同步頂升技術在橋梁支座更換中的應用

胡秋生

摘要：橋梁支座是連接橋梁上部結構和下部結構的重要構件，橋梁支座病害直接影響到橋梁使用壽命和交通安全。文章通過工程實例對同步頂升技術在橋梁支座更換中的應用及注意事項進行了分析，以供相關人士參考借鑒。

關鍵詞：同步頂升技術；千斤頂；控制系統；橋梁支座；高速公路 文獻標識碼：A

中圖分類號：U445 文章編號：1009-2374（2015）28-0060-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.029

1 概述

廣西全州至興安高速公路是國道主干線衡陽至昆明和國家重點公路廈門至成都的主要組成部分，隨著運營年限的逐步遞增，在車輛荷載及環境因素的影響下，沿線橋梁一些支座陸續出現了剪切變形、開裂、起鼓和脫空等病害。如不及時進行更換，不但存在安全隱患，而且易對橋梁其他上部結構造成損壞。經過對現場的勘察，同時根據本高速公路的特點，決定采用同步頂升技術更換支座，該方法既能達到恢復橋梁支座功能的目的，又不影響交通，同時具有造價較低、施工周期較短、支架工程少等優點。

2 工程實例

2.1 工程概況

萬鄉河大橋在廣西全州縣全州鎮趙家村附近跨越萬鄉河，統一里程為K994+439，橋長185.998m，橋寬為26m，上部構造采用9～20m預應力混凝土先簡支后連續箱梁，兩橋臺處設置Z-40型伸縮裝置，5#墩處設置Z-80型伸縮裝置，兩橋臺及5#墩處采用GYZ250×66（CR）圓形板式橡膠支座，共計80個，其余橋墩處采用GYZ325×66（CR）圓形板式橡膠支座，共計140個，支座處距水面高度約為4m。2013年3月22日至2013年5月23日在進行橋梁定期檢測時，發現該橋0#臺、9#臺及1#、3#、6#、8#墩共計22個支座存在剪切變形、起鼓、脫空等現象，為保證行車安全和防止對橋梁其他上部結構造成損壞，于2014年3月20日開始對該橋損壞的支座進行了更換，下面就本橋0#臺-5#墩的支座（一聯5孔）更換施工方案及注意事項進行闡述。

2.2 施工方案

2.2.1 施工工藝流程。施工準備→搭設作業平臺→蓋梁頂標高復測，確定頂升高度→檢查支座→荷載計算→頂升設備安裝→頂升設備調試→試頂升→正式頂升→支座拆除及清理蓋梁頂垃圾→更換支座→落梁→頂升設備拆除→拆除作業平臺，清理現場。

2.2.2 施工準備。在更換支座前，做好人員、材料及機械設備的準備，做好千斤頂的校驗工作，做好測量表格。主要機械設備如表1：

2.2.3 搭設作業平臺。由于萬鄉河橋0#臺～2#墩在陸地上，采用搭設腳手架作為作業平臺，3#～5#墩在水中，且施工期河水流速較快，采用吊籃作為作業平臺（見圖1、圖2）。

2.2.4 蓋梁頂標高復測，確定頂升高度。在頂升之前，全面檢查該橋的整體情況，對每個支座及蓋梁頂標高進行復測，確定頂升高度，并做好記錄，以便在頂升過程中進行復核。

2.2.5 檢查支座。頂升更換支座施工前，全面檢查該橋的整體情況，詳細檢查各支座情況，包括支座位置、剪切變形、脫空間隙、是否偏壓、鋼墊板厚度等，對脫空支座選擇厚度合適的鋼板，對傾斜支座選擇楔形鋼板，保證支座更換后，梁體與支座緊密接觸。

2.2.6 荷載計算。頂升更換支座施工前，需要計算荷載，確定薄型千斤頂型號及數量。

根據對本橋每孔梁體的自重計算：

第一，每孔箱梁自重約：[19.42m3/片（邊梁）×2片+19.58m3/片（中梁）×3片]×2.45t/m3+（鋼鉸線及鋼筋）4.45t/片*2片4.48t/片*3片=261.41t

