淺析開放交通條件下整體同步頂升更換橋梁支座技術的應用

王如濤

摘要：橋梁支座作為承載橋面的基礎，是保證橋梁安全和正常使用的重要保障，然而，調查發現很多橋梁支座因為破損嚴重，已經危及行車安全，需要及時更換，針對這種情況，本文淺析了橋梁支座更換的施工原理，并針對性的提出了施工方法。

關鍵詞：橋梁支座更換；施工方法；同步頂升；施工監控

中圖分類號：U445.7 文獻標識碼：A 文章編號：1674—3024（2016）05—109—02

前言

隨著交通運輸行業的發展，公路橋梁所負載的運量和負荷的不斷增長，連接橋梁上部結構和下部結構的重要構件。一橋梁支座受到結構預應力的影響越來越大，出現不同程度的破損和毀損，影響了橋梁的質量和安全，為了保證橋梁的正常使用，需要及時更換破壞了的橋梁支座；現行交通流量大，封閉橋面對交通尤其高速公路影響很大，需在不封閉橋面通車的情況下完成支座更換施工。本文淺析了在開放交通條件下整體同步頂升更換橋梁支座的施工技術。

1設計原理

整體頂升技術的關鍵主要決定于結構受力、施工可操作條件兩個方面，從這兩個方面考慮確保頂升過程中主梁和下部結構的安全，恢復梁體的設計支撐狀態，并利于支座更換施工。實際施工過程中相鄰墩之間頂升位移對結構會產生一定的附加內力，可能會產生結構性裂縫，因此必須進行有效的理論計算分析和有效控制，并嚴密監測結構的應力及位移變化。盡量減少頂升高差，同一墩上各頂升點之間應同步，確保支座更換后支座受力均勻，符合設計支反力的要求，盡量恢復原設計受力狀態。

橋梁支座更換的主要原理是利用油壓千斤頂，將其安放在蓋梁、橋臺頂面或懸掛牛腿頂面，通過控制器，所有千斤頂同步工作，將整個梁體全部同時頂起，再更換支座。

2頂升系統

（1）頂升設備：選用的西門子32點同步頂升系統采用位移和頂升壓力的雙控作為頂升控制依據的頂升設備，控制系統為電腦界面，操作簡單，適用于大跨徑、多孔同步頂升，精度、安全性高。

（2）油缸：采用midas Civil 2012建立梁單元模型，理論計算各支座處支反力大小，以便確定千斤頂的型號、個數以及布置方式。為了保證結構的安全，在計算時活載采用原設計荷載計算，恒載主要是橋梁結構自重，包括護欄、橋面鋪裝、橫隔梁以及齒塊的重量，頂升力考慮1.5倍的安全系數，以保證在施工中不出現意外的安全事故。

3整體頂升支座更換施工方法

3.1主要施工流程

支座更換總體按照施工準備、頂升梁體、更換支座、落梁四個步驟進行逐步施工。

3.2施工準備階段

施工單位進場后應先進行現場檢查及過程檢查，現場檢查包括：（1）墩柱檢查；（2）支座檢查；（3）檢查支座處砂漿墊層；（4）梁體檢查；（5）伸縮縫檢查，避免已有病害、缺陷對頂升施工安全造成不利影響，并確保結構受力安全和對支座區域內支座墊石頂面距主梁底面的實際凈高及距蓋梁頂面凈高等數據的測定。

3.2.1千斤頂及輔助支撐布置及力點處的補強

千斤頂安裝時，為了保證頂起過程中不至于損傷梁底和蓋梁，可以使用增加局部承壓面積的方法，在千斤頂與箱梁底面、蓋梁頂面接觸面放置鋼墊板。千斤頂軸線必須豎直且與下墊鋼板中心線重合。安裝時采用水平尺校準水平，對鋼板與梁體、蓋梁的接觸面打磨平整，配合結構膠精確找平。當千斤頂、輔助支撐高度不足時，可采用水平、平整的鋼板填塞在千斤頂、輔助支撐之間，但應確保鋼板之間密貼無縫隙。對梁底安放千斤頂及臨時支撐區域用小錘試敲，檢查是否有空洞情況，若有，則采用小功率電錘將空洞部分砼鑿除，對鋼筋除銹后，用環氧結構膠分層批嵌至結構物表面。

