沙口大桥病害处理施工技术
2015-04-29
1、引言
经过近20年的运营使用，南引桥21墩出现了下沉，23、27墩墩顶T梁产生了位移，桥面铺装及伸缩缝损坏严重，为消除安全隐患，改善行车条件，必须结合 105 国道 xx 段的改建，对旧桥的病害进行处理。
2、旧桥现状及处理要求
沙口大桥旧桥全长912.16米，桥宽14米，南北引桥均为25米跨后浇连续T梁，其中，北引桥5跨一联， 南引桥4跨一联， 主桥为三跨连续箱梁， 桥跨布置为： （5×25m） ×3＋73.5m＋90m＋73.5m＋(4×25m)×3。沙口大桥旧桥从北到南的平面线型为～形：北引桥 K55＋938.24～K55＋971.82(主桥起始桩号)位于直线段上，长33.58米；主桥全长均位于直线段上，长237米；南引桥K56＋208.98(主桥终点桩号)～K56＋234.36位于直线段上，长25.38米；全桥直线段总长295.96米； 位于直线段两端的部分均位于圆弧线上， 北引桥圆弧半径为R=600米，圆心位于路线前进方向的右侧，南引桥圆弧半径为R=600米，圆心位于路线前进方向左侧。沙口大桥纵断面线型也为直线加圆弧线，主桥位于圆弧线上，两侧引桥位于直线段上纵坡为i=3%。
沙口大桥旧桥在经过近 20 年的运营后，呈现出一些较为严重的桥梁病害，主要为以下几点：
(1)旧桥 21#墩（与新桥 25#墩对应）墩身下沉，其中，上游侧下沉 17.35cm，下游侧下沉15.7cm。由于桥墩下沉，造成T梁在该位置也相应下沉，并且墩身与T梁固结处墩身周边砼已开裂或剥落，当重车通过该墩时，出现跳车情况，并对墩身及地基造成强烈振动。21#墩刚好位于该联T梁（四跨一联）的正中。
(2)旧桥23#墩、27#墩（分别与新桥27#、31#墩相对应）两侧T梁错位，其中，23#墩T梁错位距离为8cm， 27#墩T梁错位距离为4cm。 由于该桥桥墩宽度与墩顶边T梁梁底马蹄外距同宽，且全桥桥墩设计上无防撞挡块，每联 T 梁边墩（伸缩缝处）未与墩身固结，同时 23#墩、27#墩均位于圆弧线上，该处超高又与汽车行驶速度不相适应，若不对该两墩的T梁进行移正并在墩顶增设防撞挡块，随着时间的推移，该两墩墩顶的T梁在汽车行驶离心力的作用下，将有可能造成边梁梁肋被移出墩顶之外，以致使人民的生命财产造成重大损失。
(3)旧桥伸缩缝为梳形板伸缩缝，该桥长期运营过程中，各道伸缩缝已被损坏，汽车通过时发生跳车，雨天雨水顺着伸缩缝流至桥墩上，污染T梁及桥墩，并加速墩顶橡胶支座的老化，旧桥全桥的伸缩缝应更换为NJSF三防（防水、防尘、防震）伸缩缝。另外，在对23#、27#墩墩顶T梁移梁时，应更换其墩顶橡胶支座。
综上所述，旧桥改造时须对下沉的21#墩进行加厚加高并在两端增设防撞挡块；对23#、27#墩墩顶的错位T梁进行横移，同时对墩顶进行加厚加宽，在墩顶两侧增设防撞挡块。
3 、21#墩的加高施工
3.1 施工程序
(1)破除 20～22#墩之间的桥面铺装层，并对 21#桥墩顶面及侧面进行凿毛，破除 21#墩墩顶两侧T梁的梁端横隔墙，对21#墩墩顶及侧面进行植筋。
(2)在20、21、22#
墩两侧架设T梁顶起支架。顶起支架由砼基础、钢管立柱、型钢横梁、整体液压同步顶升系统组成。架设支架前须对地基进行处理并浇筑整体式砼基础，浇筑砼基础时须在钢管立柱桩底位置牢固地预埋2cm厚的钢板，钢管立柱须与预埋钢板牢固焊接；在钢管立柱顶部须与在墩身上植埋的钢筋焊接，通过这些措施确保支架的稳定性。
液压传动系统由液压千斤顶、提升梁、油泵、压力阀、换向阀、油管及滤油器、油箱、工作压力表、安全压力表、油温表等元件组成。