第二，橋面鋪裝重約：20m×11.5m×0.15m×2.45t/m3=84.53t

第三，橋面鋪裝鋼筋重約：4.05t

第四，護欄重約：0.146m3/m×20m×2.45t/m3×2側=14.31t

合計總重約為364.3t，施工過程中，對于每孔梁體進行頂升，計劃采用20臺100t薄型千斤頂，其合計承載力為：100t×20臺=2000t≥2.0倍×364.3t=728.6t，滿足頂升要求。

2.2.7 頂升設備安裝。首先將放置千斤頂位置的蓋梁頂面和梁底面進行清潔打掃及打磨處理，確保平整；其次安裝鋼板（尺寸250mm×350mm×20mm），并擺放平整、確保與蓋梁頂面及梁底面緊密接觸；最后在每片梁底兩側各放置一臺薄型千斤頂，單個蓋梁有5片板梁，一個蓋梁支座更換時共布置10臺薄型千斤頂（見圖3）。為便于頂升操作，所有千斤頂均按向上方向安裝，即千斤頂底座在蓋梁上，油缸在梁板底部。千斤頂安裝時應保證千斤頂的軸線垂直，以免因千斤頂安裝傾斜，在頂升過程中產生水平分力。在千斤頂安裝穩固后再接百分表，連接電動油泵及頂升控制系統。

2.2.8 頂升設備調試。頂升設備調試的主要內容有：一是檢查液壓系統，主要檢查油缸安裝是否正確、牢固，泵站與油缸之間的油管連接是否正確、可靠，油箱液面是否達到規定高度，液壓系統運行是否正常，油路有無堵塞或泄漏。二是檢查控制系統，主要檢查系統安裝就位并已調試完畢，控制系統運行是否正常，液壓系統對控制指令反應是否靈敏，各傳感器系統是否正確傳輸，系統能否升降自如，各種控制閥工作狀況是否正常、是否需要更換；三是監測系統檢查，主要檢查信號傳輸是否有誤，傳輸是否順暢。

2.2.9 試頂升。完成頂升設備調試后，在正式頂升前進行試頂。試頂升作業嚴格按照頂升作業的要求進行。頂升總行程以讓所有支座松動來控制，并控制在計算允許范圍內，分多次完成，每次頂升約2mm。每級頂升到位后穩定10分鐘，在穩定期間測量各百分表處梁體的位移，如果各測點位移差不超過1mm，再進行下一級的頂升。穩定期間注意觀察百分表，發現梁體位移有減小趨勢，說明千斤頂工作不穩定，立即回油卸頂，檢查油泵、輸油管、千斤頂是否有漏油現象，修復后重新試頂。頂升過程中，對主梁、蓋梁、橋面板等進行監測，觀察有無異常變化，如有開裂、混凝土破碎等情況，應立即停止頂升，查明原因并解決后再繼續頂升。

2.2.10 正式頂升。試頂升沒問題后，開始進行正式頂升。頂升施工時將同一橋墩上的全部千斤頂并聯起來，通過一臺油泵進行加壓，以保證每臺千斤頂出力一致；頂升中嚴格控制油壓和千斤頂行程，確保整體頂升。當梁體達到頂升設計高度后，持荷、穩壓，更換支座。由于千斤頂為薄型千斤頂，行程為20mm，且油槍截面積小，在加壓過程中必須緩慢加壓，控制流量，單個千斤頂每級加載量為5t。通過預安裝的百分表隨時監控梁體頂升的位移量；待整體頂升后，每級頂升2mm，頂到位穩定5分鐘后，觀測并記錄，檢測是否同步，不同步隨時調整，然后進行下一級頂升。頂升高度達到10mm時，如不影響支座更換施工，穩定油壓，更換支座；如不能正常更換，繼續頂升，但頂升高度不得超過15mm。頂升過程中，需安排專人對主梁、蓋梁、橋面板等進行監測，觀測有無異常變化，確保施工中均勻頂升，上部結構不出現裂縫、破碎及偏移，出現異常現象，應立即停止頂升，查明原因并解決后再繼續頂升。

