梁橋梁體縱向偏位後的糾偏復位方法
2023-10-06 06:23:24 2
梁橋梁體縱向偏位後的糾偏復位方法
【專利摘要】本發明公開了一種梁橋梁體縱向偏位後的糾偏復位方法，1）消除對偏位梁體的水平縱向分力：2）對偏位聯所有梁體進行臨時固結以形成一個受推整體，同時將偏位聯偏位朝向一側的所有橋跨的梁體進行臨時固結以形成一個受力整體；3）在偏位聯對應的所有橋墩頂部安裝頂升裝置，由頂升裝置將對應的梁體頂升；4）在第3）步頂升形成的間隙內設置臨時滑動支座；5）在偏位聯最靠近受力整體的那跨偏位梁體和橋墩頂部蓋梁間設置反力架和糾偏千斤頂；由糾偏千斤頂縱向推該跨偏位梁體，進而推動偏位聯整聯；6）偏位聯糾偏到位後，最後恢復原狀。本發明解決了巨大糾偏力量的傳力難題，同時糾偏推力成倍減少，施工方便、施工周期短、成本低。
【專利說明】梁橋梁體縱向偏位後的糾偏復位方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及梁橋維修技術，具體指一種梁橋梁體縱向偏位後的糾偏復位方法，屬於橋梁養護加固施工【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在現有橋梁結構形式中，有梁橋、拱橋、斜拉橋、吊橋及組合結構橋梁，其中以梁橋最為常見。梁橋在施工和營運過程中，本來位置正確的混凝土梁橋的上部結構梁體會出現縱向偏位現象。由於梁體通常是幾跨連接形成一聯，所以發生縱向偏位一定是該聯所有跨梁體都縱向偏位，簡稱偏位聯。產生這種現象一般有以下原因:
1、上部結構梁體底部向下傾斜使梁體縱向滑動；
在梁橋結構中，橋墩上方是蓋梁，蓋梁和梁體之間為支座結構，蓋梁與支座之間為支座墊石，支座墊石與支座之間以及梁體和支座之間為鋼板。由於路線的縱坡存在，梁體自身在縱向是傾斜的。正常情況下，支座是處於水平狀態的，豎直向下的重力由支座承擔，梁體處不會產生水平分力。但是當支座上鋼板不處於水平狀態時，支座存在偏壓現象，上部結構T梁的自重會在支座處產生一個縱向水平分力F，水平分力F的出現就可能使梁體向下滑動。
[0003]2、梁體熱脹冷縮與動載作用使傾斜梁體縱向滑動；
當支座上鋼板不處於水平狀態時，上部結構T梁的自重會在支座處產生一個縱向水平分力，這個分力會幫助梁體在熱漲時高端向低端伸長，而在冷縮時高端收縮，如此反覆梁體縱向向低端滑動。動載作用則加劇了傾斜梁體的縱向滑動。
[0004]為了保證橋梁使用的安全，混凝土梁橋的上部結構梁體應該通過糾偏措施回到正確的位置。然而目前梁體縱向偏位現象並不多見，處理方法也少有研究，故還沒有行之有效的糾偏措施，使得梁橋梁體縱向偏位後的糾偏復位處於研究空白。
【發明內容】
[0005]針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種施工方便、施工周期短、成本低的梁橋梁體縱向偏位後的糾偏復位方法。
[0006]本發明的技術方案是這樣實現的:
梁橋梁體縱向偏位後的糾偏復位方法，其特徵在於:其步驟為:
O消除對偏位梁體的水平縱向分力:
由於上部結構產生縱向滑動的根本原因是支座上鋼板不處於水平狀態。所以消除方法是:在偏位聯所有偏位梁體底部鋼板下焊接鍥形鋼板，偏位梁體底部鋼板與鍥形鋼板形成的整體下表面水平，使支座上鋼板恢復水平狀態，以消除水平縱向分力對偏位梁體的影響。
