汕頭海灣大橋引橋T梁支座更換技術

胡竟強，龔江烈

(1.廣東省長大公路工程有限公司，廣東廣州 511430;2.湖南省交通科學研究院，湖南長沙 410015)

1 概況

汕頭海灣大橋北引橋包括自N41#橋臺至N2#橋墩共38跨橋梁結構，上部結構有3種形式:35 m、25 m簡支 T梁，2×50 m剛構。橋梁全長1 224 m，橋面總寬28.1 m，共分5聯(lián)，從南至北跨徑組合為:(4×25 m)+錨室+(7×25 m)+(10×25 m)+(2×35 m+2×50 m+2×35 m)+(11×35 m)，橋跨均位于直線上，橋面設3%和2.5%兩種縱坡，橋跨橫向每孔間距2.5 m布置11片T梁，梁體采用預制吊裝施工，預制T梁和現(xiàn)澆濕接縫均采用C50混凝土。設計荷載:汽－超20，掛車－120。

2 病害分析

2.1 病害表現(xiàn)

本橋支座存在支座局部脫空、老化開裂、支座剪切變形，部分支座有較大角度的變形、開裂，產(chǎn)生受力不均現(xiàn)象和脫空現(xiàn)象，且部分支座加勁鋼板外露銹蝕、支座承壓鋼板銹蝕和支座墊石破損，影響支座的正常使用。

2.2 病害成因

首要原因:汕頭海灣大橋修于1995年通車，通車17 a，橋梁位于汕頭港東部出入口媽嶼島海域處，為跨海公路橋，由于海洋性有害氣體的侵蝕，支座存在老化現(xiàn)象需要進行更換。

次要原因:運營期間交通流量大，北引橋縱坡達3%，汽車制動力造成的梁體位移累計較大，且不具有可恢復性。

2.3 病害發(fā)展的危害

橋梁支座病害如果任其發(fā)展，可能造成的后果是:

1)支座鋼板的銹蝕使橡膠加速破壞，導致支座支撐力的損失;

2)橡膠的老化開裂，不利于梁體移動，約束梁體正常伸縮;

3)支座脫空造成支座受力不均和局部應力集中，加速支座的損壞，并失去正常支承功能。

3 支座病害處理方案

3.1 方案比較選擇

橋面連續(xù)的簡支T梁結構更換支座一般采用整體頂升法。整體頂升法更換法，即將橋面板整跨或整聯(lián)的抬升，該方法特點如下:

優(yōu)點:工程量較小，施工時間相對較短，對交通的影響較小。

難點:需要專用頂升設備和設施，對施工人員的要求高，需要挑選有經(jīng)驗的施工單位。

根據(jù)施工時的頂升范圍，可以分為3種整體頂升更換方式:

1)單跨頂升更換法。

該法必須切斷每跨之間的橋面聯(lián)系，包括切割鋪裝層、防撞欄，將施工橋跨受力形式為簡支，在梁端用頂升設備將整跨頂升后更換支座。

缺點:施工期間影響交通，需要中斷橋面交通，汕頭海灣大橋是汕頭市最重要的交通要道，不可能進行中斷交通的方式施工，該方法不可行。

2)單墩頂升更換法。

在保持橋面鋪裝完整性的情況下進行施工，單個橋墩處使用頂升設備頂升梁體，待梁體抬升5～10 mm進行支座更換。

優(yōu)點:不需破壞橋面鋪裝和附屬設施，只需在蓋梁上進行頂升作業(yè)即可。施工時間短，對交通無干擾。因橋面鋪裝連續(xù)，對梁體進行頂升類似于連續(xù)梁向上起撓，需要更大的頂升力，蓋梁完全能滿足承壓能力。

該法對交通沒有影響，因此完全可以考慮選用。3)一聯(lián)(多跨)頂升法。

即將北引橋需要更換支座的多跨簡支梁按每聯(lián)進行更換，將多跨梁體作為一聯(lián)同步頂升。

優(yōu)點:大大減少頂升的次數(shù)和施工時間，最低限度減少對交通的干擾。

缺點:①投入大，同步頂升需要設備和施工人員加倍投入，雖可縮短工期，但是施工成本高昂。②同步頂升難度大，一聯(lián)頂升的難點在于如何協(xié)調頂升設備的同步工作。各千斤頂行程差過大，鋪裝層的整體性就會破壞，各個千斤頂之間的行程差需要控制在允許范圍內。數(shù)量眾多的千斤頂同步工作需要性能卓越的設備和高素質的施工隊伍。③前期準備工作量大，頂升所需的總體時間是最短，但是頂升時支點多、設備協(xié)同復雜，人員配合協(xié)調困難，存在較多不可控因素。

