桥梁支座更换之桥梁支座施工及控制技术

1 工程实例

大牛站迎春水库桥位于原平—太原高速公路74+515处，桥梁全长246.1m，为双幅分离式桥，单 幅桥宽15.5m，行车道宽12m .设计荷载为汽车— 超20级、挂车—120。上部结构为先简支后连续的装 配式预应力砼连续刚构，断面为T 型组合梁。全桥共 分两联，每联均为4*30) 的连续刚构，全桥共设有 支座56个，布置在各跨联的两端，支座型号为 250*42mm球冠四氟板圆形橡胶支座。大桥于1998年建成通车，在使用运营仅4年后，桥梁支座已发生严重的损坏。支座保护层开裂、剥落、钢板外 露，四氟板与支座橡胶剥离等病害，严重影响到桥梁 的使用安全，为了保障该桥的正常运营，现要求对该 桥出现病害的支座进行全部更换处理。

2 支座处置方案的确定

我们首先根据该桥梁的结构特点，左右幅为分离结构，桥梁支座更换时可左、右幅分别进行操作。同时考虑该桥面结构为整体现浇结构，为避免分别起顶对桥面板的剪切破坏，应采用同时起顶方式。起顶所用的设备应综合考虑各种不利因素的影响，取用计算抬 升重量的1.2倍以上作为选取设备的依据。其次根 据支座的形状系数计算出支座的抗压弹性模量容许 值（实际抗压弹性模量值已无法试验测得），计算支 座上部承受的恒载外力值与活载外力值，得出支座 可能产生的压缩变形值，并适当考虑支座压溃后的变 形增大值，作为控制该支座最终的起顶量的控制值。

考虑该桥为4孔一联的连续刚构型式，为了避免在桥台及桥墩分联处的起顶可能对固结墩处主梁的损坏，在起顶前，首先根据预估的起顶量，计算出固结墩处主梁可能产生的下缘拉应力值，计算的拉应力值应小于该标号砼的允许拉应力值，并作为起顶过 程的控制值。确定千斤顶的起顶位置，并对该位置进 行局部承压计算，以保证局部承压面的安全性。

3 桥梁支座更换施工监控

3.1监控的目的 在顶升梁体桥梁更换支座过程中，保证梁体主要断 面的应力和变形处在安全的范围内，同时保证在起顶过程中各千斤顶的顶升量同步，防止由于千斤顶顶升量的不一致，引起梁间变形的不一致，而导致的桥面剪切损坏。

3.2 监控的内容

3.2.1应力监控根据对该桥梁进行有限元程序结构计算后的结 果表明，在梁体顶升过程中，在固结墩处主梁截面下 缘将产生拉应力，为此在3号、4号主梁固结处截面下缘分别布置了一个应力观测测点进行应力观测。 同时在主梁与桥墩固结断面增加了一个固结处拉应力测点。

3.2.2挠度监控

在千斤顶起顶的截面位置，每片主梁下缘均布 设一个百分表挠度观测测点，用于进行起顶过程及 起顶量的最终控制。根据该桥的实际情况，确定该桥起顶过程大致五级完成，每级起顶量为2mm，相邻两主梁间的位移变化量控制值不得超过0.1mm.

3.2.3梁体砼、桥面、伸缩缝及其他附属设施的控制

在千斤顶起顶过程中，适时观测梁体砼、桥面是 否出现裂缝及其变化情况；桥梁伸缩装置及其他附 属设施是否有损坏，如有异常情况，应及时查明原 因，并采取相应的措施。 另在千斤顶起顶过程中，在桥台伸缩缝中央及 外侧分别安放了一个位移观测测点。

4桥梁支座更换施工步骤

4.1 施工准备

a)  根据确定的施工方案，做好施工场地工作平 台搭设，要求每更换一组支座搭设两个支架，如更换 桥台处桥梁支座要求在桥台及( 号墩位置各搭设一个工 作平台，便于施工操作人员及监控人员使用，工作平台要牢固可靠，保证人员安全。