[0007]2)對偏位聯所有橋跨的偏位梁體進行臨時固結以形成一個受推整體，同時將偏位聯偏位朝向一側的所有橋跨的梁體進行臨時固結以形成一個受力整體，目的是將偏位梁體的糾偏水平推力的反作用力通過該受力整體傳遞到橋臺和大地。
[0008]因為本發明的糾偏思路是通過反力架將推力傳遞給需要糾偏的梁體，即通過千斤頂推臨時固結的偏位聯，由於這個力量非常巨大，產生的巨大反作用力由受力整體承受，所以需要進行步驟2)的前期準備。
[0009]由於偏位聯只需要梁體臨時固結，在糾偏時相對下部橋墩發生位移，所以其臨時固結措施為:兩跨梁體之間的結構縫通過焊接固結。而受力整體需要作為一個整體以抵抗糾偏產生的巨大反作用力，受力整體不能動，所以其臨時固結措施除了聯與聯之間的伸縮縫通過焊接固結，每聯梁體間的結構縫通過焊接固結外，由於反力架是通過分界橋墩將反作用力傳遞給梁體的，所以還需要同時將受力整體最靠近偏位聯那跨梁體與偏位聯共用的橋墩(即分界橋墩)通過焊接固結，同時受力整體放在橋臺上的那跨梁體與橋臺也需要焊接固定；使該側的所有梁體和分界橋墩及橋臺形成一個不動的整體。
[0010]3)在偏位聯對應的所有橋墩頂部安裝頂升裝置，由頂升裝置將對應的偏位梁體頂升，使偏位梁體和對應的橋墩上部支座之間形成間隙。由於橋墩頂部設有支座墊石和支座，上部結構(即梁體)壓在支座上。而支座與支座墊石的存在，上部結構和橋墩蓋梁之間就存在一定的空間，該空間即可安裝頂升裝置。
[0011]4)在第3)步頂升形成的間隙內設置臨時滑動支座，臨時滑動支座包括不鏽鋼板和聚四氟乙烯板，不鏽鋼板位於聚四氟乙烯板之上，不鏽鋼板和聚四氟乙烯板之間再設置矽脂層，以使不鏽鋼板和聚四氟乙烯板可自由滑動，然後取消頂升裝置支撐力使梁體落在臨時滑動支座上。通常不鏽鋼板的厚度是3mm，聚四氟乙烯板厚度是3mm，因此第3)步的頂升高度控制在Icm以內即可；只要能夠有合適的高度安裝不鏽鋼板和聚四氟乙烯板即可。
[0012]5)在偏位聯最靠近受力整體的那跨偏位梁體和該跨偏位梁體下的橋墩頂部蓋梁間設置反力架，在該跨偏位梁體橫隔板與反力架之間安裝糾偏千斤頂；由糾偏千斤頂縱向推該跨偏位梁體，進而推動偏位聯整聯，推偏位聯產生的反作用力通過第2)步形成的受力整體傳遞到橋臺和大地；
所述反力架包括水平部件，水平部件縱向放置在該偏位梁體對應的橋墩頂部蓋梁上，水平部件的一端下部設有向下牛腿，向下牛腿內側設有墊板，墊板在糾偏時貼在該偏位梁體對應的橋墩蓋梁糾偏方向所在面；在水平部件的另一端上部設有向上牛腿，糾偏千斤頂位於向上牛腿與該偏位梁體橫隔板之間。
[0013]6)偏位聯糾偏到位後，拆除反力架，啟動頂升裝置使糾偏後的梁體相對下部支座懸空，拆除第4)步設置的臨時滑動支座，再取消頂升裝置支撐力使梁體落下並拆除頂升裝置，取消第2)步的臨時固結措施，使所有橋跨之間的連接關係以及梁體與橋墩的連接關係恢復到糾偏前狀態即可。
[0014]相比現有技術，本發明具有如下有益效果:
1、對偏位糾偏梁體所在聯的整聯梁體和其反方向的所有橋跨的梁體分別進行臨時固結，目的是將偏位梁體的糾偏水平推力傳遞到橋臺，解決了巨大糾偏力量的傳力難題。
[0015]2、用鋼板、不鏽鋼板和四氟滑板形成臨時滑動支座，摩擦阻力由上部結構重力的
0.4倍變為0.04倍，將糾偏的推力成倍減少。
[0016]3、頂升和糾偏整個過程採用同步設備，梁體和橋墩底部安裝應力檢測設備，確保橋梁結構和施工全過程安全。
[0017]4、利用不同介質之間的摩擦係數相差較大的原理，產生出糾偏的水平推力，用鋼板與不鏽鋼板、不鏽鋼板與四氟滑板之間的摩擦係數相差較大產生臨時滑動面，反力架結構簡單，推力小，對原有結構的損傷小。
