淺談橋梁支座更換技術(shù)

近年來(lái)，我國(guó)橋梁建設(shè)取得舉世公認(rèn)的成績(jī)，然而隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)和交通事業(yè)的發(fā)展，大量正在使用的橋梁隨著使用年限的增長(zhǎng)，甚至個(gè)別剛投入運(yùn)營(yíng)的橋跨結(jié)構(gòu)危害問(wèn)題已日益突出，橋梁加固任務(wù)十分繁重。
橋梁支座是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件，可謂一座橋梁的咽喉所在，關(guān)系重大，一旦出現(xiàn)病害，將影響到上下部結(jié)構(gòu)的使用壽命和交通安全。目前，新建的公路橋梁幾乎全部選用橡膠支座。特別是高速公路橋梁，橡膠支座的用量大，病害多，事故頻繁發(fā)生，支座病害處治及更換刻不容緩。下面單就支座更換技術(shù)結(jié)合工程實(shí)例作以簡(jiǎn)述：
一、支座的病害癥狀及原因分析
1.支座脫空：支座墊石和梁底鋼板不水平。
2.支座異常變形：大多因?yàn)槁淞簳r(shí)不夠平穩(wěn)，支座存在較大的初始剪切變形。
3.支座不能正常滑動(dòng)：墩頂落有大量的混凝土垃圾，不銹鋼板銹蝕，摩阻力變大。
4.支座開裂：施工因素、支座質(zhì)量問(wèn)題、超載車輛的影響、支座墊石的影響以及其他因素。
二、主要更換方案
1.扁型千斤頂法
把超薄的液壓千斤頂安放在主梁與蓋梁的狹小的空間內(nèi)，直接頂升梁體，利用百分表觀測(cè)梁體上升的速度，以保證橋跨各梁體受力均勻同步提升。該方法是目前使用最廣泛的頂升方法。
2.鞍型支架法
用橋墩本身做支撐在蓋梁上搭設(shè)支架，設(shè)計(jì)成“鞍型支架”，放置千斤頂來(lái)頂升梁體。
3.枕木滿布式支架法
在地面上設(shè)置枕木，以枕木為基礎(chǔ)，設(shè)置滿布式或部分木支架至橋梁梁體處，在支架上安置千斤頂頂升梁體。
4.鞍型支架法
用橋墩本身做支撐在蓋梁上搭設(shè)支架，設(shè)計(jì)成“鞍型支架”，放置千斤頂來(lái)頂升梁體。
三、方案的實(shí)施
1.配載計(jì)算及配載車布置
為保證一孔橋梁的整體受力及同步頂升，首先應(yīng)按照設(shè)計(jì)文件計(jì)算橋面、中梁、邊梁、護(hù)欄等上部構(gòu)造的重量，然后根據(jù)整體重量均衡的原則進(jìn)行配載，通常選用車輛均勻布置配載，保證頂升過(guò)程中受力均衡。
2.主要施工材料設(shè)備
機(jī)械名稱：發(fā)電機(jī)組，電焊機(jī)，液壓站，單向超薄千斤頂，百分表，手動(dòng)千斤頂，配載車，登高吊籃架，氣割設(shè)備，液壓分配均衡器，高壓分配油管。
3.施工準(zhǔn)備
（1）搭設(shè)施工平臺(tái)。
（2）將液壓同步起重設(shè)備當(dāng)中的單動(dòng)式液壓千斤頂逐一在壓力機(jī)上進(jìn)行壓力測(cè)試，采集在液壓機(jī)l0、20、24、30、36、40MPa狀態(tài)下在壓力機(jī)上顯示的力的讀數(shù)，并記錄、編號(hào)、保存，并做出直線回歸，掌握不同千斤頂?shù)膬?nèi)摩阻值。
（3）打磨墩臺(tái)平面，清理干凈墩臺(tái)部位。
（4）檢查機(jī)具、新支座的規(guī)格、型號(hào)及數(shù)量、施工人員組成、交通控制設(shè)施、動(dòng)力、信號(hào)系統(tǒng)，以及施工輔料等是否齊備；具體落實(shí)模擬演習(xí)的場(chǎng)地。
（5）模擬演習(xí)，檢查設(shè)備性能，修正施工參數(shù)，熟悉施工操作，檢驗(yàn)施工方案，校正施工細(xì)節(jié)。
（6）為防止操作過(guò)程中的不同步現(xiàn)象出現(xiàn)，將在每片梁下加設(shè)兩塊百分表，并且在相臨橋墩設(shè)百分表兩塊，用來(lái)監(jiān)測(cè)在升高過(guò)程中存在的同步差異，以便采取相應(yīng)措施。
