一種新型易更換橋梁支座系統

潘志強，李 浩

（河北城興市政設計院股份有限公司，河北 保定 071052）

0 引言

目前橋梁工程多采用梁式橋，梁式橋在上部梁體和下部結構間需設置支座系統，橋梁支座是連接梁橋上部結構和下部結構的重要結構部件，位于主梁和墊石之間，它能將橋梁上部結構承受的荷載和變形可靠地傳遞給橋梁下部結構，是橋梁重要的傳力裝置。按照《城市橋梁設計規范》（CJJ 11—2011）、《公路橋涵設計通用規范》（JTG D60—2015）等國家規范規定，橋梁的使用年限一般為100年，而橋梁支座的使用年限僅為20年，因此橋梁使用過程中必然需要多次更換支座。

由于受目前采用橋梁支座豎向高度無法調整這一因素制約，橋梁支座更換時需對橋梁梁體頂升起一定高度，才能把支座取出更換，當對梁體頂升時，由于梁體發生了強制位移，不可避免地會造成梁體結構、橋面鋪裝、伸縮裝置等結構的損傷。

支座更換工藝需同一墩臺上的各片梁體同時頂升，故需要大型同步頂升設備，且頂升技術要求較高，大型頂升設備的采用和較高的技術要求也造成橋梁支座更換費用的居高不下。

為解決以上問題，本文給出了一種新型易更換支座系統，該支座系統可以實現在不需梁體頂升的狀態下，完成支座系統的更換，從而避免對梁體結構、橋面鋪裝、伸縮裝置等結構的損傷。

1 支座系統介紹

對于目前建設的橋梁，中小型橋梁占絕大多數，該類橋梁一般采用梁橋形式，支座系統多為板式橡膠支座，下面以此類型橋梁支座為例說明本文給出支座系統的基本原理。此支座系統主要包括橡膠支座部分和支座總高調整裝置兩部分，橡膠支座與支座總高調整裝置之間采用環氧樹脂進行粘接。根據橋梁工程設計理論和工程實踐，因摩阻力的存在，上部梁體、支座系統、支座墊石各部分之間均無須另設固定措施，即可實現各部分安裝完成后的位置固定。

支座系統主要包括板式橡膠支座、楔形支撐板上板、楔形支撐板下板、對拉螺桿、螺母。支座系統基本構造如圖1所示。

圖1 支座系統示意圖

當新建橋梁時在板式橡膠支座下方增設楔形支撐塊系統，支座更換時通過轉動對拉螺栓螺母，實現楔形支撐板上板和楔形支撐板下板之間的相互錯動，從而實現對楔形支撐塊總高度的調整，進而實現原支座的卸除和新支座的安裝就位。

由于楔形支撐板上板和楔形支撐板下板接觸面傾斜角度不大，可以很好地實現在對螺桿施加對拉力不大的條件下就產生對梁體很大的頂升力，因此施工中僅需人工采用扳手對螺母進行轉動就可實現支座豎向位置的調整過程。同時由于扳手對螺母的單位轉動角度對支座豎向位移的改變量很小，可以很好地實現對支座位置的精確控制，這也為支座更換的精度提供了可靠保障。下面通過計算示例說明支座更換僅需人工操作就可實現。目前常用板梁梁端支反力見表1。

表1 常用板梁支座反力表

假設上部梁體為跨徑20 m的空心板梁，根據表1，支座上部承受板梁荷載為317 kN，楔形支撐板斜面坡度為1/10，螺母螺紋間距為1 mm，螺紋周長為20 mm，扳手力矩比為1/15。根據以上條件計算對扳手需施加的作用力：

由以上計算可知，通過控制斜面坡度、螺紋間距、螺桿直徑、扳手型號可以輕松實現單人更換橋梁支座，且更換工具簡單易操作。

此支座系統施工過程中在無須對梁體結構頂升的狀態下，完成支座系統的更換，避免對梁體結構、橋面鋪裝、伸縮裝置等結構的損傷。同時無須采用大型同步頂升設備，只需采用普通千斤頂，對單片梁體進行支撐后就可完成支座更換，可大大降低施工技術難度和支座更換費用。

2 支座系統更換流程

此新型支座系統更換具有良好的可實施性，施工采用器械均為簡單器具，且可單人操作，無工程風險，技術易于掌握，可大幅降低支座更換難度和費用。采用施工器械為千斤頂、位移計、扳手。工程中支座更換工藝流程如下：

（1）采用普通千斤頂支撐單片梁體，支撐單片梁體時采用位移計進行輔助測量，通過千斤頂保證對梁體支撐力的施加，同時通過位移計控制梁體的位置不發生改變。

（2）千斤頂對梁體支撐就位后，采用扳手轉動楔形支撐塊螺母，降低楔形支撐塊總高度，卸除原支座。

（3）將新支座放置于楔形支撐塊頂面正確的位置，采用扳手轉動楔形支撐塊螺母，增加楔形支撐塊高度。

（4）采用扳手進一步擰緊楔形支撐塊螺母，當通過位移計觀測到梁體即將發生抬升時，不再通過擰緊螺母調整楔形支撐塊高度。

（5）卸除千斤頂，完成支座更換。

3 支座系統優點

此新型支座系統解決了以下技術問題，具有以下工程優點：

（1）施工過程中在無須對梁體結構頂升的狀態下，完成支座系統的更換，從而避免對梁體結構、橋面鋪裝、伸縮裝置等結構的損傷。

（2）無須采用大型同步頂升設備，減少施工設備投入和施工技術難度。

（3）只需采用普通千斤頂，對單片梁體進行支撐后就可完成支座更換，可大大降低支座更換費用。

（4）通過在橋梁施工階段適當調整支座總高度，消除橋梁上下部結構施工誤差造成的橋梁各支座受力不均現象，避免部分支座因受力過大而過早破壞，從而延長橋梁支座體系的使用壽命。

4 結 語

本文給出的支座系統無須采用大型同步頂升設備，只需采用普通千斤頂，對單片梁體進行支撐后就可完成支座更換，可大大降低施工技術難度和支座更換費用。同時可以實現在不需梁體頂升的狀態下，完成支座系統的更換，從而避免對梁體結構、橋面鋪裝、伸縮裝置等結構的損傷。