b）进行所用千斤顶、油泵的配套标定。本桥共 标定了16台套扁式千斤顶，其中14台套为起顶所 用，另外两套为备用。

c）选用与原有支座同型号新支座，并做好新支座的试验检测工作，配套支座防尘罩。

d）对支座处杂物进行认真清理，解除支座附近 的多余约束。

e）千斤顶安装就位，每一主梁底面平行安放两台千斤顶。千斤顶上下都采用400mm*300mm*20mm 的两块钢板支垫。 f）布置监控所需应力、挠度观测测点。起顶位移 控制用百分表安放在靠近主梁的横隔梁根部，每片 梁安装一个百分表；主梁根部应力监控测点布置在3号、4号主梁固结处截面下缘；另外在桥墩设置位 移观测测点，观测固结墩的位移变化；在桥面伸缩缝 处设置两个位移观测测点，观测桥面伸缩缝处的位 移变化。

g）施工人员组织安排：进场人员共26 名，其中 项目负责人1名，负责项目的统一安排、指挥；项目 技术负责人1名，负责施工及监控人员的技术、任务 交底及技术培训；专家2名，负责施工过程中出现临时状况的应急处理；监控人员8 名，其中梁底位移监 控人员5名，负责监控期间的施工控制，固结墩应力 监控人员2名，负责主梁应力控制及桥墩位移观测， 桥台伸缩缝变位监控人员1名，负责伸缩缝变化测 试及桥面裂缝观测；施工操作人员14名，负责千斤 顶的起顶及起顶过程的临时支撑。

4.2 顶升施工

a)顶升前应将所施工的桥幅，进行临时封闭， 避免施工过程发生意外。

b）准备工作完成后，在项目负责人的统一指挥 下，14台千斤顶同时顶升。将千斤顶打压，顶住梁 底，观察百分表读数的变化，百分表开始有规律地转 动，记录初读数。控制梁的顶升速度，按2号梁控制， 每顶升2mm 为一个程序，每个顶升程序完毕，由监控人员统一完成读数，对起顶不均匀造成相邻两主梁间的位移变化量超过0.1mm的进行局部顶压调 整，调整完成后进行下一过程的顶升，直到全部顶升 到位，支座可顺利取出。整个顶升过程均须对主梁、 桥面及附属设施进行认真观察，如有异常立即停止 顶升。

c）顶升到位后，统一在梁底安放预先准备的楔形枕木及预制钢板进行临时支垫，支垫要求牢固可靠，支垫过程不可放松千斤顶。

d）支垫完成取出旧支座后，先认真清除原梁底不锈钢板上的锈迹及污垢，涂上一层润滑油脂，然后 用水平量尺检查支座下垫石表面是否平整，能否满足安装要求，对垫石表面的油污及浮浆表面要打磨清除干净。在安放新支座前，还需在原支座位置及新支 座表面进行十字定位，以确保桥梁支座更换后位置准确。

e）对于由于梁体安装不当或梁底表面不平整所造成的支座偏压，可采用结构胶进行脱空部位的 局部填充，以保证支座全截面受压。

f）在安装前将四氟板支座中的四氟板表面的储油槽内的硅脂充满，保证四氟板表面和不锈钢表面的洁净，不得有损伤、拉毛现象；同时按要求安装支座防尘罩。

g）桥梁支座更换完毕主梁就位时，也应分步进行， 先将梁底临时支撑解除，然后顺序下落梁体就位。注 意要交叉放松千斤顶，不能同时放松，以防桥面损坏 或压坏个别千斤顶。

5桥梁 支座更换施工注意事项

a）对不同形式的桥梁应采用不同的桥梁顶升方式。对于由4 梁或工字梁组成的截面形式，一般可在梁体下安放垫板直接用千斤顶顶升的方法进行；但顶升空心板、箱梁时，则必须注意顶升部位，避免直接顶升梁体底部，而宜选在两肋及箱梁腹板部位，防 止对梁体的损坏。

b）由于边梁本身自重及桥面附属设施（如护 栏、分联处连接件）的影响，与中梁在顶升力上差异 较大，在顶升时一定要压力与行程双控制，并以行程为最终控制。避免由于起顶不均匀而造成桥面的剪切破坏。

c）严格控制梁体的顶升高度，避免顶升高度过高造成桥面及附属设施的损坏。

6 结论

我们在原太高速公路迎春水库桥上首次采用扁 千斤顶技术进行桥梁支座更换，不仅成功地完成了对该桥支座的现场处置，而且整个施工过程始终处于受 控状态。该桥的顺利施工，也表明了我们的桥梁支座更换施工方法 和施工控制技术的可行性。我省使用中的桥梁有上千座，通过我们的调查，有至少20%的桥梁支座存在较严重的病害，需要进行处置，否则会影响桥梁本身的结构安全。

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