某橋鋼管柱托換施工技術(shù)淺析

趙云峰

摘 要：隨著改革開放以來社會的不斷進步，對于現(xiàn)階段的城市發(fā)展來說，城市公路交通和橋梁建設(shè)是我國目前城市建設(shè)當中的重點問題。隨著城市建設(shè)的進程加快，對于部分已經(jīng)建設(shè)一定的時間的橋梁而言，大規(guī)模的城市建設(shè)重型車輛的對橋梁本身產(chǎn)生一定的影響，而且隨著生態(tài)環(huán)境的惡化，自然災(zāi)害頻發(fā)，尤其地震對于橋梁整體的影響的較大，為滿足現(xiàn)階段社會以及安全的需要，在現(xiàn)階段根據(jù)部分橋梁的結(jié)構(gòu)受損情況進行一定的維修工作，其中為了保證橋梁整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，對橋梁的鋼管柱托進行一定的更換施工工作，下面以某橋鋼管柱托換施工技術(shù)進行分析。

關(guān)鍵詞：墩柱托換；頂升方法；模型計算；施工監(jiān)測

隨著現(xiàn)階段社會的發(fā)展各項基礎(chǔ)建設(shè)工程逐步完善，人口數(shù)量的增長生活水平的提高，促使社會對于各項城市基礎(chǔ)建設(shè)工程的要求更多。對于當前的城市經(jīng)濟發(fā)展來說，需要通過道路橋梁進行相應(yīng)的經(jīng)濟流通工作，對于城市交通而言隨著人們生活水平的提高，私家車數(shù)量增長以及城市工業(yè)用車的增多，造成了城市交通的擁堵現(xiàn)象，所以根據(jù)當前問題需要對道路進行一定的擴建工作，從而滿足當前社會生活的需要。

一、工程概況

對于橋梁工程而言，現(xiàn)階段正在使用中的橋梁大部分屬于歷史遺留的產(chǎn)物，部分橋梁由于長時間的使用對其本身的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的損壞，所以根據(jù)當前社會以及橋梁的整體結(jié)構(gòu)情況，采取一定的修補工作。根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞的原因，通過長時間的研究發(fā)現(xiàn)，橋梁鋼管柱的損壞對橋梁整體的穩(wěn)定性影響最大。對于部分鋼管柱托損壞的現(xiàn)象進行研究從而制定相應(yīng)的更換措施，是現(xiàn)階段橋梁修復(fù)工作首先要做的，下面本文以某橋鋼管柱托換的施工技術(shù)進行舉例，從而全面的闡述一下鋼管柱托換的施工過程，為今后相關(guān)施工工作提出一定的寶貴意見和建議僅供參考。

某市郊區(qū)位置的橋梁，建立在自東向西流向的河流上，是連接臨近城市與郊區(qū)的最近橋梁，橋面的原本長度為245.5米，橋?qū)?3米，滿足雙向行駛需求。近年來在城市施工時為了縮短施工時間，經(jīng)常通過此橋?qū)⒔紖^(qū)的材料運至城市?，F(xiàn)在的橋梁寬度已經(jīng)不能滿足城市建設(shè)以及生活的正常使用，所以將對此橋進行相應(yīng)的擴建工作。

根據(jù)目前的橋梁結(jié)構(gòu)情況，需要在原有的橋梁基礎(chǔ)上進行擴建設(shè)計工作，也就是在原有的橋梁基礎(chǔ)上向兩側(cè)各延伸兩跨，將邊跨的上部結(jié)構(gòu)進行拆除30米，即在斜腿鋼構(gòu)外部各30米*3，一共加長180米。根據(jù)需要對3#、6#墩的位置上原有基礎(chǔ)進行墩柱更換工作，并使用新的承臺，在上部安裝一定的鋼支架，再重新澆筑墩柱之后將新建橋墩進行二次頂升，在完成托換工程之后方可進行橋梁的擴建工作。

二、托換方案

根據(jù)工程擴建要求，需要對原橋的3#、6#墩進行加寬設(shè)計施工，在不影響主體連續(xù)梁施工的前提下，使用樁基托換技術(shù)完成兩側(cè)簡支梁基礎(chǔ)樁基的改造，具體施工中采用鋼管柱及鋼板梁對梁體頂升托換墩柱結(jié)構(gòu)。

1.支架采用組合柱式，每組組合柱采用4支直徑600mm壁厚16mm鋼管組成。頂升時使用高精度靜態(tài)電液伺服液壓控制系統(tǒng)控制多，鋼管、斜橫撐的最大應(yīng)力均發(fā)生在柱腳位置，大小分別為57.8MPa和28.7MPa。支架的最大應(yīng)力產(chǎn)生于臨時支撐點處，大小為100.8MPa，應(yīng)力均滿足設(shè)計要求。