2.2.11 支座拆除及清理蓋梁頂垃圾。用鋼釬將支座撬動后，取出病害支座并編號，準確記錄、標記支座位置，再將蓋梁頂支座位置找平、清理干凈，按原位置鋪設環氧砂漿，確保平整。

2.2.12 支座安裝。在支座拆除及清理蓋梁頂垃圾后，在支座兩側與梁底間設置臨時支撐，提高梁板穩定性，防止因活荷載不均勻，造成梁體承壓破壞。再根據標記位置準確放入新的支座，隨后進行調平調正，并用經加工的楔形不銹鋼板墊實，隨后檢查支座位置是否合適，接觸是否良好。板式支座安裝時應注意：一是支座應按設計支撐中心準確就位，安裝前應對梁體和支撐墊石進行檢查，梁底鋼板與支撐墊石頂面盡可能保持平行和平整，支座上下關聯處應能保證緊密接觸，不得出現空隙，同一片梁的各個支座應在同一平面上，避免支座的偏心受壓，不均勻支撐與個別脫空的現象；二是安裝支座時，應盡量選擇在年平均氣溫時進行，支座與不銹鋼的位置要視安裝時的溫度而定，若不銹鋼有足夠的長度，則按支座距不銹鋼中心安置。

2.2.13 落梁。支座準確安裝完畢后，開始落梁，落梁以5mm為一級，逐級緩慢回落，逐級退出枕木和木楔，使梁體均勻緩慢下落。同時為防止梁與支座發生縱橫向滑移，采用木制三角墊塊在梁體兩側加以定位，待落梁工作全部完畢后拆除。每片梁落下后，不要急于拆除千斤頂，應仔細檢查板式橡膠支座有無初始剪切變形現象和懸空現象。如發現有剪切變形現象，則應稍微起高一側梁端，讓橡膠支座在自身彈性作用下自動復位，避免橡膠支座在落梁的時候產生初始剪切變形。如果發生懸空，則重新將梁體同步頂起，在懸空支座下加墊不銹鋼板。支座安裝符合要求后，回收千斤頂，拆除臨時支撐，讓梁回到原來位置，完成支座更換工作。

2.2.14 拆除作業平臺，清理現場。一聯所有需要更換的支座更換完成后，開始拆除作業平臺，清理現場，填寫支座編號，拍照存檔。

3 頂升注意事項

（1）頂升前需對整個橋梁進行檢查，特別是兩側橋臺處梁板是否與橋臺背墻頂死，如存在，這時需解除對梁體約束；（2）頂升空間內不得有障礙物；（3）每次頂升的高度稍高于墊塊厚度，能滿足墊塊安裝的要求即可，不宜超出墊塊厚度較多，以避免負載下降的風險；（4）正式頂升時應控制頂升速度和頂升壓力，由于邊梁本身自重及橋面附屬設施（如護欄、連接部件）的影響，與中梁在頂升力上存在差異，在頂升時一定要采取壓力與行程雙控制，并以行程為最終控制，避免由于起頂不均勻而造成橋面的剪切破壞；（5）一聯的頂升工作安排在一天內完成，盡量避免過夜，如遇特殊狀況，則必須采用臨時支撐固定牢固，并派人值守，檢查系統情況及橋梁姿態；（6）由于施工控制精度問題，在正式頂升前準備一些2mm、3mm、5mm等規格的薄鋼板，并對鋼板進行防銹處理，以備標高調整用；（7）高空作業安全保障措施要完善，并嚴格遵守。

4 結語

自2014年3月底本橋支座更換后至今已一年多，通過觀測，未發現該橋梁體、絞縫及橋面有損壞現象。采用同步頂升技術更換橋梁支座是目前橋梁養護中較為可靠、方便、成本較低的方法，特別是運用于運營中的高速公路，在不妨礙交通的前提下，其優點尤為突出。

參考文獻

[1] 公路橋梁板式橡膠支座（JT/T4-2004）[S].

[2] 公路橋涵養護規范（JTGH11-2004）[S].

[3] 程香平，周承新，張永強，劉海亮.超薄千斤頂在橋梁支座更換整體頂升施工中的應用[J].科技信息，2009，（15）.

（責任編輯：陳 倩）