橋梁支座的壓力注漿更換方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及在用(使用中)橋梁支座的更換方法。
【背景技術】
[0002]支座是橋梁結構的重要組成部分，是橋梁上、下部結構的傳力和連接裝置，支座將橋梁上部荷載的作用力可靠的傳遞到橋梁墩臺。支座承受橋梁上部結構的壓力、并滿足梁體在各種荷載作用產(chǎn)生變形(水平位移、轉角)的需要。由于設計、施工或使用養(yǎng)護的不當及支座質量問題等原因，使用中的橋梁支座時常會出現(xiàn)損壞，導致橋梁上部結構梁體不能按照正常受力狀態(tài)工作，甚至影響橋梁結構的運營安全。因此，損壞到一定程度的橋梁支座需要進行必要的更換，以保證橋梁結構自身安全。橋梁支座更換過程一般為:抬起要更換支座的上部結構梁體、取出原有支座、放置新支座、放下上部結構梁體，支座承受梁體的設計(預期)壓力，完成支座更換過程。
[0003]現(xiàn)有的橋梁支座更換方法從總體上來說，都是將橋梁上部結構梁體抬起來，取出原支座、放置新支座后，梁體再落下來，新支座承受梁體壓力，完成支座更換過程。根據(jù)一次抬升過程中、更換支座數(shù)量的不同，現(xiàn)有的橋梁支座更換有三種方法:逐個支座頂升更換法、部分支座(或逐墩)同步頂升更換法、全部支座(整體)同步頂升更換法。
[0004]①逐個支座頂升更換法
一次抬升橋梁上部梁體，只達到更換一個支座的目的。該方法只在單個更換支座處，用千斤頂?shù)仍O備頂升梁體，使得橋梁上部梁體只在一個支座點位處(局部)抬起；更換支座后，放下梁體；支座受壓，完成單個支座的更換。
[0005]②部分支座(或逐墩)同步頂升更換法
一次抬升橋梁上部梁體，達到更換多個支座的目的。該方法在多個更換支座處(通常是一個或相鄰幾個橋墩上所有的支座處)，使用多個千斤頂和計算機液壓同步控制系統(tǒng)等設備頂升梁體，使得橋梁上部梁體在多個支座點位處同步抬起(每個支座點位處的抬高量相同或者小于某個經(jīng)計算確定的高差值)；更換支座后，放下梁體；支座同步受壓，完成多個支座的更換。
[0006]③全部支座(整體)同步頂升更換法
一次抬升橋梁上部梁體，達到更換全橋(或整聯(lián))全部支座的目的。該方法在全橋(或整聯(lián))所有支座處，使用多個千斤頂和計算機液壓同步控制系統(tǒng)等設備頂升梁體，使得橋梁上部梁體在全橋(或整聯(lián))所有支座點位處同步抬起(每個支座點位處的抬高量相同或者小于某個經(jīng)計算確定的高差值);更換支座后，放下梁體；支座同步受壓，完成全橋(或整聯(lián))支座的更換。
[0007]現(xiàn)有橋梁支座更換方法存在的不足之處分析如下:
①逐個支座頂升更換法
橋梁支座更換時，需要抬起上部梁體，抬起的高度要滿足新支座正常置入梁體下方的需要；放下梁體后，支座受壓、高度收縮，梁體達到正常使用的原有標高高度，支座發(fā)揮正常作用。也就是說，更換支座處梁體的必需抬高值為:支座壓縮量和支座放置施工間隙的總和。橋梁是由橫向或縱向多個支座支撐的整體結構，逐個支座頂升更換法，只在一個支座處頂升、橋梁上部結構的一點局部抬高，會使得橋梁上部結構產(chǎn)生強大、額外附加的內(nèi)力，將導致上部結構梁體發(fā)生損壞；即:逐個支座頂升更換法梁體抬升過程會對橋梁上部結構造成損傷。同時，新支座墊石的頂面標高根據(jù)支座的壓縮量調(diào)整，而此壓縮量是根據(jù)新支座將要承受的壓力或原有座壓縮量估算的，壓縮量估算值和新支座實際壓縮量之間肯定會存在偏差；此偏差終將導致支座更換后，其承受的橋梁上部梁體壓力與設計(預期)值不同，支座更換后梁體的實際標高位置與預期位置存在差異，由此會改變橋梁上部結構的內(nèi)力狀況，影響橋梁的承載能力。