在组装液压传动系统时，要求千斤顶、油泵、油管等的工作压力必须相互适应配套，油箱的容量应为油泵正常流量的 2～4 倍。本系统所用的压力阀采用直动式溢流阀，换向阀采用手动换向阀。液压传动系统工作时，电动机带动油泵运转，把油箱中的油液通过溢流阀控制压力以后，经换向阀输送到液压分配器，然后从输油管路将油液输入千斤顶；当千斤顶升高，活塞走满行程以后，换向阀变换液压流向，千斤顶中的油液从输油管、液压分配器，经换向阀返回油箱。
(3)在支架搭设好后，利用顶升系统顶升提升梁，使顶升梁分别顶紧 20、21、22#墩两侧的T梁（此时T梁并未被顶离墩顶，主要通过油压表的读数来控制千斤顶受力大小，要防止油压过大造成液压顶升系统被破坏） ，然后在千斤顶两侧加设钢楔牢固地顶紧顶升梁，防止千斤顶溢油后提升梁下落。
(4)凿除21#墩墩顶由于墩身下沉而破坏的砼，破除20、21、22#墩墩顶后浇连续部分砼。
(5)千斤顶同步顶升21#墩两侧的T梁，顶升高度为30厘米。液压顶升系统同步顶升T梁时，必须在支架横梁上每个千斤顶两侧随时用钢楔顶紧提升梁，防止液压顶升系统在顶升过程被破坏而出现事故。
(6)在 21#墩墩顶侧面及顶面绑扎钢筋，支模，浇筑砼，加厚加高墩身并在墩顶两端增设防撞挡块。砼养护、待强。
(7)千斤顶同步卸落 21#墩两侧的 T 梁，卸落千斤顶时要控制整个液压系统的回油速度，使千斤顶同步缓慢下降。为保证卸落时的安全可靠，卸落前宜将千斤顶两侧的钢楔撤换成砂筒，在回油的同时同步打开砂筒的泄砂孔。
(8)20、22#墩两侧支架的千斤顶卸荷，浇筑20、21、22#墩墩顶T梁后浇连续部分砼，浇筑21#墩两侧T梁梁端的横隔墙。
3.2 施工注意事项
(1)在顶起T梁之前，须采取防止T梁发生横向移动的措施。
(2)液压提升系统在正式使用前须进行相应试验，检验液压提升系统的可靠性及千斤顶提升的同步性。
(3)提升梁与T梁梁底之间须设钢垫板，钢垫板宜与提升梁焊接。
(4)施工前宜先将20、22#墩墩顶加厚加宽并增设防撞挡块。
(5)支架必须稳定牢固。
4 、23、27#墩墩顶T梁横移施工
针对旧桥23#墩、27#墩两侧T梁错位的状况，施工中采用由万能杆件组拼的提升系统对移位T梁进行起吊、横移及定位。
4.1 施工程序（以旧桥23#墩为例）
(1)破除 22#～24#墩之间的桥面铺装砼，并对 23#桥墩侧面及顶面增设防撞挡块处进行凿毛。破除23#墩墩顶两侧T 梁的梁端横隔墙部分砼（因为梁端横隔墙阻碍T 梁横移及桥墩加宽施工）及每两片一联的 T 梁横隔板砼，打断横隔板横向联系钢筋。对 23#墩墩顶及侧面进行植筋。
(2)绑扎 23#桥墩加厚加宽部分的钢筋，浇筑桥墩加厚加宽部分砼及在墩顶浇筑防撞挡块砼（包括墩顶中间用于横移的防撞挡块及墩顶两端的防撞挡块） ，砼养护、待强。
(3)在22、24#墩顶桥面架设T梁起吊支架（支架由万能杆件组拼） ，安装起吊设备。
(4)破除22#、24#墩墩顶T梁后浇连续砼。
(5)在提升支架搭设好后，利用提升系统缓慢提升墩顶T梁（每两片T梁一联）约5cm，撤换T梁梁底橡胶支座。
(6)利用23#墩两侧T梁的提升系统将T梁横移就位，缓慢卸落桥墩两侧的T梁。
(7)支架横移，按照上述方法依次进行下一联T梁的提升、横移及就位。
(8)卸载，连接横隔板钢筋，浇筑22、24墩墩顶T梁的后浇连续砼，浇筑23墩两侧T梁的梁端横隔墙及T梁横隔板。
4.2 施工注意事项
(1)提升系统在正式使用前须试验。
(2)提升、横移错位T梁前，宜先对22～24#墩、26～28#墩墩顶进行加厚加宽并在桥墩两端增设防撞挡块。
(3)支架必须稳定牢固。
5、结语
为检验加固处理的效果，在三个墩位处均设置了三维观测点，对施工前、运营后一个月、运营后一年分别进行了测量，沙口大桥旧桥完成对下沉墩身及移位T梁的加固改造处理后，经过运营使用一年，未发现有明显变化，确定加固处理满足使用要求。通过旧桥改造，延长了旧桥的使用寿命，确保了旧桥的运营安全性，提升了旧桥的服务水平。
