梁桥梁体纵向偏位后的纠偏复位方法
【专利摘要】本发明公开了一种梁桥梁体纵向偏位后的纠偏复位方法，1）消除对偏位梁体的水平纵向分力：2）对偏位联所有梁体进行临时固结以形成一个受推整体，同时将偏位联偏位朝向一侧的所有桥跨的梁体进行临时固结以形成一个受力整体；3）在偏位联对应的所有桥墩顶部安装顶升装置，由顶升装置将对应的梁体顶升；4）在第3）步顶升形成的间隙内设置临时滑动支座；5）在偏位联最靠近受力整体的那跨偏位梁体和桥墩顶部盖梁间设置反力架和纠偏千斤顶；由纠偏千斤顶纵向推该跨偏位梁体，进而推动偏位联整联；6）偏位联纠偏到位后，最后恢复原状。本发明解决了巨大纠偏力量的传力难题，同时纠偏推力成倍减少，施工方便、施工周期短、成本低。
【专利说明】梁桥梁体纵向偏位后的纠偏复位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及梁桥维修技术，具体指一种梁桥梁体纵向偏位后的纠偏复位方法，属于桥梁养护加固施工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在现有桥梁结构形式中，有梁桥、拱桥、斜拉桥、吊桥及组合结构桥梁，其中以梁桥最为常见。梁桥在施工和营运过程中，本来位置正确的混凝土梁桥的上部结构梁体会出现纵向偏位现象。由于梁体通常是几跨连接形成一联，所以发生纵向偏位一定是该联所有跨梁体都纵向偏位，简称偏位联。产生这种现象一般有以下原因:
1、上部结构梁体底部向下倾斜使梁体纵向滑动；
在梁桥结构中，桥墩上方是盖梁，盖梁和梁体之间为支座结构，盖梁与支座之间为支座垫石，支座垫石与支座之间以及梁体和支座之间为钢板。由于路线的纵坡存在，梁体自身在纵向是倾斜的。正常情况下，支座是处于水平状态的，竖直向下的重力由支座承担，梁体处不会产生水平分力。但是当支座上钢板不处于水平状态时，支座存在偏压现象，上部结构T梁的自重会在支座处产生一个纵向水平分力F，水平分力F的出现就可能使梁体向下滑动。
[0003]2、梁体热胀冷缩与动载作用使倾斜梁体纵向滑动；
当支座上钢板不处于水平状态时，上部结构T梁的自重会在支座处产生一个纵向水平分力，这个分力会帮助梁体在热涨时高端向低端伸长，而在冷缩时高端收缩，如此反复梁体纵向向低端滑动。动载作用则加剧了倾斜梁体的纵向滑动。
[0004]为了保证桥梁使用的安全，混凝土梁桥的上部结构梁体应该通过纠偏措施回到正确的位置。然而目前梁体纵向偏位现象并不多见，处理方法也少有研究，故还没有行之有效的纠偏措施，使得梁桥梁体纵向偏位后的纠偏复位处于研究空白。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种施工方便、施工周期短、成本低的梁桥梁体纵向偏位后的纠偏复位方法。
[0006]本发明的技术方案是这样实现的:
梁桥梁体纵向偏位后的纠偏复位方法，其特征在于:其步骤为:
O消除对偏位梁体的水平纵向分力:
由于上部结构产生纵向滑动的根本原因是支座上钢板不处于水平状态。所以消除方法是:在偏位联所有偏位梁体底部钢板下焊接锲形钢板，偏位梁体底部钢板与锲形钢板形成的整体下表面水平，使支座上钢板恢复水平状态，以消除水平纵向分力对偏位梁体的影响。
[0007]2)对偏位联所有桥跨的偏位梁体进行临时固结以形成一个受推整体，同时将偏位联偏位朝向一侧的所有桥跨的梁体进行临时固结以形成一个受力整体，目的是将偏位梁体的纠偏水平推力的反作用力通过该受力整体传递到桥台和大地。
