淺談淮安大橋側向限位支座更換監控技術

李天敢

摘 要：通過淮安大橋側向限位支座更換過程，重點介紹特大型橋梁側向限位支座更換監控方法。為同類型橋梁的維修加固提供參考。

關鍵詞：橋梁 支座 更換 監控

中圖分類號：U442 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0045-01

1 工程概況

淮安大橋是江蘇省淮徐高速公路上的一座特大型橋梁，橋梁全長2062 m。主橋跨徑：152 m+370 m+152 m。為雙塔雙索面預應力混凝土斜拉橋，索塔采用“H”型結構。為了防止主橋上部結構在橫向風動、地震等的影響，在索塔和主梁之間設置了橫向限位支座，以防止主梁在運營期間發生過大的橫向變形，影響主梁的正常使用。

2 病害成因

為方便描述，對淮安大橋四個側向限位支座進行編號，如圖1所示。

2.1 施工方面原因

該橋側向限位支座原設計支撐條為8 mm厚的鋼板條，但在施工時將鋼板厚度調整為2 cm。由于支座上下均有2 cm厚支撐條，側向限位支座將徹底失去豎向滑動的能力。

2.2 設計方面原因

淮安大橋原設計在側向限位支座上、下方均設置了8 mm厚的支撐條，該支撐條限制了支座的豎向變形，但是主梁在荷載作用及溫度作用下必然會出現相對索塔的豎向位移，該豎向位移受到支撐條的限制，產生的附加內力可能會使支撐條脫落進而達不到支撐橡膠支座的作用。

2.3 運營期間的影響

該橋已通車使用8～9年，在使用過程中受到活載、溫度以及風荷載作用等均可能使梁體發生橫向移位或者轉動，使支座受力不均，在縱橋向往復伸縮的影響下，支座在順橋向滑出。

3 處治方案

3.1 更換橡膠支座

現場四處側向限位支座均出現老化開裂的病害，故借本次病害專項處治的機會對原四處側向限位支座均進行更換。

3.2 對構造進行優化處理

原設計構造具有一定的缺陷，能夠滿足梁體相對索塔縱向伸縮的需要，但是限制了梁體的豎向位移。本設計在原設計的基礎上進行一定的優化，使梁體相對索塔縱向和豎向均能達到自由變形的要求。

3.3 支座墊石修復

采用環氧結構膠批嵌的方法對支座墊石進行修復，提高其耐久性。

3.4 施工過程側向支撐設計

在不中斷交通的情況下施工，當側向限位支座被取出后，相應的主梁在該位置處為無側向限位裝置的狀態，為避免主梁發生橫向位移，在側向限位支座拆除前采用千斤頂橫向支撐主梁，起到臨時側向限位的作用。

4 頂推監控

4.1 測點布設

在側向限位支座縱橋向兩側千斤頂位置處設置了主梁橫橋向平面位移監測點，在主塔橫梁截面主梁箱梁底面設置了主梁豎向位移監測點，在支座縱橋向兩側預埋鋼板旁邊設置了主梁縱橋向位移監測點。

4.2 試頂推監控

在進行正式的頂推之前，對27-2支座進行試頂推以檢驗頂推系統和監控設備的性能。從試頂推結果可以看出，試頂推最大噸位為5 t，頂推過程中橫橋向位移幾乎沒有，頂推噸位最大為單個千斤頂5 t，四個千斤頂噸位基本一致，由于控制界面反映的頂推力只能以整數出現，因此，可以認為2號控制點的負載噸位滿足設計要求，即相鄰千斤頂噸位差異小于0.5 t，在監控要求的范圍內，試頂推同步性較好。同時頂推設備和監控系統性能都非常穩定，能夠完成同步頂推及其監控工作。

4.3 頂推監控過程

4.3.1 千斤頂頂推過程監控

頂推分兩級進行，每級為單個千斤頂10噸，總噸位為40 t。在頂推單個千斤頂達到20 t，總噸位達到80 t后鎖定頂推設備，保持油壓穩定，起到臨時支撐作用。從頂推結果可以看出，頂推過程中施加頂推力后橫向基本沒發生位移，讀數在小于0.1 mm范圍變動，主要原因是在行車荷載的作用下，百分表指針出現微小跳動，滿足設計上保證主梁在千斤頂施頂過程中不發生橫橋向水平移動的要求。

4.3.2 千斤頂噸位監控

從頂推結果可以看，四個支座頂推過程中各控制點負載噸位基本一致，滿足設計上保證頂推噸位差異小于0.5 t的要求，符合監控要求，說明頂推未引起大的附加內力，塔、梁始終處于安全受力狀態。

4.3.3 主梁橫向自由復位位移監控

舊支座拆除后卸除頂推力，維持梁體一側自由狀態30 min，以便主梁進行橫向自由復位。期間每隔10 min記錄橫橋向位移值，監測主梁橫向自由復位情況。從觀測結果看，支座拆除頂推力卸除后橫向基本沒發生位移，讀數在小于0.1 mm范圍變動，主要原因是在行車荷載的作用下，百分表指針出現微小跳動，可以初步判斷主梁在支座拆除無約束自由狀態下，沒有發生橫橋向自由復位位移。

4.3.4 主梁豎向位移監控

從在主塔橫梁截面主梁箱梁底面設置的主梁豎向位移監測百分表的讀數來看，隨著正常行車荷載的作用，百分表讀數一直跳動，在2 mm范圍內變化，說明主梁在豎橋向發生了約2 mm的位移。

4.3.5 主梁縱橋向位移監控

從在支座縱橋向兩側預埋鋼板旁邊設置的主梁縱橋向位移監測百分表的讀數來看，隨著正常行車荷載的作用，百分表讀數一直跳動，在7.8 mm范圍內變化，說明主梁在縱橋向發生了約7.8 mm位移。

4.3.6 溫度監控

對于溫度的監控，從頂推開始到千斤頂壓力卸除，在監控工作期間，每天的早、中、下午和晚上都進行了兩小時一次的溫度觀測。

5 頂推力卸除監控過程與分析

從頂推力卸除監控結果可以看出，頂推力卸除后主梁橫橋向沒有發生位移，梁體恢復頂推前狀態，梁體內并未產生附加內力，符合設計和監控的要求。

對于最終千斤頂噸位負載情況，頂推力卸除后，各個控制點基本達到零噸位狀態，符合監控要求。

6 結語

本次淮安大橋側向限位支座更換工程，在從側向支座頂推開始到新支座安裝結束后整個過程中，通過對千斤頂頂推力、橫橋向位移監測，成功保障了整個施工過程中主梁的受力安全。施工完成后，原有的支座病害情況得到了有效的處治，達到了預期的效果，同時也滿足支座更換的設計要求。endprint