大噸位球形鋼支座現場安裝與質量控制

■朱彥明 ■中鐵一局集團橋梁工程有限公司，重慶 渝北 401211

1 前言

(1)杭州市康橋路西段工程跨運河橋為部分預應力斜拉橋，跨徑組合為66m+110m+66m，其中8#、9#主墩墩頂截面尺寸為6米×4米的矩形墩，墩身砼標號C50，主墩采用左右幅分離式橋墩，墩頂安裝一個80000KN的球形支座，全橋共4個，支座尺寸為2380×2360mm，單重約為17.3t。

(2)根據設計圖紙及相關規范要求，在墩身頂面支座安裝部位預留400×400mm錨栓孔，錨栓孔預留深度為1500mm。預留錨栓孔中心及對角線位置偏差±10mm。

(3)支座安裝采用80噸汽車吊整體吊裝，吊裝前需要在墩頂面灌注高強材料進行標高調平，保證支座受力均勻傳遞。支座軸線偏差及頂面高程滿足設計要求。

2 施工準備

(1)支座安裝前，混凝土表面須干凈，堅實，無油脂，油污，無水泥浮漿及無附著不牢的小顆粒。對墩頂表面及螺栓預留孔內的灰塵、水泥浮漿等雜質進行清理，并對墩頂表面進行鑿毛處理，以保證良好的粘結。在澆注灌漿料前必須使墩頂混凝土表面被水浸透至少4個小時，用干凈的砂布及壓縮空氣除去所有的游離態的水，特別是預留孔洞中的殘留水。

(2)在墩頂用墨線標出支座縱向、橫向軸線、邊線，利于支座準確就位。

(3)開箱檢查支座是否完好、錨固聯接件是否配套，現場安裝工具、材料是否齊備，在支座安裝前，應檢查對支座連接狀況是否正常，支座拆除包裝時切忌不得松動上、下支座鋼板的連接螺栓。

(4)在支座頂板、底板用油漆點標出縱向、橫向軸線、方向，利于支座吊裝快速就位。

(5)本工程球型支座單重為18噸左右，根據吊裝距離和高度，采用80噸的吊車整體吊裝，吊裝前應對吊裝場地、空間距離等情況進行勘察，對吊車支腿基礎進行平整，保證吊裝過程中的安全。

(6)為保證球型支座在吊裝過程中保持水平，沿四周設立四個吊點，用鋼絲繩與支座吊點牢固聯接，相鄰兩個吊點采用20噸手拉葫蘆延長鋼絲繩，以便于±90°方向調整高度，保證起吊、落放過程中的支座保持水平狀態。

3 灌漿材料選用

(1)本工程80000KN球型支座底板面積較大，要保證支座底板與墩頂灌漿密實，就要求灌漿材料有較大的流動性及較高的強度。

(2)原設計方案采用環氧樹脂砂漿做為填充料，但單次灌注需要配制數量接近5m3，現場配制條件不能滿足，且成本較高，施工質量不易控制。

(3)借鑒設計單位建議并參照國內其他大型支座的安裝經驗，經綜合比較，從施工簡便、強度保證及安裝可靠性等方面考慮，選用無收縮水泥灌漿料做為支座及預埋螺栓安裝材料。

(4)無收縮自流平灌漿材料特點:本工程采用的無收縮自流平灌漿材料以高強度材料為骨料，以水泥作為結合劑，輔以高流態、微膨脹、防離析等物質配制而成。在施工現場加入一定量的水，攪拌均勻后即可使用，主要優點如下:①施工簡單:不需要復雜設備，現場操作人員經過簡單培訓即可操作，可靠性強。②早強、高強:抗壓強度滿足《水泥基灌漿材料》JC/T 986－2005的要求，齡期1天、3天、7天、28天，抗壓強度(Mpa)≥25≥40≥50≥80.③自流性高:流動度滿足《水泥基灌漿材料應用技術規范》GB/T 50448－2008的要求，初始值≥340mm，30分鐘保留值≥310mm。自流性能確保拌合料可填充支座與墩頂及預埋螺栓孔的全部空隙。④微膨脹性:確保支座與基礎之間緊密接觸，粘結強度高，灌漿后無收縮。⑤可冬季施工:允許在－10℃氣溫下進行室外施工。⑥耐久性強:本品屬無機膠結材料，使用壽命大于基礎混凝土的使用壽命。經上百萬次疲勞試驗，50次凍融循環實驗強度無明顯變化。⑦拌合料施工配合比(重量比):水:無收縮灌漿料=1∶5.95;經現場試驗室試配驗證，強度、流動性等指標均滿足本工程支座安裝要求。

4 支模

(1)根據支座底設計標高，在支座四個角點處分別用灌漿材料澆注8個150mm×150mm的砂漿灰餅，作為支座的標高控制點。砂漿灰餅的標高要求偏差±2mm，待砂漿灰餅具有強度后，沿灰餅縱向、橫向做出150mm的砂漿帶，做為澆注灌漿料的臨時邊界。每邊砂漿帶設兩個排槳口，便于支座就位后，將多余的灌漿料擠出砂漿帶，保持灌漿面的飽滿性。

