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[摘要]拼接板更換技術是在原橋需要更換板位置,搭設臨時施工平臺,設置臨時固定裝置,拆除原螺栓,先用臨時連接板拼裝,再利用更換下的拼裝板作模具制作新連接板,安裝新制連接板并用新的高強螺栓加固在原有位置上。該技術具有施工期短,操作方便,維修所需人員機械設備少等特點。
[關鍵詞]設置臨時固定裝置;拆除螺栓安裝;更換連接板;加固噴涂
隨著橋梁工程的發展,橋梁的結構形式也多種多樣,按其主要承重材料分為木橋、圬工橋、鋼筋混凝土橋、鋼橋、鋼-混凝土橋組合梁橋等等。其中鋼橋具有強度高,跨徑大,受力簡單,施工便捷等特點,但也同時具有耐候耐蝕性能差,如有損害危害較大,需要經常檢修與保養等缺點。目前鋼橋體現的病害主要為鋼構件銹蝕、局部拼接板出現裂縫、承重桿有變形現象、鉚釘或高強螺栓出現銹蝕或松動現象等。
1鋼衍架拼接板更換技術的優勢
鋼橋經過多年的運營導致其性能逐年降低,如何保障鋼橋運營安全,提高鋼橋的使用壽命成為一個突出的問題。面對此類橋加固問題,基建工作者發揮了充分才智,結合國內外先進理論與現場實際情況,總結和創造出許多維修加固技術和方法。例如增大截面法加固墩臺身、拼接板更換、陰極防腐、頂升法更換支座等等措施,可根據現場實際情況、加固部位采用相應的加固方法。拼接板更換技術是在原橋需要更換板位置,搭設臨時施工平臺,設置臨時固定裝置,拆除原螺栓,先用臨時連接板拼裝,再利用更換下的拼裝板作模具制作新連接板,安裝新制連接板并用新的高強螺栓加固在原有位置上。該技術具有施工工期短,操作方便,所需人員機械設備少等特點。
2工藝流程及操作要點
2.1施工技術要點
搭設施工平臺一臨時輔助固定措施(鋼構件或槽鋼通過工具螺栓固定)一拆除原螺栓,采用臨時工具螺栓替代一制作臨時連接板一拆除一側原拼接板(立即采用臨時連接板替代)一新制拼接板現場鉆孔一拆除臨時連接板,立即安裝一側新拼接板一拆除另一側原拼接板,并立即安裝新制拼接板一通過電動扳手將工具螺栓替換為永久螺栓。
2.2操作要點
2.2.1交通管制
為避免橋梁自然振動、行車干擾及外部溫度變化等因素對施工質量造成影響,在施工時對橋梁進行交通管制。采取措施為在施工時將全橋范圍內封閉慢車道,實行雙向單車道通行:禁止貨車、長途大客(公交車輛除外)通行;通行車輛限速控制在30km/h以內。交通管制時段根據車流量及施工溫度進行調整,每次管制時間一般為4h。
2.2.2臨時施工平臺搭設
陸地施工平臺采用鋼管支架搭設,支架搭設范圍是以構造物外沿為邊緣線向外搭設0.9m。為保證支架穩定性,支架坐落在堅實地面上,平距為1.0m左右,步距為1.2m,在靠近墩柱處的橫橋向鋼管要通長設置,使蓋梁左右的支架形成一體。支架平臺最上層設置1.7m安全綠網以保證施工人員作業安全。水中施工平臺采用掛籃形式,掛籃也采用鋼管及槽鋼組合搭建,施工平臺距鋼橋下弦桿平面留出1m左右工作空間。對于上弦桿、下弦桿、腹板等部位可利用鋼橋自身弦桿,在其上搭設六棱板作為施工平臺更換拼裝連接板。
2.2.3臨時輔助固定措施設置
在更換拼接板的過程中,為保證兩者之間不發生相對縱向位移,利用磁力鉆孔機底座磁鐵吸附在縱梁和端橫梁下翼緣板連接位置處,安裝螺旋鉆頭在連接位置鉆設螺栓連接孔,再采用鋼構件如槽鋼將縱梁和端橫梁鋼構件通過螺栓聯結進行臨時固定。
2.2.4工具螺栓更換
由于原拼接板精制螺栓已經銹蝕,采用普通扳手已經無法松動,為節省施工時間,可采用噴砂機噴砂法或鐵絲刷將所需更換的螺栓表面的銹跡清除干凈,施工時再用機械切割方式將原螺母切割后,使用橡膠錘擊打沖釘將舊的精制螺栓撤除,立即用工具螺栓進行替換。每拆除原結構一個螺栓,即用一個工具螺栓進行替換,嚴禁一次性將多個螺栓一同切除。
2.2.5新制臨時連接板
