浅谈桥梁支座更换技术

近年来，我国桥梁建设取得举世公认的成绩，然而随着国民经济的迅速增长和交通事业的发展，大量正在使用的桥梁随着使用年限的增长，甚至个别刚投入运营的桥跨结构危害问题已日益突出，桥梁加固任务十分繁重。
桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要构件，可谓一座桥梁的咽喉所在，关系重大，一旦出现病害，将影响到上下部结构的使用寿命和交通安全。目前，新建的公路桥梁几乎全部选用橡胶支座。特别是高速公路桥梁，橡胶支座的用量大，病害多，事故频繁发生，支座病害处治及更换刻不容缓。下面单就支座更换技术结合工程实例作以简述：
一、支座的病害症状及原因分析
1.支座脱空：支座垫石和梁底钢板不水平。
2.支座异常变形：大多因为落梁时不够平稳，支座存在较大的初始剪切变形。
3.支座不能正常滑动：墩顶落有大量的混凝土垃圾，不锈钢板锈蚀，摩阻力变大。
4.支座开裂：施工因素、支座质量问题、超载车辆的影响、支座垫石的影响以及其他因素。
二、主要更换方案
1.扁型千斤顶法
把超薄的液压千斤顶安放在主梁与盖梁的狭小的空间内，直接顶升梁体，利用百分表观测梁体上升的速度，以保证桥跨各梁体受力均匀同步提升。该方法是目前使用最广泛的顶升方法。
2.鞍型支架法
用桥墩本身做支撑在盖梁上搭设支架，设计成“鞍型支架”，放置千斤顶来顶升梁体。
3.枕木满布式支架法
在地面上设置枕木，以枕木为基础，设置满布式或部分木支架至桥梁梁体处，在支架上安置千斤顶顶升梁体。
4.鞍型支架法
用桥墩本身做支撑在盖梁上搭设支架，设计成“鞍型支架”，放置千斤顶来顶升梁体。
三、方案的实施
1.配载计算及配载车布置
为保证一孔桥梁的整体受力及同步顶升，首先应按照设计文件计算桥面、中梁、边梁、护栏等上部构造的重量，然后根据整体重量均衡的原则进行配载，通常选用车辆均匀布置配载，保证顶升过程中受力均衡。
2.主要施工材料设备
机械名称：发电机组，电焊机，液压站，单向超薄千斤顶，百分表，手动千斤顶，配载车，登高吊篮架，气割设备，液压分配均衡器，高压分配油管。
3.施工准备
（1）搭设施工平台。
（2）将液压同步起重设备当中的单动式液压千斤顶逐一在压力机上进行压力测试，采集在液压机l0、20、24、30、36、40MPa状态下在压力机上显示的力的读数，并记录、编号、保存，并做出直线回归，掌握不同千斤顶的内摩阻值。
（3）打磨墩台平面，清理干净墩台部位。
（4）检查机具、新支座的规格、型号及数量、施工人员组成、交通控制设施、动力、信号系统，以及施工辅料等是否齐备；具体落实模拟演习的场地。
（5）模拟演习，检查设备性能，修正施工参数，熟悉施工操作，检验施工方案，校正施工细节。
（6）为防止操作过程中的不同步现象出现，将在每片梁下加设两块百分表，并且在相临桥墩设百分表两块，用来监测在升高过程中存在的同步差异，以便采取相应措施。
4.施工步骤
（1）完成施工准备工作后，进行施工技术交底。
（2）现场安装施工设备，精确安放千斤顶。
（3）摆放好交通控制设施，封闭交通，桥上桥下通讯畅通，定岗定员，全面检查。
（4）启动电动液压泵站，观察泵站压力表缓慢施动调压手柄，使压力逐步缓慢上升。
（5）在顶升过程中，注意及时垫好支撑垫块（钢垫板口200mm—300mm，垫在墩台顶面箱梁端横隔板之下紧靠垫石两侧，还应结合支座取出时所需要预留的进出空间进行考虑），保证每块垫板无翘角、歪斜等不良现象；若一个活塞行程不够，应在确保垫块稳固、到位（顶紧箱梁）以后，让活塞回油回程，取出千斤顶，在千斤顶底座位置，用钢板垫高至所需高度，重复4—6步骤相关顶举操作。
（6）每级操作都必须同步进行，高差、油压误差必须严格控制在误差范围内，上一级操作的误差可在下一级操作中进行调整，直到箱梁整体脱离支座顶面，继续提升，使得支座顶面具有5—10mm的施工空间。
（7）及时垫好端横隔板处的支撑垫块，确保每块垫板稳固，并支垫到位，保持住千斤顶的油压。
（8）迅速取出原有支座，把不需要更换的旧支座清理干净，并在四氟板的凹槽内均匀涂抹一层硅脂；同时，新支座的四氟板凹槽内也要均匀涂抹一层硅脂；清扫干净垫石表面。（盆式支座需用氧割等工具辅助拆除原支座。）
