橋梁支座病害及更換技術研究

楊 璞

(上海青發城市建設管理有限公司,上海 201700)

1 研究背景

我國橋梁規模及數量的不斷增多，結構技術的不斷創新與突破，促使橋梁支座領域取得快速發展，同時各種支座病害也逐步凸顯出來，問題十分尖銳。本文從橋梁支座的主要功能及其重要性出發，對橋梁支座的發展現狀及實際應用過程中的常見病害進行綜述，從各方面深入分析橋梁支座出現病害的原因并就減少支座病害的措施進行探討，最后結合山西太原某重點項目對支座的更換技術進行了重點研究。

1.1 支座的主要功能

橋梁支座，主要布設于橋梁上部梁體與下部墩臺之間，其主要功能如下：

1)正常使用功能：傳遞豎向及水平荷載，適應結構平動、轉動變形；

2)特殊功能：減震、抗拉、高度可調等。

1.2 橋梁支座發展現狀

我國橋梁支座的發展始于20世紀60年代，已發展成熟，標準相當完善的主要有盆式支座、球形鋼支座和板式橡膠支座等常規支座，以及如鉛芯隔震支座，高阻尼隔震支座、拉索減震支座、摩擦擺減隔震支座等減隔震支座，此外，還包括如抗風支座、拉壓支座、減振降噪支座、調高支座等特殊功能支座。

1.3 橋梁支座常見病害及原因分析

1)銹蝕嚴重、密封失效(見圖1,圖2)。成因：密封性能差；表面防腐處理不當，長期外露而失效。

2)橡膠老化嚴重(見圖3)。成因：生產質量控制不嚴，使用再生膠；設計選型不當或安裝質量控制不嚴，造成局部支座承載性能長期超出設計值。

3)支座位移、轉角等過大而超出使用要求(見圖4～圖6)。成因：需求未能準確提供，設計富余量不夠；安裝控制不嚴，過早釋放支座約束。

4)支座脫空，下墊石混凝土碎裂(見圖7,圖8)。成因：施工質量控制不嚴，誤差過大；局部支座受載過大。

5)支座出現安裝錯誤，影響正常使用(見圖9,圖10)。成因：安裝質量控制不嚴。

2 減少橋梁支座病害的措施及常見支座更換方法

2.1 減少橋梁支座病害的措施

橋梁支座性能的好壞直接影響到橋梁結構的正常使用。因此，不僅應重視后期運營中的養護維修，更應重視前期的選型及質量控制。做到“防患于未然”，具體體現在以下幾方面：

1)設計方面。

在選型時應充分考慮支座的性能參數需求，同時，應結合實際施工情況選擇合理的支座類型，從源頭避免病害的出現。如對于預制梁體支座，為適應梁體制作、安裝等誤差，可采用具有高度可調節功能支座進行支座高度調節，避免支座脫空，確保各支座受力均勻。

2)生產制造方面。

應堅持“質量第一”的控制原則，以質量為導向，注重從原材料至成品出廠全方位的質量流程控制及可追溯性驗證。

3)安裝方面。

應加強對安裝人員質量意識的培訓，應嚴格按照廠家安裝指南及相應規范、標準進行產品的安裝。應注重過程質量的檢驗，及時發現問題并解決。

2.2 常見支座更換方法

橋梁支座一旦出現病害后，一般很難通過簡單的方法進行加固修復，通常需采取特殊措施將梁體頂升，進而對支座進行更換，目前，常用的梁體頂升方法及各自的優、缺點見表1。

表1 常見梁體頂升方法及各自優缺點一覽表

3 山西太原某項目支座更換實例

3.1 工程概況

太原市某項目是太原市快速通道的重要組成部分，其為預應力連續箱梁結構。通過現場調查發現橋梁個別支座存在安裝位置與設計不符、部分支座發生嚴重變形、墊石混凝土局部發生破損等病害(見表2)，已嚴重影響橋梁結構的正常運營。

3.2 工程場地特點、更換方法選擇

為使橋梁結構能按設計要求正常運營，本著安全、可靠、經濟、合理的基本原則，根據該橋各墩臺所處位置現場環境條件，合理地選擇不同方法對該橋病害支座進行更換維修(如表2所示)。

3.3 支座更換工藝流程

根據現場實際情況，確定本項目支座更換方法主要有兩種：1)直接在墩頂及系梁上搭設支架，并在支架上安放千斤頂進行頂梁，更換支座(墩P5-1,P2-1,P3-1/2)；2)在地面上搭設支架，并在千斤頂上安放千斤頂進行頂梁，更換支座(墩P1-1/2)。

表2 支座病害及更換方法一覽表

支座更換工藝流程為：1)場地平整、加固(支架基礎承載力應滿足設計要求);2)搭設支架(支架強度、剛度、穩定性應通過驗算、滿足要求);3)安放千斤頂(千斤頂使用前應進行校核，確保能正常使用);4)梁體頂升(采用同步頂升工藝，頂升前須進行試頂，確保無誤后正式頂梁，頂升按照每頂5 mm便施加一次墊塊、直至頂升高度高出支座本體高度5 mm左右的順序依次緩慢、勻速進行);5)設置臨時支撐(應采用可靠構件，如鋼板);6)取出病害支座;7)支座墊石、梁底楔形塊鑿毛、找平，安裝新支座，固定;8)灌漿(灌漿料采用無收縮高強灌漿料，技術性能滿足相關標準要求);9)待灌漿料達到設計強度后，進行落梁，并對支座周邊進行修飾;10)拆除支架、恢復場地。

3.4 支座更換后效果評價

支座更換后定期現場維護檢測表明，未出現任何病害，使用效果良好。

4 結語

本文從橋梁支座的重要性出發，對我國橋梁支座的發展現狀，支座出現的常見病害與原因進行了分析，并從設計、生產、安裝等方面對減少支座病害的措施進行了探討。隨后，以山西太原某重點項目為依托，對特定場地條件下支座的更換技術與方法進行了重點探討，更換至今，支座使用效果良好，供類似工程借鑒。