(2)支座安裝前，再次對墩頂基底砂漿帶高程和平整度進行校核，要求誤差±1mm，對角線標高誤差不得超過±2mm，以此做為支座安裝控制平面。對存有誤差的部位，及時進行修補打磨。

5 支座安裝及灌注拌合料

(1)支座正式吊裝前應進行試吊，起吊高度約1米左右，用2m長的鋁合金水平尺對支座頂板水平進行校核，利用手拉葫蘆進行微調，確保支座整體在吊裝、安裝過程中處于水平面，保證支座各構件的正常使用性能。因支座噸位較大，試吊過程中應仔細觀察吊鉤、鋼絲繩、倒鏈及吊車支腿的安全性，確保施工安全。

(2)根據支座上鋼板四邊角點投影位置，放置4臺16T機械式螺旋千斤頂(螺旋頂高度+50cm＜支座頂板至墩頂厚度)，用于支座就位后標高微調，支座平穩放置的在千斤頂上，吊車鋼絲繩帶力作為保險，確保支座就位及灌漿過程中的操作安全。

(3)現場拌合灌漿料①根據每個墩頂的灌漿高度及預埋螺栓孔體積精確計算需配制的灰量，加10%的損耗后進行拌合，拌合前對計量器具進行校核。②攪拌采用膠砂攪拌機，按照攪拌機單盤容量換算每次拌合料物的重量。③攪拌投料次序為:80%水→加入無收縮自流平灌漿材料→拌合3分鐘→加入20%水→混合均勻→停止攪拌，保持現狀1－2分鐘→繼續低速攪拌1－2分鐘→出料。④為獲得最佳的工作狀態，灌漿前最好將材料在15－25℃環境下放置24小時;施工時及隨后24小時內環境溫度控制5－32℃，20℃最為適宜。夏季施工避免中午高溫，必要時應搭建遮陽棚;冬季氣溫較低時，應在灌漿區域搭建暖棚，保證施工環境溫度大于5℃，施工宜選擇中午。

(4)灌漿施工.①在灌漿時使用沖壓法，保證灌漿料能利用自重填充滿基礎。②灌漿料拌合好后，用鐵皮漏斗灌入基礎頂面，灌漿料應由跨中向邊跨方向灌入(考慮縱坡影響);灌漿過程中可擠壓但勿震搗，以避免夾雜空氣滯留其中;灌漿距離大于1.5m時，應使用高位灌漿漏斗法，利用重力壓差原理輔助灌漿。灌漿工作必須連續盡快完成。灌漿過程不能停頓，要做到灌漿料均勻、勻速流入基礎。單次灌漿層厚度控制在25mm至35mm間;單次螺栓孔灌漿深度小于1500mm.③灌注過程中，人工配合用鋼抹、刮杠進行調整，使其均勻滿鋪，對不足部分及時補漿，并將灑落到灰漿帶上的漿料清理干凈，確保灌漿料固化前保證灌漿料和墩頂表面有良好的接觸。④灌漿料封裝完成后，支座上鋼板架設水準儀測量四個角點的標高，用四個角點螺旋頂進行微調，落放時支座四邊設專人指揮，使支座底板中心十字線與墩頂標記的十字線重合。拆除四角螺旋頂后，對支座絕對標高及四個角點的相對標高進行監測，標高不符的地方，用鐵榔頭下墊方木錘擊調整。⑤灌漿過程中，試驗人員現場取樣制作三組同條件養護試件，作為拌合料強度監測的依據。

(5)施工養護.支座安放穩固灌漿完成后，為防止灌漿料在高溫和大風下過快硬化，應及時養護，沿支座下底板周邊使用濕麻袋、塑料薄膜或養護劑進行養護，養護期7d。若遇寒冷季節，宜適當延長養護期。

6 施工注意事項.

總結本工程球型支座安裝過程，安裝中施工關鍵點和質量控制點如下:(1)墩頂混凝土表面清理、鑿毛要到位，確保安裝面清潔無雜物。(2)支座吊裝過程必須確保構件處于水平，避免傾斜吊裝，對支座內部構件(特別是滑動支座)相對位置產生應力，影響使用性能。(3)支座起吊就位前，及時將地腳螺栓安裝在底板上，避免出現支座就位地腳螺栓無法放入預埋孔內。(4)灰漿帶制作標高控制精度要求較高，本工序關系到支座安裝成功與否的關鍵。(5)灌漿料拌制、澆注、整平等工序速度要快，相應的材料、水源、機具、電器線路等配置齊全，并有備用，避免施工過程意外中斷，造成安裝失敗。

7 小結

本文介紹的施工方法，具有施工速度快、效果好，安裝可靠性強，經濟效益顯著，施工精度達到了設計和規范要求。