鋼梁板橋搖軸支座縱向位移病害整治的實踐

秦美榮 上海鐵路局上海工務段

鋼梁板橋搖軸支座縱向位移病害整治的實踐

秦美榮 上海鐵路局上海工務段

對京滬線新孟河橋32 m下承式鋼梁板橋搖軸支座縱向病害分析，采用活動支座端頂梁，移動支座錨栓使支座底板相對于搖軸處于正確位置。

鋼梁板橋；搖軸支座；縱向位移；病害整治

1 概況

京滬線K1267+181 2468#橋（新孟河橋）為3孔為LP＝16m鋼筋砼梁及1-LP＝32 m下承式鋼板梁組成的復線橋，全長96.9 m，建成年度1960年。橋上線路情況：P60軌無縫線路，直線，平坡，允許速度160 km/h，鎖定軌溫下行為33.1°，上行右33.5°左31.8°，電氣化區段，單孔鋼梁重83 t。

1985年3 月發現該橋搖軸支座牙板在座板頂面出現水平裂紋，橋梁工區對裂紋做了處理，沒過多久該裂紋又重現，而且有擴展速度增快趨勢，至2013年底，先后三次對4個活動支座牙板焊補更換。該橋2孔鋼板梁寧端4個活動搖軸支座上擺均有不同程度縱向位移，最大水平達49 mm，以至于支座兩側牙板被剪斷，破壞了支座穩定性，危及鋼梁安全，對行車帶來安全隱患，經報批上海鐵路局同意對該橋支座病害進行大修整治。

2 原因分析

（1）橋頭及橋上無縫線路在那段時間無較大的施工作業，檢查橋上鋼軌無爬行現象。鋼梁、固定支座及墩臺無異常變化。

（2）觀測剪斷的牙板，發現根部一側與下擺底板頂死，并且有明顯的磨損痕跡。測量支座位移，發現4個支座均超過容許位移量，因此，可以斷定，牙板的斷裂是因為支座底板不正牙板受縱向力過大而造成。

（3）該橋支座存在搖軸傾斜轉動角度較小的缺陷。根據現場測量，搖軸傾角達到4°時，牙板即受擠壓開始變形，搖軸的轉動角度滿足不了位移的需求，導致上擺帶動搖軸一起向跨中移動，支座牙板和牙板螺栓被剪斷。

（4）該橋使用年限久遠，支座部件長期承受上部構造恒載和活載作用及晝夜溫度變化對線橋設備造成極大沖擊和振動，直接影響到橋梁部件的使用壽命。

3 整治方案

根據位移造成的后果，采取改進牙板設置和頂梁整正下座板的辦法解決。

3.1 新牙板寬度適當的減小以增大支座的位移調整量

根據觀測，常州當地年最低氣溫在-8℃，有記載歷史最低氣溫為-18℃，新牙板安裝后應預留的調整量

△＝0.0000118×（18-8）×32 000＝3.8（mm）取△＝4 mm。

也就是說，新牙板單側寬度減小4 mm，就可以滿足極端低溫時的梁端位移。同時要確保新牙板的強度大于舊牙板，選用強度更高的材料，由既有的A3鋼改用Q345B，并適當增加厚度。

既有牙板是在受到搖軸底步縱向剪力而破壞的，預留調整量后，只有新牙板的受剪面積大于舊板即可滿足強度要求。

舊板受剪截面積S舊＝60×20＝1 200 mm2；

新板受剪截面積S新＝52×25＝1 300 mm2，符合要求。

3.2 頂梁整正下座板

（1）施工前聯系相關部門作好現場調查和施工交底。

（2）對現場情況詳細分析，對梁端、人行道、橋面等全面檢查，有影響頂梁的情況均預先拆除，消滅（兩梁之間連接的人行道螺栓及外側人行道連接的螺栓事先松開，梁另一端頂梁封鎖前用硬木抄實頂死），對橋上現有電纜等設備做好保護措施。

（3）調查、測量支座位置，確定好千斤頂的位置。經調查：支座與放置千斤頂位置距離80cm，兩千斤頂位置距離3.8m，千斤頂放置位置凈高為（56～58）cm,現場取孔鉆操作空間為53 cm。千斤頂的位置：活動支座端橫梁頂梁預留位置放置千斤頂。