綜合3種方式對比分析，選擇單墩頂升法進行施工。

3.2 施工機具選擇

3.2.1 頂升荷載計算

見表1。

表1 T梁梁體單跨重量計算表

3.2.2 確定頂升機具

頂升原理為將梁體頂升0.5～1.0 cm左右，使結構整體發(fā)生 0.5/2 500 ～1.0/2 500、0.5/3 500 ～1.0/3 500、0.5/5 000 ～ 1.0/5 000 的轉角變化，這樣最小限度地不破壞橋面達到更換支座的目的。

千斤頂?shù)倪x取:采用單墩頂升法，單跨恒載重量見表1，根據(jù)梁端和蓋梁的結構，擬選取20個千斤頂分別放置在梁端橫隔板下方，單個千斤頂應滿足頂升所需的支承力并考慮一定的安全儲備系數(shù)，假定整跨荷載全部分布在千斤頂上，則需最大需要68.6 t的頂升力。這樣選用定推力為100 t的千斤頂完全能夠滿足荷載要求。

頂升系統(tǒng)選用由50個液壓千斤頂、2臺高壓電動油泵、4個平衡分流閥、50個百分表和動力電源組成，液壓千斤頂選用的TYZF型千斤頂(最大噸位100 t，最大行程30 mm)和YZB7.5電動泵站(壓力為2～150 MPa)。

根據(jù)千斤頂標定后的標定公式P=0.134×F－0.98(P為千斤頂指示器示值MPa，F(xiàn)為負荷力值kN)，則25、35和50 m橋跨頂升時油表讀數(shù)最大示值分別為44、63和90 MPa。

千斤頂擺放在蓋梁上，T梁橫隔板的下方，距離梁體30～40 cm，中梁梁體兩側對稱布置，9片中梁兩側布置共18個千斤頂，2片邊梁只單側布置共2個千斤頂，所以1個蓋梁上兩個梁端共布置40個千斤頂。見圖1。

圖1 布置千斤頂

4 更換施工

施工前，做好檢查工作，查看梁體邊界是否存在阻礙物或者聯(lián)系，對頂升工作有阻礙的，必須設法解除，確定可以順利頂升才能實施支座更換施工，施工過程如下:

1)頂梁作業(yè)平臺搭設:千斤頂擺放在蓋梁之上，施工人員需要上到施工平臺進行作業(yè)，因本橋為高架水陸橋，蓋梁距離地面或水面均為20～30 m距離，普通的鋼管支架和門式架落地搭設方式是沒法實施的。因高度高且還有水面上作業(yè)，最終確定采用高空吊架作為施工平臺，通過在T梁上設置植筋吊點，施工平臺采用方管焊接而成的小掛籃，然后通過吊點下系鋼絲繩反吊掛籃，基本固定后施工人員進行平臺加固，確保平臺的穩(wěn)定性。施工人員在掛籃上進行操作，并擺放油泵等設施。

2)機具擺放:油泵和分油閥擺放在作業(yè)平臺上;施工平臺安裝后開始安放千斤頂，千斤頂擺放在蓋梁上，T梁橫隔板的下方(高差過高的位置下面須用鋼墊板墊高，以便千斤頂行程可以有效頂升梁體)，距離梁體30～40 cm，中梁梁體兩側對稱布置，9片中梁兩側布置共18個千斤頂，2片邊梁只單側布置共2個千斤頂，所以1個蓋梁上兩個梁端共布置40個千斤頂。

3)設備檢查:在靠近梁體兩側均勻布置千斤頂，千斤頂上下必須用鋼板墊平，使千斤頂全面接觸受力，對于高差大的，可用鋼墊板超墊平穩(wěn)。油泵設備接上高壓油管，注意各油管的有效長度的均勻性，接好油路之后測試是否存在漏油或者未接好的現(xiàn)象，確保壓力可均勻升降。

4)試頂:千斤頂和油泵檢查完畢，即可進行試頂。試頂?shù)哪康氖菫榱讼菑椥宰冃位虺两担_保頂升受力結構均緊密接觸，在梁體還沒有正式頂起時即停止，并停放0.5 h，經(jīng)觀察無任何變化后即可進行頂升作業(yè)。

