橋梁板式橡膠支座更換施工技術及質量控制

劉永歡

中交三航局第三工程有限公司，江蘇 南京 210000

1 更換橋梁支座的意義

支座為橋梁結構內的重要構件之一，主要是把上部結構荷載傳送至下部結構，允許上部結構在車輛荷載、氣候環境溫度改變、砼構件收縮徐變等多種因素的作用下出現自由變形（主要有軸向伸縮與轉動之分），使結構的現實承力情況和設計測算圖式相匹配，維護梁端、墩臺帽結構的相對完整性[1]。但在工程設計與施工等因素的作用下，或者正常投用一段時間抵達一定壽命以后，支座也可能出現多種病害，阻礙結構傳導力的過程，導致梁體受力狀況和設計要求之間存在偏差，容易使橋梁項目運行階段出現諸多病害，縮短使用年限，嚴重時會對橋梁運行安全性構成威脅。因此，針對已經出現質量問題的橋梁支座，必須及時更換，這是延長橋梁工程使用壽命的重要舉措之一。

2 項目概況

該橋梁工程為新建工程，屬于現澆連續梁結構，跨徑20m+25m+20m，橋體全長65m，橋寬左、右幅依次為18m、13.5m，各橋臺應用GY Z600*117 板式橡膠支座，左、右幅分別有3 個、2 個，整個橋體上部結構（排除橋面鋪）自重大概為2200t。

該工程一側端左幅0#橋臺敷設了三個GY Z600*117 板式支座，現已檢測到其形體發生改變，結合該工程特征，利用選用橋臺單端同步頂升施工方案并嚴格調控頂升高程進行操作。該方案擬定將4 臺低高度YDT4000 大噸位液壓千斤頂設作為頂升設備，勻稱布設，通過液壓泵站調控4臺千斤頂進而驅動頂升力產生過程，局部頂起橋臺局部而后調換支座，將頂升高程調控在3030mm 以下，能順利調換支座更換作業，第一跨支座方位偏移量僅為0.085°，表示基本不會對橋梁體運行狀態造成不良影響。

3 支座更換施工前期的準備工作

（1）精確測算出有關設計參數，規劃設計、擬編施工方案與作業指導書，并上報至有關部門進行審核。

（2）依照計劃建設施工團隊，科學分工，嚴格按照有關規范組織進場教育活動。

（3）擬定項目施工所用物料、設備、器具等購置方案，簽署物資采購合約，確保其能在約定期限內被運送至工程施工現場。

（4）組織專人落實施工現場與臨時設施準備工作，主要包括部署項目施工隊辦公場地、工人生活住所、物料安置庫房、承力架安設等內容。

（5）確保各種施工記錄表準備齊全。

（6）要求權威機構檢測計量設備、器具的精度。

（7）結合有關標準要求對支架更換時運送至工程現場內的物料進行質檢。

（8）嚴格依照設計要求落實施工安全、技術交底工作。

4 主要施工技術方法

4.1 擬定施工方案

結合該工程特征，可供選擇的施工方案主要有如下三種：

（1）全橋布頂。頂升施工階段依照臺在前墩在后的次序每隔5mm 一檔開展作業，分流程一并頂起以后，采用保護環進行維護處理，然后更換橡膠支座，整體調換結束后再分流程進行落梁。

（2）結合測算出的數據，一側端分別對0#橋臺與1#橋墩進行起頂處理，墩臺頂升高程有別，形成一個以2#橋臺與頂升千斤頂共同承力的均衡力，再調換橋臺支座。

（3）僅同步頂升橋臺的一側端，加強頂升高程的控制，然后調換支座構件。

第一種方案實施過程中要求輔助使用承力鋼筒裝置，成本投入量大，但頂升高程不會對梁體結構形成不良影響，理想狀態下不約束頂升高程，可靠性較高。和第一種方案相比，第二種方案投用的設備減少50%，但對臺墩頂升高程量做出了嚴格的約束，橋墩頂升高程和橋臺不均等，事前需進行數次計算。相比之下，第三種方案在經濟性、便捷性方面更占據優勢。由于該工程選用的是板式橡膠支座，結合已往施工經驗，當橋梁高程提升至20mm 左右時就可以調換新的支座，在該高程值下不會形成明顯扭曲變形，故該工程最后擬定選用第三種方案[2]。

4.2 施工工藝

（1）架設支架。起梁施工屬于高空作業，施工人員需在高空環境中拉提重物、安設支座、觀測位移量與裂縫形成。因此，搭建高空操作平臺為支座更換階段的重要一環。施工時應滿足如下要求[3]：①平臺持有較強的承載力與水平推力，與千斤頂安置，與支座卸裝標準要求相吻合；②平臺和箱梁底端間距維持在1.6 ～1.7m，以便為工人操作創造便利條件；③聯合使用鋼管支架建設平臺，為更好地滿足對承載力與安穩性提出的要求，推薦安設雙排架，連接成一體；④將木板敷設于頂部，適度拓展鋪設的寬度，采用鐵絲捆綁木板與門架；⑤平臺周遭架設安全護欄。