[0008]因为本发明的纠偏思路是通过反力架将推力传递给需要纠偏的梁体，即通过千斤顶推临时固结的偏位联，由于这个力量非常巨大，产生的巨大反作用力由受力整体承受，所以需要进行步骤2)的前期准备。
[0009]由于偏位联只需要梁体临时固结，在纠偏时相对下部桥墩发生位移，所以其临时固结措施为:两跨梁体之间的结构缝通过焊接固结。而受力整体需要作为一个整体以抵抗纠偏产生的巨大反作用力，受力整体不能动，所以其临时固结措施除了联与联之间的伸缩缝通过焊接固结，每联梁体间的结构缝通过焊接固结外，由于反力架是通过分界桥墩将反作用力传递给梁体的，所以还需要同时将受力整体最靠近偏位联那跨梁体与偏位联共用的桥墩(即分界桥墩)通过焊接固结，同时受力整体放在桥台上的那跨梁体与桥台也需要焊接固定；使该侧的所有梁体和分界桥墩及桥台形成一个不动的整体。
[0010]3)在偏位联对应的所有桥墩顶部安装顶升装置，由顶升装置将对应的偏位梁体顶升，使偏位梁体和对应的桥墩上部支座之间形成间隙。由于桥墩顶部设有支座垫石和支座，上部结构(即梁体)压在支座上。而支座与支座垫石的存在，上部结构和桥墩盖梁之间就存在一定的空间，该空间即可安装顶升装置。
[0011]4)在第3)步顶升形成的间隙内设置临时滑动支座，临时滑动支座包括不锈钢板和聚四氟乙烯板，不锈钢板位于聚四氟乙烯板之上，不锈钢板和聚四氟乙烯板之间再设置硅脂层，以使不锈钢板和聚四氟乙烯板可自由滑动，然后取消顶升装置支撑力使梁体落在临时滑动支座上。通常不锈钢板的厚度是3mm，聚四氟乙烯板厚度是3mm，因此第3)步的顶升高度控制在Icm以内即可；只要能够有合适的高度安装不锈钢板和聚四氟乙烯板即可。
[0012]5)在偏位联最靠近受力整体的那跨偏位梁体和该跨偏位梁体下的桥墩顶部盖梁间设置反力架，在该跨偏位梁体横隔板与反力架之间安装纠偏千斤顶；由纠偏千斤顶纵向推该跨偏位梁体，进而推动偏位联整联，推偏位联产生的反作用力通过第2)步形成的受力整体传递到桥台和大地；
所述反力架包括水平部件，水平部件纵向放置在该偏位梁体对应的桥墩顶部盖梁上，水平部件的一端下部设有向下牛腿，向下牛腿内侧设有垫板，垫板在纠偏时贴在该偏位梁体对应的桥墩盖梁纠偏方向所在面；在水平部件的另一端上部设有向上牛腿，纠偏千斤顶位于向上牛腿与该偏位梁体横隔板之间。
[0013]6)偏位联纠偏到位后，拆除反力架，启动顶升装置使纠偏后的梁体相对下部支座悬空，拆除第4)步设置的临时滑动支座，再取消顶升装置支撑力使梁体落下并拆除顶升装置，取消第2)步的临时固结措施，使所有桥跨之间的连接关系以及梁体与桥墩的连接关系恢复到纠偏前状态即可。
[0014]相比现有技术，本发明具有如下有益效果:
1、对偏位纠偏梁体所在联的整联梁体和其反方向的所有桥跨的梁体分别进行临时固结，目的是将偏位梁体的纠偏水平推力传递到桥台，解决了巨大纠偏力量的传力难题。
[0015]2、用钢板、不锈钢板和四氟滑板形成临时滑动支座，摩擦阻力由上部结构重力的
0.4倍变为0.04倍，将纠偏的推力成倍减少。
[0016]3、顶升和纠偏整个过程采用同步设备，梁体和桥墩底部安装应力检测设备，确保桥梁结构和施工全过程安全。
[0017]4、利用不同介质之间的摩擦系数相差较大的原理，产生出纠偏的水平推力，用钢板与不锈钢板、不锈钢板与四氟滑板之间的摩擦系数相差较大产生临时滑动面，反力架结构简单，推力小，对原有结构的损伤小。