在橋面交通進行管制后,先拆除連接桿件單側一塊拼接板,隨后安裝新制連接板(替代原拼接板工作)并用工具螺栓固定。臨時連接板應依據每個板不同孔位進行現場開孔,單塊板尺寸規格為75mm×700mm×10mm,每個板開孔數量為8個,在上緣與下緣兩側均采用75mm×700mm×16mm鋼板進行加強。施工時需注意,在橋面為完全管制前,大型車輛在該部位沖擊作用較大,在交通完全管制完成,確定無大型車輛行駛后方可進行原拼接板拆除。
2.2.6新制拼接板
拆除后的原橋拼接板在清除表面污物并整平翹曲面后,即可作為新制拼接板的鉆孔模板,對新制拼接板進行固定鉆孔。由于所換拼接板起到聯結固定桿件作用,所以拼接板為兩塊一組,故制作新拼接板時將兩塊板固定在胎具上,以拆除的拼接板為模具進行套眼鉆孔。鉆孔時先用沖釘在鉆孔位置沖出所鉆孔眼,然后再使用磁力鉆進行精準鉆孔。施工期間需要對鉆孔精確度進行嚴格控制。新制拼接板套眼鉆孔后,可在現場進行預安裝,檢查孔眼尺寸是否能滿足安裝要求。為了保證安裝摩擦面達到規定的摩擦系數,連接面應平整無污物,也不得有不需要的涂料;摩擦面上不允許存在鋼材卷曲變形及凹陷等現象;認真處理好連接板的緊密貼合,對因鋼板厚度偏差或制作誤差造成的接觸面間隙,進行必要的處理。新制接板安裝應選擇的溫度變化小的環境下施工,減少整體升降溫及頂底板溫度差對結構的影響。
2.2.7另一側拼裝板更換
當連接桿件單側拼裝板更換完畢后,采取類似方法將連接桿件另一側拼裝板進行更換。在更換過程中動作要迅速,減少對原橋結構的受力傷害。
2.2.8永久螺栓安裝
上述施工完成后,通過現場試驗確定摩擦面的抗滑移系數及扭矩系數控制值,通過安裝永久精制螺栓來替換所有臨時工具螺栓。高強螺栓采用電動扳手分兩次擰緊,按一定順序施擰。當天安裝的高強螺栓,當天終擰完畢。緊固順序從螺栓群中央開始,依次向外側進行緊固。第一次初擰到標準預拉力的60%-80%,第二次終擰到標準預拉力的100%。終擰后的高強螺栓,為便于區分哪些精制螺栓是否擰固,應使用記號筆以不同符號或彩筆以不同顏色在擰固后的螺帽上涂上標記。對于檢查合格的高強度螺栓再用另一種符號或顏色在螺帽上涂上標記以便區別。當高強螺栓不能自由穿入螺栓孔時,不得硬性敲入,針對具體問題采取相應措施,如孔眼位置不正則使用橡膠錘擊打沖桿來修正螺栓孔。如新制拼接板螺栓孔眼小,則使用鉸刀擴孔,修擴后的螺栓孔不得過大,以避免因擴孔而影響拼接板質量及性能。施工時要保證拼接板和連接高強螺栓潔凈無污物。在施工過程中,存在因空間狹窄,高強度螺栓板手不宜操作部位,故可在施工過程中采用加高套管或用手動扳手安裝。
2.2.9鋼結構表面防護涂裝
為減少大氣環境對鋼構件的銹蝕,恢復橋面交通,拆除臨時固定鋼板,縱梁臨時固定孔采用阻蝕密封材料填滿并刮平,最后進行表面防護涂裝。防腐涂料一般由底漆和面漆組成。底漆具有良好的附著力;有阻蝕性能,對鋼構件能起到很好的防銹蝕作用。而面漆主要功能是保護其下層的底漆,避免因外界環境的影響造成保護漆的裂化及提高防腐質量。針對地域特點選擇適合的防腐漆進行防腐噴涂工作。為了提高鋼橋的防腐效果,先將鋼構件表面進行清理,用鏟刀清除構件表面翹皮、松脫的舊漆層,再用砂紙將基面打磨光潔,潮濕的表面要烘干,構件表面清除干凈后要馬上噴涂一層底漆,一般不超過6h。噴涂順序由上至下,從內至外的順序嚴格控制避免二次污染,涂刷要均勻、無遺漏及掛涂現象。當漆面達到觸干,外界環境允許的情況下進行下一層的漆面涂刷工作。
2.2.10解決交通管制
待維修加固工程全部結束后,即可拆除臨時施工平臺,在對水上施工平臺拆除過程中,先將安全網進行拆除吊至橋上,再把豎向鋼管上的轉向扣解開,把橫向鋼管吊運至橋上,拆除工作平臺之間的連接鐵線,將槽鋼、鋼管逐漸撤除,待施工平臺全部部件拆除后統一運走。施工完畢后安排工人對橋位處垃圾進行清理,將垃圾棄運出橋位。
3結語
此項技術是通過更換原橋拼裝板來提高鋼橋的連接性能及壽命,隨著科技的發展,新材料、新技術的應用,將會有更多方便快捷的方法促進危橋的維修加固工作。
作者:呂大維 王碩 單位:黑龍江省龍建路橋第一工程有限公司