（2）安裝千斤頂。嚴格依照施工設計位置，將千斤頂和鋼墊板依次安設于橋臺上方，該項目中鋼墊板直接被安放于千斤頂球形墊板上部，結合縫隙大小選擇厚度適宜的墊板，墊板和千斤頂同圓心。

（3）安裝監控設備。調換該橋梁工程支座階段，需要監控的位移量主要包括梁體頂升、千斤頂行程伸展出的位移。把大量程百分表安裝于各頂升部位用于檢測梁體頂升的高程位移量；組織人力采用0 ～150mm 的鋼直尺檢測千斤頂的伸出位移量。頂升階段將百分表監測到的結果設作為主要依據，各支座處均要安設1 套，指派專人監控測量，確保相關信息反饋的時效性。

（4）銜接油路設備。結合油路設計準確銜接油泵、閥體與千斤頂。各接頭處均要使用紫銅墊片作密封墊，確保銜接牢固。銜接油泵的電源，將泵體油箱注滿油，頂升階段動態觀測油泵箱內油量剩余情況，不可少于箱體容量的1/3[4]。

（5）頂梁與落梁。在施工準備工作整體結束后，便進入起梁的重要環節，起梁與落量應該嚴格遵照如下流程：①正式起梁前期，施工人員依照測算的起頂壓力值的一半的頂梁力予以預頂處理，加強各個流程的檢查力度；試頂目的主要是解除支撐自體的非彈性形變與沉降，使千斤頂抵達同步狀態。②頂梁過程中，早期使全部千斤頂把梁體頂至要脫離墩柱的臨界狀態。③首個步驟中一并頂起橋臺4臺千斤頂頂梁，頂升高度為5mm。經檢測正確無誤后方可進入下一工序，循序推進，使用保護環維護各層頂。④確認其符合設計高層以后，用保護環保護梁體，降低設備故障發生率。⑤因該工程推進階段，摘取原支座、安設新支座階段均需耗用較長時間，故建議在使用保護環以后先卸除千斤頂壓力，保護環暫時承載橋梁施加的重力。⑥卸載過程中，卸載和加載次序要相反，每次定量為5mm，然后嚴格檢查，直到箱梁與支座兩者緊湊結合，將千斤頂整體卸除。⑦均勻、緩緩推進起梁、落梁過程，始終維持協調統一，為確保落梁過程梁體的均衡性，為維持千斤頂一次回落量符合標準要求，必須確保落實度達標。

（6）拆卸與安裝支座。首先，當把梁體頂升到適宜高程后，旋扭出支座并固定螺栓，先取下支座上方部分，而后取出下部分。因該項目采用環氧樹脂黏結支座底端與橋墩墊石，在人力無法撬動的工況下，用氧焰加熱或他類形式破壞初有支座實現拆卸。其次，在取拿出支座以后，認真檢查校對支承墊石頂面，凹凸不平位置用環氧樹脂或找平處理。最后，支座安設工作整體結束后，嚴格依照設計規程落梁，落梁前需依照設定次序略微頂起到可以取出保護環的部位，每次均拿出厚度為5mm 的保護環，落梁5mm直到支座受力，落梁以后二次檢測支座與梁底接觸的嚴實性。

4.3 更換支座的監控內容

（1）應力監控：結合理論測算結果能夠發現，在頂升施工階段，會在固結墩位置主梁截面下界形成拉應力，故應將應力觀測位點布設在該位置，并將一個拉應力測點增設于主梁與橋墩固結斷面位置。

（2）撓度監控：頂升施工階段，為更有效、便捷地控制起頂量，則建議把撓度觀測測點設置于主梁的下緣部位。該項目施工階段采用4 ～5 級方式開展橋梁的頂升施工作業，該種方法能有效減少或規避臨近兩主梁間的位移變化量超限的情況。

（3）控制梁體、伸縮縫及其他類附屬設施：于橋臺伸縮縫中央及外側分別安置一個位移觀測測點，用于觀測梁體是否形成裂縫，橋梁伸縮裝備及其他類附屬設施是否有破損。若發生反常狀況，應及時探查成因，選用適宜方法加以處理。

5 結束語

橋梁橡膠支座的使用時間相對較短暫，正常投用后容易出現老化、變形，故在公路工程改建于橋梁維護過程中，及時更換支座是急需應對的現實問題之一。該施工方法主要針對有病害的支座，能快速、低成本地調換新的裝置。工程實踐表明，其簡單易行，在工程施工、改建等諸多領域中均有較高的推廣價值。