[0018]5、本發明工期短，通常一個偏位聯糾偏作業兩天左右即可完成。施工影響小，成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1-本發明梁體糾偏橫斷面示意圖。
[0020]圖2-本發明梁體糾偏縱斷面示意圖。
[0021]圖3-本發明反力架結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]本發明梁橋梁體縱向偏位後的糾偏復位方法，其步驟為:
O消除對偏位梁體的水平縱向分力:
由於梁體偏位的因素可能較多，甚至有些原因還沒有被認識到，所以這裡的消除只是盡力消除即可，不是一定要全部消除。現有分析發現，上部結構產生縱向滑動的根本原因是支座上鋼板不處於水平狀態，所以消除方法是:在偏位聯所有偏位梁體底部鋼板下焊接鍥形鋼板，偏位梁體底部鋼板與鍥形鋼板形成的整體下表面水平，使支座上鋼板恢復水平狀態，以消除水平縱向分力對偏位梁體的影響。
[0023]2)對偏位聯所有橋跨的偏位梁體進行臨時固結以形成一個受推整體，同時將偏位聯偏位一側的所有橋跨的梁體進行臨時固結以形成一個受力整體，目的是將偏位梁體的糾偏水平推力的反作用力通過該受力整體傳遞到橋臺，最終傳遞到大地，避免糾偏過程對橋墩帶來損傷。
[0024]因為本發明的糾偏思路是通過反力架將推力傳遞給需要糾偏的梁體，即通過千斤頂推臨時固結的偏位聯，由於這個力量非常巨大，產生的巨大反作用力由受力整體承受，所以需要進行步驟2)的前期準備。現有技術為了行駛舒適性某幾跨梁體上表面是連接在一起的，從而構成整聯，但該聯所有梁體之間在連接位的下面存在縫隙形成結構縫(如果不連接就構成伸縮縫，聯和聯之間就是這樣，以克服熱脹冷縮)，所以每聯梁體之間表面的連接相對比較薄弱，在縱向糾偏從端頭推動該聯時可能在某些跨產生附加應力，故需要對偏位梁體所在聯的整聯梁體進行臨時固結以形成一個受力整體。而偏位聯只需要梁體臨時固結，在糾偏時相對下部橋墩發生縱向位移，所以其臨時固結措施為:兩跨梁體之間的結構縫通過焊接固結。而受力整體需要作為一個整體以抵抗糾偏產生的巨大反作用力，受力整體不能動，所以其臨時固結措施除了聯與聯之間的伸縮縫通過焊接固結，每聯梁體間的結構縫通過焊接固結外，由於反力架是通過分界橋墩將反作用力傳遞給梁體的，所以還需要同時將受力整體最靠近偏位聯那跨梁體與偏位聯共用的橋墩(即分界橋墩)通過焊接固結，同時受力整體放在橋臺上的那跨梁體與橋臺也需要焊接固定，梁體與路面也需要焊接固定；使該側的所有梁體和分界橋墩及橋臺形成一個不動的整體。
[0025]3)在偏位聯對應的所有橋墩頂部安裝頂升裝置，由頂升裝置將對應的偏位梁體頂升，使偏位梁體和對應的橋墩上部支座之間形成間隙。由於橋墩頂部設有支座和支座墊石，上部結構(即梁體)壓在支座上。而支座和支座墊石的存在，上部結構和橋墩蓋梁之間就存在一定的空間，該空間即可安裝頂升裝置。[0026]4)在第3)步頂升形成的間隙內設置臨時滑動支座，臨時滑動支座包括不鏽鋼板和聚四氟乙烯板，不鏽鋼板位於聚四氟乙烯板之上，不鏽鋼板和聚四氟乙烯板之間再設置矽脂層，以使不鏽鋼板和聚四氟乙烯板可自由滑動，然後取消頂升裝置支撐力使梁體落在臨時滑動支座上。通常不鏽鋼板的厚度是3mm，聚四氟乙烯板厚度是3mm，因此第3)步的頂升高度控制在Icm以內即可；只要能夠有合適的高度安裝不鏽鋼板和聚四氟乙烯板即可。本發明設置不鏽鋼板、聚四氟乙烯板及矽脂層，目的是形成一個摩擦力很小的滑動支座，使梁體和橋墩之間的摩擦係數儘量減小，通過本改進，摩擦係數可由通常情況下的0.4減小到