[0018]5、本发明工期短，通常一个偏位联纠偏作业两天左右即可完成。施工影响小，成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1-本发明梁体纠偏横断面示意图。
[0020]图2-本发明梁体纠偏纵断面示意图。
[0021]图3-本发明反力架结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]本发明梁桥梁体纵向偏位后的纠偏复位方法，其步骤为:
O消除对偏位梁体的水平纵向分力:
由于梁体偏位的因素可能较多，甚至有些原因还没有被认识到，所以这里的消除只是尽力消除即可，不是一定要全部消除。现有分析发现，上部结构产生纵向滑动的根本原因是支座上钢板不处于水平状态，所以消除方法是:在偏位联所有偏位梁体底部钢板下焊接锲形钢板，偏位梁体底部钢板与锲形钢板形成的整体下表面水平，使支座上钢板恢复水平状态，以消除水平纵向分力对偏位梁体的影响。
[0023]2)对偏位联所有桥跨的偏位梁体进行临时固结以形成一个受推整体，同时将偏位联偏位一侧的所有桥跨的梁体进行临时固结以形成一个受力整体，目的是将偏位梁体的纠偏水平推力的反作用力通过该受力整体传递到桥台，最终传递到大地，避免纠偏过程对桥墩带来损伤。
[0024]因为本发明的纠偏思路是通过反力架将推力传递给需要纠偏的梁体，即通过千斤顶推临时固结的偏位联，由于这个力量非常巨大，产生的巨大反作用力由受力整体承受，所以需要进行步骤2)的前期准备。现有技术为了行驶舒适性某几跨梁体上表面是连接在一起的，从而构成整联，但该联所有梁体之间在连接位的下面存在缝隙形成结构缝(如果不连接就构成伸缩缝，联和联之间就是这样，以克服热胀冷缩)，所以每联梁体之间表面的连接相对比较薄弱，在纵向纠偏从端头推动该联时可能在某些跨产生附加应力，故需要对偏位梁体所在联的整联梁体进行临时固结以形成一个受力整体。而偏位联只需要梁体临时固结，在纠偏时相对下部桥墩发生纵向位移，所以其临时固结措施为:两跨梁体之间的结构缝通过焊接固结。而受力整体需要作为一个整体以抵抗纠偏产生的巨大反作用力，受力整体不能动，所以其临时固结措施除了联与联之间的伸缩缝通过焊接固结，每联梁体间的结构缝通过焊接固结外，由于反力架是通过分界桥墩将反作用力传递给梁体的，所以还需要同时将受力整体最靠近偏位联那跨梁体与偏位联共用的桥墩(即分界桥墩)通过焊接固结，同时受力整体放在桥台上的那跨梁体与桥台也需要焊接固定，梁体与路面也需要焊接固定；使该侧的所有梁体和分界桥墩及桥台形成一个不动的整体。
[0025]3)在偏位联对应的所有桥墩顶部安装顶升装置，由顶升装置将对应的偏位梁体顶升，使偏位梁体和对应的桥墩上部支座之间形成间隙。由于桥墩顶部设有支座和支座垫石，上部结构(即梁体)压在支座上。而支座和支座垫石的存在，上部结构和桥墩盖梁之间就存在一定的空间，该空间即可安装顶升装置。[0026]4)在第3)步顶升形成的间隙内设置临时滑动支座，临时滑动支座包括不锈钢板和聚四氟乙烯板，不锈钢板位于聚四氟乙烯板之上，不锈钢板和聚四氟乙烯板之间再设置硅脂层，以使不锈钢板和聚四氟乙烯板可自由滑动，然后取消顶升装置支撑力使梁体落在临时滑动支座上。通常不锈钢板的厚度是3mm，聚四氟乙烯板厚度是3mm，因此第3)步的顶升高度控制在Icm以内即可；只要能够有合适的高度安装不锈钢板和聚四氟乙烯板即可。本发明设置不锈钢板、聚四氟乙烯板及硅脂层，目的是形成一个摩擦力很小的滑动支座，使梁体和桥墩之间的摩擦系数尽量减小，通过本改进，摩擦系数可由通常情况下的0.4减小到