2.滿足設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，還要確保鋼支架的穩(wěn)定性滿足要求。鋼管柱中心間距為0.7m，回轉(zhuǎn)半徑大于0.7m，取0.7m，計算長度系數(shù)按一端固定一端自由取為2，由此得柔度系數(shù)為67.4，取為70，查表得折減系數(shù)為0.789，經(jīng)計算鋼管柱實際應(yīng)力為17.04MPa，許用應(yīng)力為126MPa。滿足設(shè)計要求。

3.本項目的監(jiān)測方案以同時監(jiān)測梁體位移和沉降為主，臺分離式油壓薄壁扁型千斤頂同步頂升梁體，為消除非彈性壓縮，需反復(fù)升降幾次，確信非彈性壓縮消除后才可正式頂升，為了保證同步頂升，在千斤頂和梁底之間放入工字形鋼梁，并且加入墊板，頂升過程中以位移控制為主，油壓表壓力讀數(shù)為輔，均勻分階段進行，期間共頂升2次，第一次是用于舊墩柱的拆除，第二次是在新樁基基礎(chǔ)建成之后。

三、主要的技術(shù)難點

1.頂升過程中的位移控制

頂升梁體的過程在保證均勻同步的基礎(chǔ)上，要分階段進行，本項目施工分成三個階段。第一階段頂升高度為2mm，二、三階段為1mm，總頂升高度根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況確定，以能擁有夠取出支座空間為宜，最大不超過5mm。頂升前及每一階段后均需由高精度水準儀觀察、記錄、承臺頂、梁端、4#、5#墩頂、橋跨中頂（每處3點）高成變化，并作好分析工作。

2.鋼支架的模型計算分析

鋼支架作為托換工程的主要承力構(gòu)件，對其進行模型計算分析是保證結(jié)構(gòu)安全的必須措施。計算采用MidasCivil2006程序，支架結(jié)構(gòu)中，直徑60cm鋼管柱采用梁單元模擬，斜撐槽鋼采用桁架單元模擬，支架頂面平臺采用板單元模擬，肋板下結(jié)構(gòu)力通過臨時支撐傳至平臺，平臺將力傳至組合柱，驗算各支架結(jié)構(gòu)應(yīng)力是否滿足要求。

其具體內(nèi)容如下：

（1）位移監(jiān)測。位移監(jiān)測時在各墩頂截面和跨中截面橋面上布設(shè)觀測點，用位移傳感器對各墩頂支座附近處梁底位置進行頂升量精密監(jiān)測，保證頂升過程中箱梁不出現(xiàn)過大升降。

（2）沉降（箱梁頂面）監(jiān)測。沉降（箱梁頂面）監(jiān)測采用水準儀進行觀測。具體方法為：利用水準儀對設(shè)置好的橋面觀測點進行每次頂升前、頂升過程中以及頂升后的觀測。

3.在施工中應(yīng)當注意的問題

根據(jù)目前具體的橋梁鋼管柱托換施工技術(shù)在實際中的實施情況，提出以下幾點注意事項；

（1）在制定具體的托換工程施工方案之前，應(yīng)當對整個施工橋梁相關(guān)的情況進行調(diào)查，并對相關(guān)的數(shù)據(jù)進行分析，在合理的前提下制定設(shè)計方案，從而是整個方案符合施工的需要。

（2）在施工計劃進行設(shè)計中，應(yīng)當根據(jù)具體的實際需要根據(jù)要求檢查施工的材料是否符合要求，再利用計算機技術(shù)對液壓頂?shù)纳?、位移以及相關(guān)的大型施工設(shè)備模擬施工的情況，檢查施工現(xiàn)場所需要的基本條件是否符合要求。

（3）在實際的托換施工中，利用設(shè)備對箱梁的位移以及下沉情況進行監(jiān)控，并隨時進行位置的分析和調(diào)整，為整個施工的順利進行奠定一定的基礎(chǔ)。

（4）保證各個施工部門之間的相互配合，由于整體的橋梁工程較大，在托換過程中很有可能各個施工部門同時進行施工工作，應(yīng)當做好報備工作，滿足部門之間的基本配合需要。

四、結(jié)語

根據(jù)目前的社會基本要求，對于現(xiàn)階段橋梁的施工建設(shè)工程，應(yīng)當以可持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)，對于橋梁建設(shè)中的相關(guān)工程，根據(jù)橋梁本身的情況，制定一定合理的實行修整辦法，根據(jù)目前的使用需要進行相應(yīng)的擴建。通過上述對橋梁鋼管柱托換施工技術(shù)的敘述，根據(jù)橋梁支撐結(jié)構(gòu)受損或是擴建的需要進行一定的鋼管柱托換施工，在保證整體穩(wěn)定的同時進行施工工作。并且根據(jù)上述對于施工中注意事項加以重視，加強施工過程中的監(jiān)督，保證施工質(zhì)量從而使擴建或是修正后的橋梁滿足社會的基本需要。

參考文獻：

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