0.04，大大減輕第5)步的推力。
[0027]5)在偏位聯最靠近受力整體的那跨偏位梁體和該跨偏位梁體下的橋墩頂部蓋梁間設置反力架，在該跨偏位梁體橫隔板與反力架之間安裝糾偏千斤頂；由糾偏千斤頂縱向推該跨偏位梁體，進而推動偏位聯整聯，推偏位聯產生的反作用力通過第2)步形成的受力整體傳遞到橋臺和大地。圖2是本發明梁體糾偏縱截面示意圖，其中箭頭代表梁體糾偏方向，1-橋墩；2_蓋梁；3_反力架；4_糾偏千斤頂；5_偏位梁體；6_未偏位梁體；7_橫隔板；8-臨時滑動支座；9-臨時固結位。
[0028]參見圖3，所述反力架呈臥倒的Z字形，包括水平部件31，水平部件31縱向(相對橋梁而言)放置在該偏位梁體對應的橋墩頂部(蓋梁上)，水平部件31的一端下部設有向下牛腿32，向下牛腿32內側設有墊板33，墊板33在糾偏時貼在該偏位梁體對應的橋墩蓋梁糾偏方向所在面；在水平部件31的另一端上部設有向上牛腿34，糾偏千斤頂4位於向上牛腿34與該偏位梁體橫隔板7之間。本發明水平部件31由兩段調節鋼管通過法蘭盤連接構成，其意義在於:1、減小構件大小，便於運輸和安裝；2、蓋梁上地方狹小，只有組裝構件才能安裝。
[0029]由於梁體糾偏的推力很大，通常一個千斤頂難以滿足要求，因此，本發明反力架3及對應的糾偏千斤頂4通常有4-8套，一套反力架對應著一套千斤頂，形成一排，見圖1，所有千斤頂形成的合力一起推動偏位聯復位。所有千斤頂通過控制系統使之同步動作。涉及到頂升作業時，由於頂力很大，也需要進行這樣的考慮，即多個千斤頂同步頂升和放下。
[0030]6)偏位聯糾偏到位後，拆除反力架，啟動頂升裝置使糾偏後的梁體相對下部支座懸空，拆除第4)步設置的臨時滑動支座，再取消頂升裝置支撐力使梁體落下並拆除頂升裝置，取消第2)步的臨時固結措施，使所有橋跨之間的連接關係以及梁體與橋墩的連接關係恢復到糾偏前狀態即可。
[0031]本發明前面四步屬於前期準備工作，都是為第5)步服務的，第6)步屬於復位工作。
[0032]在梁體糾偏復位前，在糾偏梁體底部橫隔板及該聯橋墩底部安裝應力檢測設備，確保結構安全，並在復位施工過程中，應對糾偏梁體底部、橋墩底部，千斤頂安裝的橫隔板進行全程跟蹤觀測，發現損傷情況，應立即停止復位，查明原因後方可繼續復位工作。同時，應在復位過程中不間斷監測橋梁梁體偏位量，發現意外情況應查明原因後方可繼續復位工作。具體可按如下要求進行:
(I)在開始進行維修處治前應對橋梁梁體的縱向偏移量進行複測，複測時至少採用兩種不同的方式進行測量對比，以確定施工前梁體的準確偏移量值，從而確定梁體的糾偏量值。[0033]( 2 )對橋上交通進行管制。
[0034](3)安裝反力架及千斤頂頂升系統。
[0035](4)糾偏復位過程中，應對主要受力部位(T梁橫隔板及橋墩底部)進行監測。
[0036](5)糾偏復位工作完成後，檢測所有伸縮縫、欄杆、支座上、下鋼板(鍥形鋼板與支座墊石)間的相對位置關係，以確定恢復到原位。
[0037]當橋梁梁體復位量與梁體偏移量之間的差值控制在2mm以內時，可認為梁體糾偏復位滿足要求。
[0038]驗收完成後，即可開放交通，恢復車輛通行。
[0039]在一座橋梁上，如果存在多聯橋跨縱向偏位(通常朝一個方向偏位)，只需要按本方法分別對每聯進行糾偏復位即可。