3.2.2檢查頂升設備

檢查液壓系統、控制器、千斤頂、臨時支撐、位移傳感器、壓力傳感器、應變傳感器、數據采集器、計算機等。檢查所有千斤頂是否正常工作和控制閥及油管接頭是否漏油；千斤頂安裝是否垂直牢固；影響頂升的設施是否已全部拆除；主體結構上確已去除與頂升無關的一切荷載；主體結構與其它結構的連接是否已全部去除。檢查安裝百分表和位移傳感器，以便在頂升過程中控制頂升位移，并能夠監控墩頂一排支座的頂升同步情況。經 3.3頂升梁體階段

梁底頂升過程采用頂升力和位移雙控。頂升階段分設備調試、試頂升、正式頂升、持荷、落梁等五個階段。

3.3.1頂升設備安裝并調試

（1）設備安裝前對液壓油泵、控制器、千斤頂和油管設備進行仔細的檢查，若發現有明顯問題，應進行及時維修或更換處理。

（2）設備檢查無誤后，將液壓油泵、油管、控制器和千斤頂進行連接，連接順序為：油缸→油管→控制器（電磁閥、分流閥、位移傳感器）→油管→油頂，頂升設備安裝好后，在梁板下面安裝百分表，并記錄下每個百分表讀數。

（3）設備安裝好后進行調試，確保可靠順利的完成支座更換工作。

3.3.2試頂升

檢查所有設備及人員到位情況，特別是油管接頭部分是否連接固定。檢查無誤后進行試頂升，試頂升一般在主梁頂升0.5mm時即可停止，并保持油缸壓力不變，持荷20-30min，觀察梁體及各處千斤頂以及支撐系統情況，如果發現異常及時處理。

3.3.3正式頂升

（1）試頂完畢后，開始正式頂升，采用每級1mm的頂升方式，第一級頂升時持壓5min，其他項升持壓10min，末級加壓值按最終頂升量控制。頂升過程中，時刻注意千斤頂及百分表的示數，確保頂升高度在設計范圍內。梁體頂到預定高度后，安裝臨時輔助支撐，調整臨時輔助支撐高度，保證臨時支撐與梁底密貼，用機械鎖鎖定，保持千斤頂油壓不變，將梁體支撐在臨時支撐、千斤頂上。

（2）本施工過程中采用整體頂升，頂升時橫縱向的頂升高差必須控制在0.3mm以內；頂升點的豎向位移控制以舊支座脫空、能取出，新支座能順利安裝為宜，在頂升梁體時要求主橋T梁單墩頂升位移不得超過5mm，引橋寬幅空心板梁單墩頂升高度不得超過3mm。

（3）頂升到預定高度后，若存在支座拿不出等情況，應停止頂升，并立即檢查原因，找出解決辦法。

（4）頂升過程中派專人對梁端位置處的濕接縫、橋面連續處進行觀測，一旦發現開裂現象立即停止施工。

3.3.4持荷階段施工

持荷施工階段主要內容包括：原支座的取出、梁底及蓋梁、橋臺頂的調平處理、新支座的安裝、對局部缺陷修補。

（1）更換支座前后對支座墊石等檢查并修復

a.梁體頂升前后，測量各頂升板梁支座處梁底標高，秉承對支座更換完畢梁底標高和頂升前標高一致的原則對支座墊石等進行修復找平；

b.頂升到位且臨時支撐安裝好后進行支座更換工作，更換時先取出病害支座，從現場情況看，支座上鋼板有變形且部分銹蝕嚴重。因此，拆除相應的病害支座后詳細檢查支座墊石，梁體底面和上鋼板病害情況，然后做相應處理；

