[发明专利]简支板桥顶高方法及其可调高组合垫石结构

说明书

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，具体地是一种简支板桥顶高方法以及一种应用于该方法中的可调高组合垫石结构。

背景技术

近十年以来，诸多高速公路及城市公路网因不能满足日益发展的交通要求而需实施改扩建，要求诸多简支板桥进行适度的顶升改造，以确保公路网衔接平顺，提高行车舒适度和桥梁安全性，以进一步提升公路网的服务等级。通常采用的顶升方式为：千斤顶直接放置于墩台的盖梁或帽梁上，每一片板梁单端并排对称布置N或2N（N为同一跨板梁的片数）个千斤顶，由一台泵站控制，采用多点同步顶升方式对单跨板梁进行同步顶升，一边顶升一边采用钢板或钢垫盒进行临时支垫，顶升到操作标高（一般大于设计标高1～10厘米）后，千斤顶持续静态受力，直到新的垫石和支座施工完成后，千斤顶卸压落梁至设计标高，完成支座更换。

当简支板桥进行小高度（小于单个千斤顶使用行程，一般在5厘米以内）顶升更换支座时，一般不需要新建垫石，可用厚钢板代替；当简支板桥大高度（大于单个千斤顶使用行程，一般在5厘米以上）顶升更换支座时，不能再用厚钢板代替，必须重新浇筑新垫石。这两种情况下，通常存在如下技术经济难题：

1.对于小跨径的简支板桥，由于单板梁自重较轻（一般20吨以内），使得每个千斤顶顶升时需要的油压输出超低（5兆帕以内），将引起：①千斤顶的顶升力相对误差较大，各顶升点的同步性较难控制；②千斤顶的顶升力绝对误差较大，各顶升点的顶升速度较难控制。最容易导致简支板桥铰缝开裂，给桥梁带来附加损伤，并且顶升高度越高，附加损伤越大。但为留出垫石施工和支座安装的操作空间，实际施工时，一般顶升至操作标高（需超顶1～10厘米），不可避免地给桥梁带来多余的附加损伤；除此之外，现有的多点顶升设备在超顶落梁过程中的同步性和稳定性很难保证，通常会在落梁时引起较大的附加内力和变形，进一步引起铰缝开裂。因此，如何避免千斤顶超低压顶升，提升千斤顶的使用油压，减少梁体超顶高度，防止简支板桥铰缝开裂，成了第一个设计施工难题。

2.简支板桥与盖梁或帽梁顶面的距离一般在6厘米以内，千斤顶直接放置于墩台的盖梁或帽梁上顶升时只能采用行程小的超薄千斤顶（使用行程多在5厘米以内），对于大高度顶升更换支座，需要进行多次顶升和多次落梁，大大降低了顶升的同步性，提高了铰缝开裂的可能性。如何避开较小初始顶升空间只能较小行程的千斤顶的限制，而尽量采用可控性好的大行程千斤顶，成了第二个设计施工难题。

3.一般改扩建的简支板桥的顶升高度在20厘米以内，同时存在小高度和大高度的顶升施工，20厘米以内的施工空间太小，不足以方便、准确地在梁底放样和安装施工；对于简支板桥大高度顶升，需先在原支座位置重新设置支座垫石，再在新垫石上放置新的橡胶支座，20厘米以内的高度基本上没有混凝土浇筑的入料空间。如何在较小的施工净空高度内完成垫石施工和支座更换，保证混凝土浇筑的入料空间，成了第三个设计施工难题。

4.对于简支板桥，一般单板梁设有四个支座和四个垫石，使得盖梁或帽梁上凸凹构造物较多，如果一对一地采用千斤顶直接放置于墩台的盖梁或帽梁上进行顶升，则千斤顶的放置位置非常有限，通常会带来施工空间困难。特别是简支板桥大高度顶升，需要进行多次顶升和多次落梁，就必须采用钢板或钢垫盒进行临时支垫，这样更加带来施工空间受限的难题。如何减少千斤顶和临时支垫的数量，释放盖梁或帽梁上的操作空间，成了第四个设计施工难题。

5.对于简支板桥大高度顶升，由于施工空间较小，无法在原垫石位置通过植筋加强新旧垫石之间的连接，特别是对于超过20厘米的顶升更换支座的情形，垫石与原盖梁及帽梁顶面的可靠连接显得更为重要。如何保证新支座下的新垫石与原盖梁或帽梁顶面可靠连接，保证改造后桥梁的技术标准不变，成了第五个设计施工难题。

6.通常简支板桥顶升需每一片板梁单端并排对称布置N或2N（N为同一跨板梁的片数）个千斤顶。对于小跨径的简支板桥，由于单板梁自重较轻（20吨以内），这样不仅技术上不适应，经济性也非常差，那么，如何减少千斤顶的数量，降低施工成本，成了第一个经济难题。

7.简支板桥顶升到位直至落梁，需要至少十天的施工时间，此过程中，多点顶升设备和其他临时支垫必须保持静止受力的工作状态，需要消耗较多的临时支垫钢板及顶升设备的台班费。由于简支板桥顶升到位后，顶升设备不能拆除，这样大大增加了施工成本。如何减少千斤顶静止受力的工作时间，降低施工成本，成了第二个经济难题。

发明内容