[0008]②部分支座(或逐墩)同步頂升更換法、全部支座(整體)同步頂升更換法
部分支座(或逐墩)同步頂升更換法和全部支座(整體)同步頂升更換法，同時頂升橋梁全部支座處的梁體或者部分支座(或逐墩)處的梁體，克服了逐個支座頂升更換法梁體抬升過程對橋梁上部結構造成損傷的弊端。但是，更換后支座墊石的頂面標高根據(jù)估計的支座壓縮量確定，仍然存在支座最終承受的上部梁體壓力與設計(預期)值不同，支座更換后梁體的實際標高位置與預期位置存在差異的缺陷。
[0009]同時，部分支座(或逐墩)同步頂升更換法和全部支座(整體)同步頂升更換法需要大量的千斤頂、嚴密的計算機液壓同步控制系統(tǒng)、精確的梁體頂升量監(jiān)測系統(tǒng)，梁體頂升過程要求的施工控制精度高、難度大，人員多，施工工期長，支座更換施工費用昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種橋梁支座的壓力注漿更換方法，有效克服現(xiàn)有橋梁支座更換方法存在的三個缺陷:逐個支座頂升更換法單點頂升過程損壞橋梁上部結構梁體，部分支座(或逐墩)同步頂升更換法和全部支座(整體)同步頂升更換法設備復雜、費用昂貴，且均不能保證支座更換后承受的上部梁體壓力與設計(預期)的相同或梁體標高位置與預期位置相同等。
[0011]本發(fā)明的技術方案是:
橋梁支座的壓力注漿更換方法，采用支撐裝置支撐住橋梁上部結構梁體后，拆除原支座以及墊石，在原支座處的橋墩墩頂或蓋梁上層疊放置可上下伸縮的鋼制缸體和新支座，按預設的壓強或壓力、向缸體內(nèi)加壓注漿，新支座升起支撐橋梁上部結構梁體、承受壓力；缸體內(nèi)材料凝固并達到預期強度后，拆除支撐裝置，完成支座更換；
具體步驟分為前期準備和現(xiàn)場施工兩個階段；
第I步、前期準備階段:
第1-1步，測量橋梁待更換支座處的墊石高度H1、橋墩墩頂或蓋梁頂面到橋梁上部結構梁體的梁底的距離尺寸H，測量新支座的高度H2和使用中的原支座的高度H3，估算新支座受壓后的壓縮量ht=H2-H3 ；
第1-2步，制作可上下伸縮的缸體，缸體包括上缸體和下缸體，上缸體設有下開口，下缸體設有上開口，上缸體和下缸體的開口相對并扣合在一起；上缸體的頂部設有出氣通道，出氣通道上設有出口閥門，下缸體的一側設有注漿通道，注漿通道上設有單向閥；
缸體直徑應保證其截面面積不小于原支座墊石的平面面積，缸體壓縮后的最小高度Hgl應滿足其與新支座疊放可以順利的置入橋梁梁體下方、原支座處位置的要求，即:Hgl+H2小于H ;缸體伸長后的最大高度Hg2應滿足其與新支座疊放可以將梁體頂升超過原有標高的要求，即:Hg2+H3>H ;缸體伸縮處應做好密封；
第1-3步，通過實驗，確定漿體和碎石的配置比例；漿體和碎石應滿足經(jīng)過一段時間后，能與碎石凝固、粘結在一起，形成密實體，具有不低于原支座墊石混凝土的強度；當缸體內(nèi)空間較小時，取消碎石；
第1-4步，標定缸體頂升力達到支座設計壓力值時的漿體注漿壓強值；
具體為:將碎石裝入缸體，裝入碎石后缸體的高度略小于H-H2 ;把漿體從注漿孔注入缸體，注入過程中排除缸體中的空氣；缸體注滿漿體、空氣排空后關閉缸體出口閥門；將壓力傳感器與缸體疊放置于自平衡反力架內(nèi)，
繼續(xù)向缸加壓注漿；然后，上缸體頂出，壓力傳感器此時承壓；標定出壓力傳感器壓力值達到支座設計壓力值時對應的漿體注漿壓強值P ;
第2步、現(xiàn)場施工階段:
第2-1步，在橋梁將要更換支座處的橋墩墩頂或蓋梁上，采用支撐結構支撐住支座上方的橋梁上部結構梁體；
第2-2步，用破除設備拆除原有支座下方的混凝土墊石，取出原支座；支座上方梁體沉降、落在支撐結構上，原來由原支座承擔的梁體壓力轉移到支撐結構上；
第2-3步，在缸體