c.檢查上鋼板，如只是輕微銹蝕，進行防銹，阻銹處理。若存在銹蝕嚴重和變形的要進行更換處理并找平；

d.檢測支座墊石頂面是否水平及有無受損情況，有則采用結構膠進行修復和整平。支座墊石修整后未達到預定標高的，采用在支座墊石上加設不銹鋼墊板，以保證橫橋向每片梁底支座預埋鋼墊板與支座墊石頂面（或加設不銹鋼墊板頂緣）間凈距一致。若需鑿除支座墊石重新澆筑的，應按規范設計要求施工且應考慮便于支座更換頂梁時千斤頂的安裝位置。

（2）支座更換

a.平面位置的確定：支座拆除前需對相應的位置進行標記，用墨斗彈線確定原支座平面位置，新安裝支座時，盡量按照原有位置安放。若原有支座出現明顯偏位，應在梁體頂升到位后根據梁底預埋鋼板位置確定新的安裝位置。

b.支座處標高的確定：梁體頂升前后，選擇合適的器具對頂升箱梁處梁底標高進行測量，保證支座更換后標高與頂升前標高一致。

c.支座更換型號的確定：新支座應滿足承載力、剪切力和橋梁轉動性能的要求。安裝新四氟滑板支座表面與不銹鋼板使用酒精擦洗干凈后，注滿5201-2硅脂潤滑油。

3.3.5落梁階段

落梁過程采用頂升力和位移雙控，各千斤頂同步回油，分級回落。落梁前，先拆除輔助支撐，再進行千斤頂回油。落梁過程中，嚴格控制同一橋墩橫橋向同步回落，同一墩頂橫橋向相鄰支座高差不得超過0.3mm。

為了確保落梁后同一橋墩各墩柱處支座受力均勻、符合原設計要求，落梁前仍應對同一橋墩各支座墊石頂面至箱梁底面的凈空進行測量，以確保各支座處凈空相同。凈空測試點位采用施工準備階段所設的永久點。正式落梁前，支座墊石距箱梁底面的凈高應為H+△（△為支座處梁體的頂升高度）。

本次采用二次落梁，第一次逐級落梁至原設計高度H并持荷至環氧結構膠完全固化后方可進行第二次落梁，第二次落梁完全落至支座上并除去頂升持荷設備，在第一次落梁后應對梁底調平鋼板進行檢查，若發現不平整無法與支座面完全貼合可在環氧結構膠固化前進行微調，落梁后對墊石采用高強早強無收縮自密實砂漿修補完整。

梁體頂升、支座更換的基本控制原則是支座更換完成后，支座處梁底標高維持不變。因此，支座壓縮變形預留高度在確定墊石和楔形塊的高度時應予以考慮，確保落梁后梁底標高與頂升前維持不變。實際的壓縮變形預留高度應對支座進行試驗后確定。

4支座更換施工監控

由于梁體頂升與回落過程中由于所有千斤頂并不能做到完全同步，結構內可能產生較大的附加內力，且本橋頂升力較大，施工操作空間有限，因此在頂升過程中應由具有技術力量和資質的單位，在施工過程中對梁體控制截面的位移、應力等進行監控。頂升施工監控的原則是以位移和應力雙控，具體方案有監控單位制定。

5整體頂升支座更換施工體會

根據頂升工作原理和施工工藝流程，可知橋梁頂升工作的施工要點：頂升工具的選擇、頂升過程的控制、支座墊石的鑿除和安裝、交通管制及安全防護。在支座更換后，應等24h后再次檢測支座更換質量，因為橡膠支座彈性很大，受到不均勻壓力不是很大時，不會馬上表現出來，只有經過一段時間后，才能達到相對穩定，穩定后再撤下千斤頂。

由于重載車輛的增加等多方面的原因，橋梁支座病害越來越多，危及行車安全存在極大安全隱患。因此，整體同步頂升施工技術的應用，為維修橋梁支座提供了便捷、快速、安全的施工方法，具有廣闊市場前景。