縫應(yīng)更換為NJSF三防（防水、防塵、防震）伸縮縫。另外，在對23#、27#墩墩頂T梁移梁時，應(yīng)更換其墩頂橡膠支座。
綜上所述，舊橋改造時須對下沉的21#墩進(jìn)行加厚加高并在兩端增設(shè)防撞擋塊；對23#、27#墩墩頂?shù)腻e位T梁進(jìn)行橫移，同時對墩頂進(jìn)行加厚加寬，在墩頂兩側(cè)增設(shè)防撞擋塊。
3 、21#墩的加高施工
3.1 施工程序
(1)破除 20～22#墩之間的橋面鋪裝層，并對 21#橋墩頂面及側(cè)面進(jìn)行鑿毛，破除 21#墩墩頂兩側(cè)T梁的梁端橫隔墻，對21#墩墩頂及側(cè)面進(jìn)行植筋。
(2)在20、21、22#
墩兩側(cè)架設(shè)T梁頂起支架。頂起支架由砼基礎(chǔ)、鋼管立柱、型鋼橫梁、整體液壓同步頂升系統(tǒng)組成。架設(shè)支架前須對地基進(jìn)行處理并澆筑整體式砼基礎(chǔ)，澆筑砼基礎(chǔ)時須在鋼管立柱樁底位置牢固地預(yù)埋2cm厚的鋼板，鋼管立柱須與預(yù)埋鋼板牢固焊接；在鋼管立柱頂部須與在墩身上植埋的鋼筋焊接，通過這些措施確保支架的穩(wěn)定性。
液壓傳動系統(tǒng)由液壓千斤頂、提升梁、油泵、壓力閥、換向閥、油管及濾油器、油箱、工作壓力表、安全壓力表、油溫表等元件組成。
在組裝液壓傳動系統(tǒng)時，要求千斤頂、油泵、油管等的工作壓力必須相互適應(yīng)配套，油箱的容量應(yīng)為油泵正常流量的 2～4 倍。本系統(tǒng)所用的壓力閥采用直動式溢流閥，換向閥采用手動換向閥。液壓傳動系統(tǒng)工作時，電動機(jī)帶動油泵運轉(zhuǎn)，把油箱中的油液通過溢流閥控制壓力以后，經(jīng)換向閥輸送到液壓分配器，然后從輸油管路將油液輸入千斤頂；當(dāng)千斤頂升高，活塞走滿行程以后，換向閥變換液壓流向，千斤頂中的油液從輸油管、液壓分配器，經(jīng)換向閥返回油箱。
(3)在支架搭設(shè)好后，利用頂升系統(tǒng)頂升提升梁，使頂升梁分別頂緊 20、21、22#墩兩側(cè)的T梁（此時T梁并未被頂離墩頂，主要通過油壓表的讀數(shù)來控制千斤頂受力大小，要防止油壓過大造成液壓頂升系統(tǒng)被破壞） ，然后在千斤頂兩側(cè)加設(shè)鋼楔牢固地頂緊頂升梁，防止千斤頂溢油后提升梁下落。
(4)鑿除21#墩墩頂由于墩身下沉而破壞的砼，破除20、21、22#墩墩頂后澆連續(xù)部分砼。
(5)千斤頂同步頂升21#墩兩側(cè)的T梁，頂升高度為30厘米。液壓頂升系統(tǒng)同步頂升T梁時，必須在支架橫梁上每個千斤頂兩側(cè)隨時用鋼楔頂緊提升梁，防止液壓頂升系統(tǒng)在頂升過程被破壞而出現(xiàn)事故。
(6)在 21#墩墩頂側(cè)面及頂面綁扎鋼筋，支模，澆筑砼，加厚加高墩身并在墩頂兩端增設(shè)防撞擋塊。砼養(yǎng)護(hù)、待強(qiáng)。
(7)千斤頂同步卸落 21#墩兩側(cè)的 T 梁，卸落千斤頂時要控制整個液壓系統(tǒng)的回油速度，使千斤頂同步緩慢下降。為保證卸落時的安全可靠，卸落前宜將千斤頂兩側(cè)的鋼楔撤換成砂筒，在回油的同時同步打開砂筒的泄砂孔。