4.施工步驟
（1）完成施工準(zhǔn)備工作后，進(jìn)行施工技術(shù)交底。
（2）現(xiàn)場(chǎng)安裝施工設(shè)備，精確安放千斤頂。
（3）擺放好交通控制設(shè)施，封閉交通，橋上橋下通訊暢通，定崗定員，全面檢查。
（4）啟動(dòng)電動(dòng)液壓泵站，觀察泵站壓力表緩慢施動(dòng)調(diào)壓手柄，使壓力逐步緩慢上升。
（5）在頂升過(guò)程中，注意及時(shí)墊好支撐墊塊（鋼墊板口200mm—300mm，墊在墩臺(tái)頂面箱梁端橫隔板之下緊靠墊石兩側(cè)，還應(yīng)結(jié)合支座取出時(shí)所需要預(yù)留的進(jìn)出空間進(jìn)行考慮），保證每塊墊板無(wú)翹角、歪斜等不良現(xiàn)象；若一個(gè)活塞行程不夠，應(yīng)在確保墊塊穩(wěn)固、到位（頂緊箱梁）以后，讓活塞回油回程，取出千斤頂，在千斤頂?shù)鬃�位��，用鋼板墊高至所需高度，重復(fù)4—6步驟相關(guān)頂舉操作。
（6）每級(jí)操作都必須同步進(jìn)行，高差、油壓誤差必須嚴(yán)格控制在誤差范圍內(nèi)，上一級(jí)操作的誤差可在下一級(jí)操作中進(jìn)行調(diào)整，直到箱梁整體脫離支座頂面，繼續(xù)提升，使得支座頂面具有5—10mm的施工空間。
（7）及時(shí)墊好端橫隔板處的支撐墊塊，確保每塊墊板穩(wěn)固，并支墊到位，保持住千斤頂?shù)挠蛪骸?BR>（8）迅速取出原有支座，把不需要更換的舊支座清理干凈，并在四氟板的凹槽內(nèi)均勻涂抹一層硅脂；同時(shí)，新支座的四氟板凹槽內(nèi)也要均勻涂抹一層硅脂；清掃干凈墊石表面。（盆式支座需用氧割等工具輔助拆除原支座。）
（9）快速將涂好硅脂的支座準(zhǔn)確放回?cái)M定位置，注意有四氟板的一面朝上，支座安放完畢并經(jīng)檢查合格后，開始落梁。（盆式支座安裝需根據(jù)實(shí)際施工情況采調(diào)整原墊石高度，并用環(huán)氧材料找平新墊石并固定新支座，然后梁體歸位）
（10）落梁時(shí)，注意避免碰撞支座，以保證支座位置準(zhǔn)確；落梁采用與提升相逆的工藝法，亦按頂舉時(shí)同一步長(zhǎng)、步階緩慢降落同一幅的每片箱梁，有利于主梁就位準(zhǔn)確且與支座密貼；若主梁與支座密貼不好，應(yīng)查明原因，采取有效措施予以糾正或重來(lái)。
四、注意事項(xiàng)
1.施工過(guò)程中，為安全起見，建議封閉交通。
2.需要復(fù)位的舊支座必須拿出清理干凈，并涂滿硅脂后才能進(jìn)行復(fù)位，經(jīng)更換、復(fù)位后的支座，正交方向中線偏位不得大于2mm。
3.頂升前應(yīng)解除伸縮縫、欄桿、支座等相關(guān)固結(jié)部分。
4.施工前應(yīng)對(duì)墩臺(tái)頂基面進(jìn)行清理，鑿除基面凸起部分，在預(yù)支頂千斤頂部分如存在鋼筋頭的應(yīng)予以割除處理至低于砼表面高度。
5.千斤頂?shù)姆胖脩?yīng)注意放置位置的平整，在千斤頂放置位置應(yīng)避免出現(xiàn)大的坡差，如出現(xiàn)應(yīng)以環(huán)氧砂漿找平后再安裝千斤頂。千斤頂?shù)姆胖脩?yīng)在緊臨原有橡膠支座的位置兩側(cè)各放置一臺(tái)，作為頂升用千斤頂。
6.頂升前應(yīng)單一和統(tǒng)一調(diào)試各自動(dòng)化控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行性，以保證頂升過(guò)程中的正常進(jìn)行。
7.在梁體本身頂起5mm后，及時(shí)放置臨時(shí)支撐。
8.因主梁整體同步抬高，施工中應(yīng)采用防側(cè)傾支架，并加強(qiáng)梁板橫向位移的施工監(jiān)控。
