一种桥梁支座垫石结构及支座垫石更换方法 |
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| 申请号 | CN202310877675.3 | 申请日 | 2023-07-17 | 公开(公告)号 | CN116752462A | 公开(公告)日 | 2023-09-15 |
| 申请人 | 上海悍马建筑科技有限公司; 江苏高速公路工程养护有限公司; | 发明人 | 韩松; 陈耀井; 刘汉有; 谭成; 沈安迪; 任旭; | ||||
| 摘要 | 本 申请 涉及一种 桥梁 支座垫石结构及支座垫石更换方法，涉及桥梁加固维护的领域，其中垫石是采用高 触变性 的改性环 氧 结构胶作为材料的结构胶垫石，结构胶垫石内不需要设置密集的 钢 筋进行加强，具有很好的抗压性能和抗裂性能。结构胶垫石在浇注的过程中，施工时间短， 凝固 后不会出现裂缝和凹坑，省去了常规的找平、修补工序，结构胶垫石的凿除、浇注难度更低。本申请具有降低制作垫石更换难度，提高支座垫石更换效率，缩短施工周期的效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种桥梁支座垫石结构，包括设置在墩台（1）和梁体（2）之间的垫石和支座（4），其特征在于：所述垫石为改性环氧结构胶浇注而成的结构胶垫石（3）。 |
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| 说明书全文 | 一种桥梁支座垫石结构及支座垫石更换方法技术领域[0001] 本申请涉及桥梁加固维护的领域，尤其是涉及一种桥梁支座垫石结构及支座垫石更换方法。 背景技术[0002] 桥梁支座是连接桥梁上部梁体和下部桥墩的重要结构，支座安装的平整程度和强度大小直接影响支座的使用性能与寿命，进一步影响桥梁的行车安全与舒适度；桥梁支座包括支座和垫石。 [0003] 支座的使用寿命是10‑20年，因为各种损害可能使用年限会大大的缩短；桥梁的寿命，中小桥是50年，大桥是100年，远比支座长。所以要定期更换支座。支座与下部桥墩之间会设置支座垫石，支座垫石可以方便更换支座的时候腾出空间，方便放置千斤顶。 [0004] 垫石常用垫石混凝土浇筑而成，混凝土支座垫石施工，需在盖梁施工时埋入下部预埋钢筋，盖梁浇筑完成后在现场进行垫石钢筋的绑扎、模板安装，同时将预埋钢板与下部预埋钢筋焊接固定，再浇筑垫石混凝土，待混凝土强度达到后，拆除模板，再进行下一步工序支座的安装。 [0005] 现有的桥梁支座垫石存在缺陷：支座垫石具有调节支座高程的作用，因此对其完成顶面(即预埋钢板顶面)的高程具有极高的精度要求，现场对预埋钢板的高程控制极为困难，需要在下部预埋钢筋安装时就进行高程控制，后续进行下预埋钢板焊接安装时也非常容易产生由于现场工人操作失误而产生的误差；支座垫石体积小，其内部配筋又非常密集，现场施工时常常因为条件影响垫石混凝土振捣不到位而导致混凝土内部不密实、混凝土强度降低、表面质量差等等问题，影响桥梁的结构安全和使用安全；传统的支座垫石一般在现场进行制作施工，需要进行钢筋的绑扎、模板的安装等工序，还需要预留混凝土的等强时间，施工工艺复杂且工期较长。 [0006] 而且，桥梁使用过程中垫石发生损坏或裂缝等现象时避免不了需要对支座及垫石进行更换。传统的做法是用千斤顶顶起梁体，采用物理方法对垫石进行破除，并且需要重新现场浇筑制作垫石，混凝土垫石的凿除难度较大，施工起来比较困难，而且混凝土需要的时间较长且由于作业空间有限，质量很难保证。 [0007] 针对上述中的相关技术，发明人提供了一种桥梁支座结构及其施工方法，其施工更方便，成本更低。 发明内容[0008] 针对常规的支座垫石结构复杂的问题，一方面本申请提供一种桥梁支座垫石结构,采用如下的技术方案：一种桥梁支座垫石结构，包括设置在墩台和梁体之间的垫石和支座，所述垫石为改性环氧结构胶浇注而成的结构胶垫石。 [0009] 通过采用上述技术方案，垫石材质直接采用改性环氧结构胶，结构胶性能高强且稳定，固化性能优，抗压强度大，粘接强度高，韧性及抗冲击性好，抗老化及耐介质腐蚀性能好；完全采用改性环氧结构胶浇注而成的结构胶垫石具有优异的抗裂性能，垫石表面不会出现各种原因引起的裂缝。