運營線地鐵橋梁支座更換新舊支座螺栓孔位不一致的處理方法

■李洋

（中鐵十八局集團第四工程有限公司，云南 昆明 650000）

隨著社會經濟的發展，地鐵已經成為人們日常出行最便捷的交通工具。運營線地鐵橋梁支座維護和更換尤為重要，施工過程中難免遇到支座螺栓孔位與舊支座螺栓孔位不對應的問題。為了不影響地鐵運營只能在運營天窗時間內更換橋梁支座，因此在不破壞原橋墩結構混凝土墊石的情況下，施工企業與支座生產廠家溝通，通過采用沉孔方式重新生產支座代替原支座螺栓孔位從而解決這一問題，并結合工程實際案例，提出了最佳施工方案，獲取理想的施工效果。所以在運營線地鐵橋梁支座更換施工過程中，需要適當改革施工工藝和方案，全面采用此方法，避免破壞原有墊石，不影響地鐵正常運營，讓施工更加便利、經濟，提升施工效果。

一、工程概況

昆明地鐵6號線一期工程起點于東部客運站，終點航空港南站共4站3區間，沿線橋梁包括高坡特大橋、李其村特大橋、大板橋站、大板橋特大橋、大板橋車輛段試車線。其中，雙線路橋梁梁頂寬為10.2米，底寬4.4米，翼板單側寬2.5米，梁長為30米，梁高1.8米，梁體總重為672.41t（含鋼軌），單線橋梁梁頂寬為5.2米，底寬2.2米，翼板單側寬1.6米，梁長30米，高1.6米，梁體總重357.55t（含鋼軌）。本工程于2018年6月至10月對全線橋梁支座進行排查發現需要維護支座36臺，均為球型鋼支座，采用螺栓固定上下座板。

二、橋梁支座更換準備

（一）進場人員、設備準備

根據現場情況，配備足夠人員設備，施工機具、設備進場，試運行完好；特種操作人員等安全、技術交底完畢，完成一次人員、設備協調配合演練。

（二）搭設施工平臺

施工平臺采用腳手架搭設應有足夠的強度、剛度和穩定性，能承載豎向和水平推力，變形小，穩定性高。腳手架采用Φ48×3.0mm鋼管，鋼管無嚴重銹蝕、彎曲、壓扁或裂紋，腳手架的桿件連接必須使用合格的扣件，腳手架搭設滿足規范要求，剪刀撐、掃地桿，頂托和底托滿足要求。腳手架必須保證整體結構不變形，縱向設置剪刀撐，與水平面夾角應為45°～60°。腳手架步距為120cm×100cm，腳手架縱、橫向滿足施工作業平臺要求，保證作業平臺寬度達到1.2m，作業平臺周邊做1.2m高護欄掛防護網，平臺上搭設跳板固定，滿足作業人員操作空間，在高度上面每2m與墩身連接。

（三）新支座生產安裝準備

根據排查結果，本線路共更換支座36臺，根據現場需要維護的支座情況并與生產廠家溝通，現場存在兩種情況，同型號反力支座上座板螺栓型號、間距相同，同型號反力支座下座板螺栓型號相同、間距存在偏差。從而確定新支座兩種生產方式，分別為能按墊石螺栓孔位正常生產的15臺和墊石螺栓孔位影響新支座主體結構采用沉孔方式生產的21臺。

三、運營線地鐵橋梁支座更換施工方法

（一）整體頂升方法

為滿足支座更換時的精度及頂升期間的穩定性，支座更換頂升高度為0.5cm～1cm，頂升方式為單墩頂升。頂升設備采用最先進PLC 16位同步數控頂升系統。在墩柱四面搭設支架并與墩身連為一體作為施工更換平臺，平臺高度為距離梁體底板1.5米，周邊做防護網，保證人員安全。帶電鋼軌斷電后，經運營公司專業人員通知后施工人員對原支座上下固定螺栓進行松動，然后安放千斤頂，在每支千斤頂與梁體底板接觸點采用20cm×20cm×2cm專用鋼墊板作為梁體底板頂升墊板以增大底板受力面，保護梁體不受二次傷害；將千斤頂以墩頂橫橋向中心為分界線，千斤頂分為左右兩個單元，每個單元加裝一個高精度位移傳感器，并隨千斤頂單元組合接入PLC主機油路口及相同單元位移傳感器數據傳輸口，并進行同步匹配，同步頂升。同時為避免梁體在頂升期間出現橫橋向位移，在梁體腹板兩側各加裝一臺千分表，以監測橫橋向不出現位移。