0.04，大大减轻第5)步的推力。
[0027]5)在偏位联最靠近受力整体的那跨偏位梁体和该跨偏位梁体下的桥墩顶部盖梁间设置反力架，在该跨偏位梁体横隔板与反力架之间安装纠偏千斤顶；由纠偏千斤顶纵向推该跨偏位梁体，进而推动偏位联整联，推偏位联产生的反作用力通过第2)步形成的受力整体传递到桥台和大地。图2是本发明梁体纠偏纵截面示意图，其中箭头代表梁体纠偏方向，1-桥墩；2_盖梁；3_反力架；4_纠偏千斤顶；5_偏位梁体；6_未偏位梁体；7_横隔板；8-临时滑动支座；9-临时固结位。
[0028]参见图3，所述反力架呈卧倒的Z字形，包括水平部件31，水平部件31纵向(相对桥梁而言)放置在该偏位梁体对应的桥墩顶部(盖梁上)，水平部件31的一端下部设有向下牛腿32，向下牛腿32内侧设有垫板33，垫板33在纠偏时贴在该偏位梁体对应的桥墩盖梁纠偏方向所在面；在水平部件31的另一端上部设有向上牛腿34，纠偏千斤顶4位于向上牛腿34与该偏位梁体横隔板7之间。本发明水平部件31由两段调节钢管通过法兰盘连接构成，其意义在于:1、减小构件大小，便于运输和安装；2、盖梁上地方狭小，只有组装构件才能安装。
[0029]由于梁体纠偏的推力很大，通常一个千斤顶难以满足要求，因此，本发明反力架3及对应的纠偏千斤顶4通常有4-8套，一套反力架对应着一套千斤顶，形成一排，见图1，所有千斤顶形成的合力一起推动偏位联复位。所有千斤顶通过控制系统使之同步动作。涉及到顶升作业时，由于顶力很大，也需要进行这样的考虑，即多个千斤顶同步顶升和放下。
[0030]6)偏位联纠偏到位后，拆除反力架，启动顶升装置使纠偏后的梁体相对下部支座悬空，拆除第4)步设置的临时滑动支座，再取消顶升装置支撑力使梁体落下并拆除顶升装置，取消第2)步的临时固结措施，使所有桥跨之间的连接关系以及梁体与桥墩的连接关系恢复到纠偏前状态即可。
[0031]本发明前面四步属于前期准备工作，都是为第5)步服务的，第6)步属于复位工作。
[0032]在梁体纠偏复位前，在纠偏梁体底部横隔板及该联桥墩底部安装应力检测设备，确保结构安全，并在复位施工过程中，应对纠偏梁体底部、桥墩底部，千斤顶安装的横隔板进行全程跟踪观测，发现损伤情况，应立即停止复位，查明原因后方可继续复位工作。同时，应在复位过程中不间断监测桥梁梁体偏位量，发现意外情况应查明原因后方可继续复位工作。具体可按如下要求进行:
(I)在开始进行维修处治前应对桥梁梁体的纵向偏移量进行复测，复测时至少采用两种不同的方式进行测量对比，以确定施工前梁体的准确偏移量值，从而确定梁体的纠偏量值。[0033]( 2 )对桥上交通进行管制。
[0034](3)安装反力架及千斤顶顶升系统。
[0035](4)纠偏复位过程中，应对主要受力部位(T梁横隔板及桥墩底部)进行监测。
[0036](5)纠偏复位工作完成后，检测所有伸缩缝、栏杆、支座上、下钢板(锲形钢板与支座垫石)间的相对位置关系，以确定恢复到原位。
[0037]当桥梁梁体复位量与梁体偏移量之间的差值控制在2mm以内时，可认为梁体纠偏复位满足要求。
[0038]验收完成后，即可开放交通，恢复车辆通行。
[0039]在一座桥梁上，如果存在多联桥跨纵向偏位(通常朝一个方向偏位)，只需要按本方法分别对每联进行纠偏复位即可。