(8)20、22#墩兩側(cè)支架的千斤頂卸荷，澆筑20、21、22#墩墩頂T梁后澆連續(xù)部分砼，澆筑21#墩兩側(cè)T梁梁端的橫隔墻。
3.2 施工注意事項
(1)在頂起T梁之前，須采取防止T梁發(fā)生橫向移動的措施。
(2)液壓提升系統(tǒng)在正式使用前須進(jìn)行相應(yīng)試驗，檢驗液壓提升系統(tǒng)的可靠性及千斤頂提升的同步性。
(3)提升梁與T梁梁底之間須設(shè)鋼墊板，鋼墊板宜與提升梁焊接。
(4)施工前宜先將20、22#墩墩頂加厚加寬并增設(shè)防撞擋塊。
(5)支架必須穩(wěn)定牢固。
4 、23、27#墩墩頂T梁橫移施工
針對舊橋23#墩、27#墩兩側(cè)T梁錯位的狀況，施工中采用由萬能桿件組拼的提升系統(tǒng)對移位T梁進(jìn)行起吊、橫移及定位。
4.1 施工程序（以舊橋23#墩為例）
(1)破除 22#～24#墩之間的橋面鋪裝砼，并對 23#橋墩側(cè)面及頂面增設(shè)防撞擋塊處進(jìn)行鑿毛。破除23#墩墩頂兩側(cè)T 梁的梁端橫隔墻部分砼（因為梁端橫隔墻阻礙T 梁橫移及橋墩加寬施工）及每兩片一聯(lián)的 T 梁橫隔板砼，打斷橫隔板橫向聯(lián)系鋼筋。對 23#墩墩頂及側(cè)面進(jìn)行植筋。
(2)綁扎 23#橋墩加厚加寬部分的鋼筋，澆筑橋墩加厚加寬部分砼及在墩頂澆筑防撞擋塊砼（包括墩頂中間用于橫移的防撞擋塊及墩頂兩端的防撞擋塊） ，砼養(yǎng)護(hù)、待強(qiáng)。
(3)在22、24#墩頂橋面架設(shè)T梁起吊支架（支架由萬能桿件組拼） ，安裝起吊設(shè)備。
(4)破除22#、24#墩墩頂T梁后澆連續(xù)砼。
(5)在提升支架搭設(shè)好后，利用提升系統(tǒng)緩慢提升墩頂T梁（每兩片T梁一聯(lián)）約5cm，撤換T梁梁底橡膠支座。
(6)利用23#墩兩側(cè)T梁的提升系統(tǒng)將T梁橫移就位，緩慢卸落橋墩兩側(cè)的T梁。
(7)支架橫移，按照上述方法依次進(jìn)行下一聯(lián)T梁的提升、橫移及就位。
(8)卸載，連接橫隔板鋼筋，澆筑22、24墩墩頂T梁的后澆連續(xù)砼，澆筑23墩兩側(cè)T梁的梁端橫隔墻及T梁橫隔板。
4.2 施工注意事項
(1)提升系統(tǒng)在正式使用前須試驗。
(2)提升、橫移錯位T梁前，宜先對22～24#墩、26～28#墩墩頂進(jìn)行加厚加寬并在橋墩兩端增設(shè)防撞擋塊。
(3)支架必須穩(wěn)定牢固。
5、結(jié)語
為檢驗加固處理的效果，在三個墩位處均設(shè)置了三維觀測點，對施工前、運營后一個月、運營后一年分別進(jìn)行了測量，沙口大橋舊橋完成對下沉墩身及移位T梁的加固改造處理后，經(jīng)過運營使用一年，未發(fā)現(xiàn)有明顯變化，確定加固處理滿足使用要求。通過舊橋改造，延長了舊橋的使用壽命，確保了舊橋的運營安全性，提升了舊橋的服務(wù)水平。