[0040]本發明梁體能夠回到正常位置，主要基於以下幾點:1、通過設置臨時滑動支座，使梁體和橋墩之間的摩擦係數儘量減小，大大減輕糾偏時的推力。2、偏位是受到外力影響，偏位的梁體本身有回到正常位置的意願和趨勢。3、在糾偏前消除了產生偏位的作用力。
[0041]本發明適合於混凝土梁橋上部結構梁體縱向滑動偏位後的糾偏復位，包括:簡支梁橋、先簡支後結構連續梁橋、先簡支後橋面連續梁橋、連續梁橋等。
[0042]最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.梁橋梁體縱向偏位後的糾偏復位方法，其特徵在於:其步驟為: 1)消除使梁體偏位的水平縱向分力； 在偏位聯所有偏位梁體底部鋼板下焊接鍥形鋼板，偏位梁體底部鋼板與鍥形鋼板形成的整體下表面水平，使支座上鋼板恢復水平狀態，以消除水平縱向分力對偏位梁體的影響； 2)對偏位聯所有橋跨的偏位梁體進行臨時固結以形成一個受推整體，同時將偏位聯偏位朝向一側的所有橋跨的梁體進行臨時固結以形成一個受力整體，目的是將偏位梁體的糾偏水平推力的反作用力通過該受力整體傳遞到橋臺和大地； 3)在偏位聯對應的所有橋墩頂部安裝頂升裝置，由頂升裝置將對應的偏位梁體頂升，使偏位梁體和對應的橋墩上部支座之間形成間隙； 4)在第3)步頂升形成的間隙內設置臨時滑動支座，臨時滑動支座包括不鏽鋼板和聚四氟乙烯板，不鏽鋼板位於聚四氟乙烯板之上，不鏽鋼板和聚四氟乙烯板之間再設置矽脂層，以使不鏽鋼板和聚四氟乙烯板可自由滑動，然後取消頂升裝置支撐力使梁體落在臨時滑動支座上； 5)在偏位聯最靠近受力整體的那跨偏位梁體和該跨偏位梁體下的橋墩頂部蓋梁間設置反力架，在該跨偏位梁體橫隔板與反力架之間安裝糾偏千斤頂；由糾偏千斤頂縱向推該跨偏位梁體，進而推動偏位聯整聯，推偏位聯產生的反作用力通過第2)步形成的受力整體傳遞到橋臺和大地； 6)偏位聯糾偏到位後，拆除反力架，啟動頂升裝置使糾偏後的梁體相對下部支座懸空，拆除第4)步設置的臨時滑動支座，再取消頂升裝置支撐力使梁體落下並拆除頂升裝置，取消第2)步的臨時固結措施，使所有橋跨之間的連接關係以及梁體與橋墩的連接關係恢復到糾偏前狀態即可。
2.根據權利要求1所述的梁橋梁體縱向偏位後的糾偏復位方法，其特徵在於:所述反力架包括水平部件，水平部件縱向放置在該偏位梁體對應的橋墩頂部蓋梁上，水平部件的一端下部設有向下牛腿，向下牛腿內側設有墊板，墊板在糾偏時貼在該偏位梁體對應的橋墩蓋梁糾偏方向所在面；在水平部件的另一端上部設有向上牛腿，糾偏千斤頂位於向上牛腿與該偏位梁體橫隔板之間。
3.根據權利要求 1所述的梁橋梁體縱向偏位後的糾偏復位方法，其特徵在於--第2)步偏位聯的臨時固結措施為:兩跨梁體之間的結構縫通過焊接固結； 受力整體的臨時固結措施為:聯與聯之間的伸縮縫通過焊接固結，每聯梁體間的結構縫通過焊接固結；同時將受力整體最靠近偏位聯那跨梁體與偏位聯共用的橋墩通過焊接固結，受力整體放在橋臺上的那跨梁體與橋臺焊接固定。
【文檔編號】E01D22/00GK103821091SQ201410068583
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月27日 優先權日:2014年2月27日
【發明者】潘正華, 陽先全, 顏昌清, 程衛軍, 童其強, 張昶, 王浩, 張文明, 盛焰正, 何航 申請人:武漢中交試驗檢測加固工程有限責任公司