[0040]本发明梁体能够回到正常位置，主要基于以下几点:1、通过设置临时滑动支座，使梁体和桥墩之间的摩擦系数尽量减小，大大减轻纠偏时的推力。2、偏位是受到外力影响，偏位的梁体本身有回到正常位置的意愿和趋势。3、在纠偏前消除了产生偏位的作用力。
[0041]本发明适合于混凝土梁桥上部结构梁体纵向滑动偏位后的纠偏复位，包括:简支梁桥、先简支后结构连续梁桥、先简支后桥面连续梁桥、连续梁桥等。
[0042]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.梁桥梁体纵向偏位后的纠偏复位方法，其特征在于:其步骤为: 1)消除使梁体偏位的水平纵向分力； 在偏位联所有偏位梁体底部钢板下焊接锲形钢板，偏位梁体底部钢板与锲形钢板形成的整体下表面水平，使支座上钢板恢复水平状态，以消除水平纵向分力对偏位梁体的影响； 2)对偏位联所有桥跨的偏位梁体进行临时固结以形成一个受推整体，同时将偏位联偏位朝向一侧的所有桥跨的梁体进行临时固结以形成一个受力整体，目的是将偏位梁体的纠偏水平推力的反作用力通过该受力整体传递到桥台和大地； 3)在偏位联对应的所有桥墩顶部安装顶升装置，由顶升装置将对应的偏位梁体顶升，使偏位梁体和对应的桥墩上部支座之间形成间隙； 4)在第3)步顶升形成的间隙内设置临时滑动支座，临时滑动支座包括不锈钢板和聚四氟乙烯板，不锈钢板位于聚四氟乙烯板之上，不锈钢板和聚四氟乙烯板之间再设置硅脂层，以使不锈钢板和聚四氟乙烯板可自由滑动，然后取消顶升装置支撑力使梁体落在临时滑动支座上； 5)在偏位联最靠近受力整体的那跨偏位梁体和该跨偏位梁体下的桥墩顶部盖梁间设置反力架，在该跨偏位梁体横隔板与反力架之间安装纠偏千斤顶；由纠偏千斤顶纵向推该跨偏位梁体，进而推动偏位联整联，推偏位联产生的反作用力通过第2)步形成的受力整体传递到桥台和大地； 6)偏位联纠偏到位后，拆除反力架，启动顶升装置使纠偏后的梁体相对下部支座悬空，拆除第4)步设置的临时滑动支座，再取消顶升装置支撑力使梁体落下并拆除顶升装置，取消第2)步的临时固结措施，使所有桥跨之间的连接关系以及梁体与桥墩的连接关系恢复到纠偏前状态即可。
2.根据权利要求1所述的梁桥梁体纵向偏位后的纠偏复位方法，其特征在于:所述反力架包括水平部件，水平部件纵向放置在该偏位梁体对应的桥墩顶部盖梁上，水平部件的一端下部设有向下牛腿，向下牛腿内侧设有垫板，垫板在纠偏时贴在该偏位梁体对应的桥墩盖梁纠偏方向所在面；在水平部件的另一端上部设有向上牛腿，纠偏千斤顶位于向上牛腿与该偏位梁体横隔板之间。
3.根据权利要求 1所述的梁桥梁体纵向偏位后的纠偏复位方法，其特征在于--第2)步偏位联的临时固结措施为:两跨梁体之间的结构缝通过焊接固结； 受力整体的临时固结措施为:联与联之间的伸缩缝通过焊接固结，每联梁体间的结构缝通过焊接固结；同时将受力整体最靠近偏位联那跨梁体与偏位联共用的桥墩通过焊接固结，受力整体放在桥台上的那跨梁体与桥台焊接固定。
【文档编号】E01D22/00GK103821091SQ201410068583
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2014年2月27日
【发明者】潘正华, 阳先全, 颜昌清, 程卫军, 童其强, 张昶, 王浩, 张文明, 盛焰正, 何航 申请人:武汉中交试验检测加固工程有限责任公司