（4）計算支座下座板的撥移量（相對于上擺）

下座板撥移量按下面公式求得

式中△1——下座板撥移量（mm）；

δ0——下座板正常的偏移量；

δ1——下座板實際的偏移量（mm）“-”表示伸向伸向跨度以外。

下座板正常的偏移量可按下列公式計算求得δ0＝αL（t0-t）：式中α—線膨脹系數，鋼為0.0000118

L—梁的跨度（cm）；

t—施工時梁的溫度（°C）；

t0—設計安裝時支座溫度，即支座下擺、底板和軸各中心線重合時的溫度，可按下式求得：

t0＝（t0p±△k/2αL）

式中 t0p—一年中最高和最低溫度的平均值（°C）；

△k—活載所產生的梁端縱向位移（cm），主梁下弦桿支承在支座上的用（+），上弦桿支承在支座上的用（-）。

△k/2αL的近似值，鋼板梁為20°C，溫度值應連同本身符號代入公式。

根據公式和實測偏移量計算出的撥移量為：

下行南側+300 mm,北側+15 mm;上行南側+18 mm,北側+ 23 mm。

固定支座梁端頂梁封鎖前用硬木抄實，控制梁體自由伸縮。

（5）鋪設腳手板作為施工用腳手架，腳手架必須有足夠強度，同時作好保護措施，以免腳手架被過往船只撞壞，確保施工和人身安全。夜間如不拆除腳手架，點警示燈防護，并派人看守，腳手架尺寸結合現場實際情況搭設，腳手架吊繩采用Φ25白棕繩。

（6）做好千斤頂墊木、頂梁時頂鐵保險等。保險在千斤頂內側，用頂鐵保險及架支點加固，必須有足夠承載能力及穩定性，安放千斤頂要平整，上下加墊10 mm鋼板，根據千斤頂安放位置及高度找平，下部用4根線路木短枕（長40 cm）捆扎牢固，千斤頂在使用前要進行試驗。

（7）支座全面清潔，搖軸間流油要清除干凈，暴露其支座桿件和結構。搖軸支頭螺栓加油后上緊，支座防震架全面清除，活動支座上座板和下床板要用角鐵剛性聯接，防止頂梁時支座傾倒，同時起到頂梁時可將支座底板同時抬高的作用。

（8）封鎖前鑿除14只錨栓外圍砼，事先加工好需更換的14只錨栓成品，臨近電氣化立柱側2只錨栓，本次大修不更換，現場定好位置，電鉆鑿除外圍部分砼，孔眼擴孔。支座錨栓重新定位用BY-JG45自流平加固料，灌漿料必須要有材料性能等技術參數的資料，并嚴格按照設計要求的配合比調制。

（9）事先加工好支座牙板及各種硬木等，千斤頂、空心鉆等各種工機具全面檢查，確認狀態完好方可使用，各種工具事先列好清單，備足帶齊，對千斤頂進行檢驗，照明設備狀態良好及數量要充足。

（10）對防護信號、對講機進行清點、充電，確認使用性能完好。防護與慢行辦法應按《安規》規定設置防護，由車間副主任以上到現場檢查確認。

主要施工工藝：鑿除部分墊石→頂梁→移動底板→落梁→重新錨固螺栓

3.3 頂梁布置（見圖1）

圖1 頂梁布置

根據梁底凈空、恒載反力大小和必要的頂力儲備量，選擇2臺100 t千斤頂，操作時同時起落。

做好千斤頂墊木、頂梁時頂鐵保險等。保險在千斤頂內側，用頂鐵保險及架支點加固，必須有足夠承載能力及穩定性，安放千斤頂要平整，上下加墊10 mm鋼板，根據千斤頂安放位置及高度找平，下部用4根線路木短枕（長40 cm）捆扎牢固，千斤頂在使用前要進行試驗。

3.4 主要施工步驟（見圖2）

圖2 施工步驟

該整治項目于2015年9月16日實施完成，經過近一年的運營實踐證明，整治效果良好，沒有發現新的牙板變形和剪斷問題，梁體、支座和橋墩均沒有出現異常。

[1]居炎飛.聶興信.現代橋梁工程施工技術通病防治及可靠性評估實用手冊.北京電子出版物出版中心.2003.

[2]王嶺海.劉斌.鐵路橋梁涵洞隧道緊急搶修及檢測養護實用手冊.北京科大電子出版社.2005.

[3]中華人民共和國鐵道部.鐵路橋隧建筑物修理規則.中國鐵道出版社. 2012.

[4]中國鐵路總公司.普速鐵路工務安全規則.2014.

責任編輯：許耀元 張建強

來稿日期：2016-08-03