由運營公司專業人員解鎖鋼軌固定螺栓為頂升做準備，松動距離為墩柱橫橋向中心為分界線兩側各20米（其他專業根據應用要求配合施工）。軌道螺栓解鎖完畢后，PLC主機控制所有千斤頂對梁體進行貼合操作，使所有千斤頂與梁體完全接觸，擠壓排除千斤頂與梁體底板鋼墊板所有縫隙，并對兩臺高精度位移傳感器進行清零操作。首先進行試頂升，試頂升要求PLC主機對梁體進行試頂升，以保證頂升力度與千斤頂油路順暢，頂升高度定為3mm，如有阻礙PLC主機泄壓使梁體回落，排除阻礙，進行二次試頂升，確保頂升暢通無阻，然后進行正式頂升操作，頂升高度在PLC數控頂升設備程序暫設為5mm，頂升高度滿足后，PLC數控頂升設備對油路進行鎖定操作，并時時觀測PLC主機顯示屏高精度位移傳感器顯示數據。正式頂升完畢后拆除原安裝錯誤支座為新支座安裝做準備，新支座安裝完成后，PLC主機進行千斤頂泄壓操作，使梁體回落至原來標高，并保證支座上鋼板與梁體底板完全接觸保證支座受力均勻，測量標高，控制高程確認無誤后此次更換完成。

（二）頂升梁體后沉孔支座安裝方法

1.沉孔支座生產方法

根據現有墊石螺栓孔位及新支座下座板厚度為4cm、4.5cm兩種規格，分別從下向上加工深度為3cm、3.5cm沉孔，取消新支座原有設計螺孔，經廠家三維數據演算不影響支座內部構造及支座使用規范。支座下座板沉孔橫斷面示意圖見圖1：

圖1 支座下座板沉孔橫斷面示意圖

2.防拔片安裝方法

為方便防拔片安裝，以沉孔為中心用銑床向四面擴大7mm，并向支座下座板外側銑刨深為20mm的防拔片安裝槽，為防止水平力使防拔片脫離，將防拔片安裝槽槽口朝四個不同方向作銑刨加工，以免影響支座使用。支座下座板沉孔平面示意圖見圖2：

圖2 支座下座板沉孔平面示意圖

為保證支座安裝螺桿不受損，方便將來支座更換，經與廠家溝通防拔片采用“L”型與支座下座板熱熔焊接，孔內采用絲扣形式與螺桿有效結合。對支座固定螺栓上部3cm、3.5cm由支座生產廠家生產六棱螺栓作為支座沉孔固定螺栓。支座下座板沉孔螺栓示意圖見圖3：

圖3 支座下座板沉孔螺栓示意圖

防拔片與支座下座板連接方式為下端連接于螺栓栓身，上端采用熱熔焊接方式固定于支座下座板邊緣，防拔片主要作用為替代支座固定螺栓螺帽固定下座板。支座整體安裝示意圖見圖4：

圖4 支座整體安裝示意圖

3.防拔片情況

防拔片使用鋼板經相關部門檢測極限抗拉強度為544Mpa，防拔片定制尺寸為長12cm寬5.5cm厚1cm。防拔片大樣圖見圖5：

圖5 防拔片大樣圖

4.防拔片安裝具體施工步序

①取出原支座后，將墊石頂面雜物全部清理；

②將六棱螺栓擰入墊石預埋套筒，擰至螺栓頂面與墊石頂面持平為止；

③安裝新支座使支座下座板沉孔與預埋螺栓相對應；

④用專用工具提出預埋螺栓，提出比墊石頂面高出2～3mm即可；

⑤在支座下座板防拔槽口安裝防拔片并將螺栓回擰；

⑥梁體回落；

⑦梁體回落完成后從防拔片安裝槽口用專用工具對預埋螺桿進行擰動提升，直至六棱螺栓頂住沉孔頂端；

⑧將防拔片外側用撬棍撬至支座下座板邊緣進行熱熔焊接固定；

⑨焊接完成后，除去焊渣，涂刷防腐漆。

（三）后期對支座進行維護更換

如在原支座生產廠家定制同規格型號支座，維護方法為取下防拔片，將沉孔內六棱螺栓用專用工具倒擰退回預埋套筒內，方可對梁體進行頂升維修更換鋼支座。如相關單位采用其他廠家支座需頂升梁體鑿除墊石對支座進行更換施工。

四、結束語

總而言之，在地鐵橋梁支座更換施工中采用沉孔生產支座方法，充分證實在支座更換過程中，不僅施工工藝比較成熟，同時經濟適用、施工效率高，尤其是對于運營線橋梁支座更換要求比較高的橋梁工程，有著理想的施工效果。本次論述的昆明軌道交通6號線一期工程橋梁支座更換施工工藝，全線橋梁支座需要維護支座36臺，施工時間18天，平均每個天窗時間內完成2臺支座更換。本工程采用的沉孔生產新支座，采用防拔片輔助安裝固定的方法，與傳統的破碎墊石重新預埋螺栓套筒方法相比，節約了人工成本，提高了施工效率和質量，減少了對原橋墩的結構的破壞。該工法是一種新穎的工藝工法，在不破壞墊石、不影響地鐵正常運營的情況下，成功解決了運營線地鐵橋梁新舊支座更換螺栓孔位不對應的問題，受到了昆明軌道交通集團有限公司、昆明地鐵運營公司、昆明地鐵建管公司、監理單位的一致好評，社會效益顯著。