（9）快速将涂好硅脂的支座准确放回拟定位置，注意有四氟板的一面朝上，支座安放完毕并经检查合格后，开始落梁。（盆式支座安装需根据实际施工情况采调整原垫石高度，并用环氧材料找平新垫石并固定新支座，然后梁体归位）
（10）落梁时，注意避免碰撞支座，以保证支座位置准确；落梁采用与提升相逆的工艺法，亦按顶举时同一步长、步阶缓慢降落同一幅的每片箱梁，有利于主梁就位准确且与支座密贴；若主梁与支座密贴不好，应查明原因，采取有效措施予以纠正或重来。
四、注意事项
1.施工过程中，为安全起见，建议封闭交通。
2.需要复位的旧支座必须拿出清理干净，并涂满硅脂后才能进行复位，经更换、复位后的支座，正交方向中线偏位不得大于2mm。
3.顶升前应解除伸缩缝、栏杆、支座等相关固结部分。
4.施工前应对墩台顶基面进行清理，凿除基面凸起部分，在预支顶千斤顶部分如存在钢筋头的应予以割除处理至低于砼表面高度。
5.千斤顶的放置应注意放置位置的平整，在千斤顶放置位置应避免出现大的坡差，如出现应以环氧砂浆找平后再安装千斤顶。千斤顶的放置应在紧临原有橡胶支座的位置两侧各放置一台，作为顶升用千斤顶。
6.顶升前应单一和统一调试各自动化控制系统的正常运行性，以保证顶升过程中的正常进行。
7.在梁体本身顶起5mm后，及时放置临时支撑。
8.因主梁整体同步抬高，施工中应采用防侧倾支架，并加强梁板横向位移的施工监控。
9.落梁前应确认所有临时支撑已拆除，新支座已安装好。
五、施工实例
1.工程概况
温塘河大桥是邻水邱家河至重庆高速公路上的一座特大型桥梁，分为左右两幅。左幅桥跨布置为3×30m+15×10m+9×30m，总长530.09m；右幅桥跨布置2×30m+15×10m+9×30m，总长500.09m。上部结构主桥为140m的箱形拱桥，矢跨比为1/5，单幅横向布置6个箱，拱上行车道为10m长的空心板，单幅横向布置9块板。两岸引桥为30m预应力混凝土简支T梁、桥面连续。主拱基础为重力式扩大基础，其余桥墩基础为挖孔桩基础，墩台为重力式U型墩台，桥墩为
柱式墩。桥梁纵面位于坡度为1.41%的长下坡段，平面局部位于R＝700m的缓和曲线上；桥面伸缩缝采用WCF80伸缩缝；T梁采用GPZ系列盆式橡胶支座，空心板梁采用GYZ系列圆形板式氯丁橡胶支座。
2.支座病害程度
左右幅引桥的支座均不同程度的存在着滑移、鼓包、倾斜、钢板锈蚀等病害。特别是右幅第三联引桥支座大幅出现橡胶板挤压变形、上钢板滑动错位、支座丧失滑动能力的现象，病害程度较为突出。
3.支座病害成因分析
引起支座滑移的主要原因为该联内梁体的整体向邻水侧的滑移，梁体滑移主要原因有以下几方面：
（1）现场检查发现滑动支座的上钢板存在有一定的斜度，并非水平放置，为滑动的发生提供了先决条件。
（2）桥梁位于长下坡段，途经车辆（特别是超重车辆）的制动作用十分频繁，这是引起桥梁整体滑移的外部因素。
（3）处于斜坡上的连续梁，在温度变化及重力的作用下会产生向下坡方向的滑移—即温度爬移现象，是引起本桥梁体滑移的另一个外部因素。
4.处理措施
本次加固采用对该联梁体整体更换板式橡胶支座的方式进行维修。板式橡胶支座受力明确，具有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，且能将上部构造的压力可靠地传递给墩台；有良好的弹性以适应梁端的转动；有较大的剪切变形以满足上部构造的水平位移；具有构造简单、安全方便、节省钢材、价格低廉、养护简便、易于更换等特点。根据结构受力计算，更换的板式橡胶支座型号为：3、7号墩：300x350x67板式橡胶支座；4～6号墩：300x350x69四氟板式橡胶支座。
5.施工方案及步骤
此次梁体的顶升采用扁型千斤顶法逐墩进行顶升的方案。顶升设备是200吨/个的同步液压千顶，千斤顶的最大行程为3cm。施工步骤为：预顶升→顶升→临时支撑→拆除旧支座→粘帖上钢板→安放新支座→解除临时支撑→落梁
六、结语
由于桥梁结构形式各不相同，支座更换有一定技术难度，使得施工存在一定风险性，需要专业队伍，以防损坏桥梁结构。
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