9.落梁前應(yīng)確認(rèn)所有臨時(shí)支撐已拆除，新支座已安裝好。
五、施工實(shí)例
1.工程概況
溫塘河大橋是鄰水邱家河至重慶高速公路上的一座特大型橋梁，分為左右兩幅。左幅橋跨布置為3×30m+15×10m+9×30m，總長(zhǎng)530.09m；右幅橋跨布置2×30m+15×10m+9×30m，總長(zhǎng)500.09m。上部結(jié)構(gòu)主橋?yàn)?40m的箱形拱橋，矢跨比為1/5，單幅橫向布置6個(gè)箱，拱上行車道為10m長(zhǎng)的空心板，單幅橫向布置9塊板。兩岸引橋?yàn)?0m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁、橋面連續(xù)。主拱基礎(chǔ)為重力式擴(kuò)大基礎(chǔ)，其余橋墩基礎(chǔ)為挖孔樁基礎(chǔ)，墩臺(tái)為重力式U型墩臺(tái)，橋墩為
柱式墩。橋梁縱面位于坡度為1.41%的長(zhǎng)下坡段，平面局部位于R＝700m的緩和曲線上；橋面伸縮縫采用WCF80伸縮縫；T梁采用GPZ系列盆式橡膠支座，空心板梁采用GYZ系列圓形板式氯丁橡膠支座。
2.支座病害程度
左右幅引橋的支座均不同程度的存在著滑移、鼓包、傾斜、鋼板銹蝕等病害。特別是右幅第三聯(lián)引橋支座大幅出現(xiàn)橡膠板擠壓變形、上鋼板滑動(dòng)錯(cuò)位、支座喪失滑動(dòng)能力的現(xiàn)象，病害程度較為突出。
3.支座病害成因分析
引起支座滑移的主要原因?yàn)樵撀?lián)內(nèi)梁體的整體向鄰水側(cè)的滑移，梁體滑移主要原因有以下幾方面：
（1）現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)支座的上鋼板存在有一定的斜度，并非水平放置，為滑動(dòng)的發(fā)生提供了先決條件。
（2）橋梁位于長(zhǎng)下坡段，途經(jīng)車輛（特別是超重車輛）的制動(dòng)作用十分頻繁，這是引起橋梁整體滑移的外部因素。
（3）處于斜坡上的連續(xù)梁，在溫度變化及重力的作用下會(huì)產(chǎn)生向下坡方向的滑移—即溫度爬移現(xiàn)象，是引起本橋梁體滑移的另一個(gè)外部因素。
4.處理措施
本次加固采用對(duì)該聯(lián)梁體整體更換板式橡膠支座的方式進(jìn)行維修。板式橡膠支座受力明確，具有足夠的豎向剛度以承受垂直荷載，且能將上部構(gòu)造的壓力可靠地傳遞給墩臺(tái)；有良好的彈性以適應(yīng)梁端的轉(zhuǎn)動(dòng)；有較大的剪切變形以滿足上部構(gòu)造的水平位移；具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、安全方便、節(jié)省鋼材、價(jià)格低廉、養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)便、易于更換等特點(diǎn)。根據(jù)結(jié)構(gòu)受力計(jì)算，更換的板式橡膠支座型號(hào)為：3、7號(hào)墩：300x350x67板式橡膠支座；4～6號(hào)墩：300x350x69四氟板式橡膠支座。
5.施工方案及步驟
此次梁體的頂升采用扁型千斤頂法逐墩進(jìn)行頂升的方案。頂升設(shè)備是200噸/個(gè)的同步液壓千頂，千斤頂?shù)淖畲笮谐虨?cm。施工步驟為：預(yù)頂升→頂升→臨時(shí)支撐→拆除舊支座→粘帖上鋼板→安放新支座→解除臨時(shí)支撐→落梁
六、結(jié)語(yǔ)
由于橋梁結(jié)構(gòu)形式各不相同，支座更換有一定技術(shù)難度，使得施工存在一定風(fēng)險(xiǎn)性，需要專業(yè)隊(duì)伍，以防損壞橋梁結(jié)構(gòu)。
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