5)頂升控制:試頂完成后，在專業(yè)人員統(tǒng)一指揮下所有千斤頂緩慢加載整體頂起梁體使其離開原支座約10 mm左右，即可停止，并在橫隔板下增設若干個支撐，以增加接觸點和面積，提高頂升系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保橋梁整體安全。注意千斤頂?shù)目刂七^程應嚴格按操作規(guī)程進行，進油和回油應做分級、緩慢，直到全部工作結束千斤頂才能卸載，確保橋梁整體安全。

6)支座更換過程:

①在梁端頭處布置百分表、在每個千斤頂附近安裝一個百分表(0～50 mm)，每個工人監(jiān)控2個百分表，以便在頂升時同步監(jiān)控頂升的高度及梁體狀況，同步填制百分表初始數(shù)據(jù)。檢查梁體升高位移情況，保證梁橫向頂升高差值控制在1～2 mm內。頂升前記錄好各標尺的初始讀數(shù)，頂升到支座可取出時應記錄最后讀數(shù)。這個最后讀數(shù)與初始讀數(shù)之差為梁體的最終位移值，該值一般在10 mm以內。

②頂升應由慢到快進行，隨時隨地檢查升高位移值的均勻性，并即時進行調整。為了保持梁體在橫向上的連續(xù)性，防止變形過大而開裂，控制各頂升力在橫向上的分配非常重要。

③在各梁梁端千斤頂旁設置臨時支撐，該支撐隨頂升升高而進行加高，當停止工作時應將該支撐即時楔緊，以防止意外，確保結構物及施工安全。

④當梁體頂升高度達到設計頂升高度時，將對應更換的支座處千斤頂?shù)拈l門關緊，保持該千斤頂?shù)捻斏Χ龋@時立即更換損壞的支座。更換支座只能單個進行，更換一個后再進行下一個的更換，為避免意外情況不得同時進行。

⑤將破壞支座取出，取出前應對原有支座的位置進行測量記錄，然后用專用工具將新支座安放在原位置上，并檢查位置是否正確，高低是否合適，接觸是否良好。應該說所更換的支座應與原支座位置一致，但高度上應略高于原支座為宜。

7)卸載落梁:卸載前去掉臨時支撐，油泵緩慢回油控制落梁速度。卸載完畢拆除臨時支撐，整孔梁體在施工過程中相對幾乎是不動的，對橋面系結構也基本沒有任何影響，支座更換前后支撐反力變化也不大，但梁體的支撐受力情況已經(jīng)得到大大改善。

5 更換后效果

整個支座更換過程是在保證行車的情況下進行的，保證了橋梁正常交通用途，參建各方很滿意。施工過程歷時兩個月，從工程完成后的橋梁檢測情況來看，支座受力情況得到良好改善，橋面整體狀況良好，達到了預期的目的。

［1］孫春剛.濟青高速橋梁整體頂升更換支座施工工藝［J］.城市建設理論研究，2011(13).

［2］莊軍生.橋梁支座［M］.北京:人民交通出版社，1994.

［3］莫其榮，廖恒志，黃亦楠.舊佛山大橋加固改造施工技術［J］.中南公路工程，1999(4).

［4］喻力斌.楊梅昌江大橋T梁安全架設方案的實施［J］.中南公路工程，2005，30(2):130 －131.

［5］曾 平.馬凌河大橋T梁施工簡介［J］.湖南交通科技，2005，31(1):74－75.

［6］張 勇，鄧景燦，謝輝明.茅草街大橋45 m T梁墩頂現(xiàn)澆橫移施工技術［J］.湖南交通科技，2009，35(2):105 －107.

［7］趙品德，梁曉翀.一中小跨徑T梁橋典型病害調查及處治探討［J］.湖南交通科技，2009，35(3):134 －138.

［8］唐 峰，唐偵湛.某連續(xù)T梁橋靜載試驗分析［J］.公路工程，2010，35(6):89 －91.

［9］李積泉.梧州西江二橋50 m T梁的下河與架設［J］.中南公路工程，2003，28(3):97 －99.

［10］王振陽，徐 琦，施篤錚.某T梁橋翼緣剪切斷裂原因分析與加固方案選擇［J］.中南公路工程，2004，29(1):81 －84.