同时，结构胶的固化温度范围广，适用于桥梁位于户外的特点，可用于北方寒冷地区施工。传统的混凝土垫石，容易出现振捣不实的情况，凝固后表面易出现凹坑和裂纹，需要进行修补找平，保证与支座接触面是平整的；直接采用结构胶式垫石，凝固过程中不会出现开裂和凹坑，能够在灌注的同时实现修补找平（省去额外的修补找平工序），消除局部边缘脱空现象，提高施工效率；结构胶垫石自身抗压性能、抗裂性能都较好，一般的强度要求不需要在垫石内预埋钢筋，强度要求较高时，也仅需要设置较少的钢筋，这有效避免了因混凝土垫石因钢筋密集造成的振捣不密实的问题，这也有助于保障垫石的质量。 [0011] 通过采用上述技术方案，结构胶触变性好，易于涂刮，抗流挂，能够保障凝固后的结构胶垫石平整，有助于结构胶垫石的高效浇注，保障结构胶垫石的质量。 [0012] 第二方面，本申请提供一种更换上诉桥梁支座垫石结构的更换方法，采用如下的技术方案：一种桥梁支座垫石更换方法，包括依次进行的准备阶段、顶升阶段、持荷阶段和落梁阶段，所述持荷阶段的施工步骤包括：S31，拆除原支座；S32，垫石处理；S33，安装新支座； S32，垫石处理包括：S32.1，凿除垫石，去除墩台上的所有原垫石结构，令墩台上的垫石安装面平整；S32.2，安装面凿毛，对凿除垫石后的安装面进行凿毛处理，以便于结构胶附着；S32.3，垫石浇注，在墩台上立模板组成模腔，将充分混合搅拌均匀的改性环氧结构胶灌注在模腔中，待胶体固化后，拆除模板。 [0013] 通过采用上述技术方案，使用改性环氧结构胶作为垫石的材质，灌注过程中，由于结构胶的高触变性，结构胶不易流挂，结构胶能够被模板很好的限制。将凿除垫石后的安装面进行凿毛处理，这有助于环氧结构胶附着在墩台的安装面上，能够令结构胶垫石更好的固定在墩台上。由于使用改性环氧结构胶浇注垫石，凝固的结构胶抗压强度大且具有优异的抗裂性能，基本不需要在结构胶垫石预埋钢筋进行加强，即使因强度需要，增加钢筋，也不需要像混凝土垫石浇筑时那样预埋密集的钢筋，不预埋钢筋或者钢筋分布松散，这有效避免了因钢筋密集导致振捣不密实的问题，而这些特性，可以保证成型的结构胶垫石表面平整，不会像混凝土垫石一样出现裂缝和凹陷，可以省去垫石凝固后的修补和找平。相较于传统的混凝土垫石，换用结构胶垫石浇注，可以大大提升桥梁支座垫石施工的施工效率，缩短施工时长。 [0014] 可选的，S32.3中，采用分层浇筑的方式灌注结构胶，每层结构胶的厚度控制5mm‑10mm，一层结构胶浇筑完后，确认没有明显孔洞、气泡即可开始灌注下一层，灌注完成后，将结构胶的顶部刮平至设计高度。 [0015] 通过采用上述技术方案，由于采用的是高触变性的结构胶，分层浇筑能够有效避免垫石内存在孔洞、气泡；同时，将每层的浇筑厚度控制在5‑10mm能够兼顾结构胶的灌注效率和垫石质量。由于结构胶的触变性好，在完成灌注后，适宜通过人工刮平的方式将结构胶的底部调整至设计高度且保障垫石的顶部平整。 [0016] 可选的，所述持荷阶段还包括：S34，支座上钢板调平，在梁底支座顶部设置调平钢板，在调平钢板上方涂抹环氧结构胶。 [0017] 通过采用上述技术方案，在支座与梁体之间设置调平钢板，通过涂覆环氧结构胶，保证接触面的平整。 [0019] 通过采用上述技术方案，在正式顶升之前进行预顶升，并检测顶升设备、支撑结构是否存在异常，有效降低施工中的安全隐患。 [0020] 可选的，S23，梁体顶升，采用逐级顶升方式；梁体顶到预定高度后，安装临时支撑，调整临时支撑高度，保证临时支撑与梁底密贴，保持千斤顶油压不变，将梁体支撑在临时支撑、千斤顶上。 [0021] 通过采用上述技术方案，逐级顶升，以更好的控制顶升高差，有助于及时纠正异常，保障施工的顺利进行；控制横桥和纵桥向的顶升高差，保障施工的顺利进行。 [0022] 1.可选的，所述落梁阶段包括：所述落梁阶段包括：S41，落梁；S42，梁体复位后观察；S41.1，拆除部分临时支撑，千斤顶同步顶起梁体，逐步拆除临时支撑的钢垫板的钢垫板；S41.2中，千斤顶同步缓慢回落，各千斤顶同步回油按照固定高度分级回落，落梁过程要保持所有梁体同步并保持整体平稳。 [0023] 通过采用上述技术方案，分段落梁、逐步拆除临时支撑，保证落梁过程的安全性。配合结构胶调平，保证落梁阶段的平稳。 [0026] 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.采用改性环氧结构胶作为垫石的材料，结构胶自身良好的抗压性能能够满足垫石的支撑功能，而且结构胶自身的抗压、抗裂性能以及凝固性能能够避免垫石开裂、缩短垫石凝固时间，有效提升垫石的施工效率，再次更换支座垫块时，无须费力凿除混凝土或砂浆垫层，只需凿除结构胶即可，省时省力，能够有效降低垫石的拆除难度和更换时间，结构胶的固化温度范围广，可用于北方寒冷地区施工。 [0027] 2.在进行垫块的重新浇筑时，由于改性环氧结构胶性能高强且稳定，结构胶垫石内部无需配置密集的钢筋网格，避免了因钢筋密集振捣不密实的问题，能够有效避免垫石凝固后出现凹坑，省去垫石成型后的找平流程，简化施工流程；3.环氧结构胶固化后具有优异的抗裂性能，垫石表面不会出现各种原因引起的裂缝，而且施工工艺简单，简化了施工流程，加快了施工速度，降低了施工成本； 4.环氧结构胶触变性好，易于涂抹钢板，抗流挂，能够更好的保障垫石支撑面的平整，结构胶固化性能优，抗压强度大，粘接强度高，韧性及抗冲击性好、抗老化及耐介质腐蚀性能好，不容易发生损坏； 5.环氧结构胶韧性及抗冲击性能好，尤其适用与车行动荷载作用下桥梁结构 附图说明 图1是本申请实施例中支座垫石的整体结构示意图； 图2是本申请实施例中支座垫石的更换流程示意图。 [0028] 附图标记：1、墩台；2、梁体；3、结构胶垫石；4、支座。 具体实施方式[0029] 以下结合附图1‑2对本申请作进一步详细说明。 [0030] 一方面，本申请实施例公开了一种桥梁支座垫石结构，参照图1，包括设置在墩台1和梁体2之间的结构胶垫石3和支座4，结构胶垫石3的材质为改性环氧结构胶；结构胶垫石3的四周设置为坡面，以预防积水。本实施例中，垫石所选用的改性环氧结构胶为高触变性的膏状结构胶，改性环氧结构胶的静态堆积高度大于等于5cm，改性环氧结构胶的触变指数大于等于4.0。 [0031] 另一方面，本申请实施例还公开了一种更换上述结构胶垫石的桥梁支座垫石更换方法，参照图2，共包括四个阶段：准备阶段、顶升阶段、持荷阶段和落梁阶段，四个阶段依次进行。 [0032] （一）准备阶段S11，根据设计图纸进行现场调查。在更换支座之前，需要记录原支座破损情况并对其进行拍照、编号。 [0033] S12，根据设计图纸，布置千斤顶。 [0034] S13，顶升设备安装。设备安装好后进行调试，确保可靠顺利的完成支座更换工作。 [0035] （二）顶升阶段S21，顶升设备调试，包括液压系统检查、控制系统检查及监测系统检查。 [0036] S22，预顶升，正式顶升前，首先对设备进行试顶。预顶升分为两步进行，包括：S22.1，一次预顶升，以顶升力控制为主，顶到支座计算反力的50%左右，持荷10min检查顶升设备的安全性，无任何异常后千斤顶回落到原位； S22.2，二次预顶升，以顶升位移控制为主，将梁体顶升至脱离原支座1mm，然后锁定液控阀，保持油缸压力不变，并持荷5分钟，检查所有支座与梁体的脱开情况，同时测定梁体总重及各支座反力，观察各支点处千斤顶以及支撑系统情况，如果发现异常及时处理。检查顶升监控系统工作是否正常，调试合格后即可实施正式顶升。 [0037] S23,梁体顶升,预顶完毕后，开始正式顶升，采用逐级顶升方式，第一级顶升时持压5min，其他级顶升持压10min，末级加压值按最终顶升量控制。顶升过程中，时刻注意千斤顶及百分表的示数，确保顶升高度在设计范围内。 [0038] S24,梁体顶到预定高度后，安装临时支撑，调整临时支撑高度，保证临时支撑与梁底密贴，保持千斤顶油压不变，将梁体支撑在临时支撑、千斤顶上。为避免顶升过程中各支点处因应力过大造成局部损伤，落梁到临时支承上之后，如果有足够的施工操作空间，可让千斤顶仍然保持压力，即支座拆除过程中以及拆除之后，由临时支承和持荷千斤顶共同支承梁体重量。 [0039] （三）持荷阶段S31，拆除原支座，梁体顶升到位后，对原支座位置进行标记，拆除原支座。 [0040] S32,垫石处理,包括：S32.1，凿除垫石，采用小功率电锤凿除原支座垫石，若原支座垫石为混凝土垫石，混凝土垫石内的钢筋也一同拆除，保留平整的安装面；S32.2，安装面凿毛，凿除垫石后，对应垫石的浇筑区域，对墩台上的安装面进行凿毛处理，对梁体底部的预埋钢板进行除锈处理；S32.3，垫石浇注，根据梁底至墩面距离实际需要确定垫石高度，固定激光标定仪，选用合适高度的模板，在安装面上立模板组成模腔，在模腔中对应预埋螺栓的位置放置空心套筒，现场混合改性环氧结构胶各组分，充分混合搅拌均匀后，将改性环氧结构胶灌注如模腔中。 [0041] 向模腔中灌注结构胶的过程中，采用分层浇筑的方式灌注结构胶，每层结构胶的厚度控制5mm‑10mm，一层结构胶浇筑完后，确认没有明显孔洞、气泡即可开始灌注下一层，灌注完成后，参照激光标定仪的标定，将结构胶的顶部刮平至设计高度。进行垫石浇注前，设置激光标定仪，以便对标记垫石高度，以助于各垫石浇注高度平齐。结构胶的高触变性，能够保证结构胶稳定的限制在模板内，同时可以顺利的刮平；结构胶自身的抗压抗裂性能很好，一般强度要求下，不需要预埋钢筋进行加固，即使实际情况需要增加钢筋，也不用像混凝土垫石一样密集设置，这样就能够保障灌注满整个模腔，不会存在振捣不实的问题，垫石凝固后表面平整，高度精准，且不会出现凹坑，能够避免找平修补的步骤。 [0042] S33，安装新支座，支座安装时，应防止支座出现偏压或产生过大的初始剪切变形，安装完成后必须保证支座与下部结构紧密接触，不得出现脱空现象。在安放新支座前，还需根据标记在原支座位置及新支座表面进行十字定位，以确保支座更换后位置准确。在安装前将支座表面的擦拭洁净，不得有损伤现象。 [0043] S34，支座上钢板调平，根据梁体不水平的实际情况，在梁体底部和支座顶部之间设置调平钢板，调平钢板的平面尺寸按设计图纸尺寸。在增加的调平钢板上方涂抹环氧结构胶，调平钢板放置于支座中心。 [0044] （四）落梁阶段S41，落梁，包括： S41.1，拆除部分临时支撑，支座更换完毕并检查无误后，检查油顶与临时支撑的稳定性，千斤顶顶起梁体，拆除临时支撑的的顶部钢垫板；分多阶段进行落梁，并逐步拆除临时支撑。 [0045] S41.2，第一阶段落梁至预定标高，该标高（H1）为梁底顶升前高程（H0）加上支座的压缩量（Δh），即H1=H0+Δh；千斤顶同步缓慢回落，各千斤顶同步回油按照每级1mm的高度回落。落梁过程要保持所有梁体同步并保持整体平稳。落梁过程中，严格控制同一桥墩横桥向同步回落，同一墩顶横桥向相邻支座高差不得超过设计值，本实施例中为0.3mm。 [0046] S41.3，第二阶段落梁在梁底调平钢板上的环氧结构胶固化后进行，落梁至原有标高处。 [0048] S42，梁体复位后观察，梁体复位后连续观察24小时，检查支座和垫石水平情况且无异常情况后，顶升设备及临时支撑方可拆除。 [0049] S43，验收，检查顶升高度、落梁高度及落梁减顶升前高度误差是否在误差范围内；检查支座上下钢板是否水平；用空心检测锤敲击上下钢板，检测上下钢板修补胶是否饱满； 支座横纵向位移量是否满足要求等。 [0050] 本申请实施例公开的一种桥梁支座垫石结构及支座垫石更换方法的实施原理为，利用改性环氧结构胶性能高强且稳定的特点，直接用结构胶垫石替代常规的混凝土垫石，这样可以省去在垫石内预埋密集钢筋进行加强，施工更加方便，且能避免因钢筋密集造成振捣不密实的问题，同时结构胶垫石拆卸相较于混凝土垫石也更为方便。而且结构胶抗裂性优异，结构胶垫石凝固后，不会出现开裂和孔洞，省去了常规工艺中的修补找平，简化了工序，提高了效率。 [0051] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。 |
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