連續梁支座變形原因分析及處理

左松庭

摘 要：以某鐵路項目跨溶洞連續箱梁施工為背景，分析支座上座板發生變形的原因及發現問題后，在對軌道造成最小擾動情況下快速更換支座，重點描述了采用PLC同步頂升控制系統在頂升更換支座工程中的施工方法，可為類似的支座變形及更換支座工程的施工提供參考。

關鍵詞：支座變形；振搗；臨時支墩；同步頂升

中圖分類號：U443 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）13-0084-02

連續箱梁現已廣泛應用于鐵路上跨橋梁，大多采用球形支座。近年來，連續梁支座發生變形需更換問題較突出，現就支座變形原因及更換處理發表淺見，供大家交流參考。

1 工程概況

中鐵二十四局集團有限公司浙江公司九景衢工程（浙江段）站前Ⅰ標二分部承擔DK233+050～DK244+498段線下工程施工，線路長度11.448km；跨杭新景高速特大橋位于衢州市開化縣楊林鎮境內，全橋長969m，共計26跨。其中16#墩至19#墩為連續梁，跨越大溶洞區。基樁為鉆孔灌注樁，樁徑為1.5m，支座均采用球型支座，18#主墩TJQZ-通橋8361-35000-DX-0.1g支座[1]與19#邊墩TJQZ-通橋8361-7000-DX-0.1g支座上座板發生形變，上座板四角分別向下彎曲，與梁底間距為5～8mm，球體位移量超出設計范圍。

2 支座變形原因分析

2.1 梁底混凝土不密實

18#主墩上0#塊底板厚度為1.0m，共布置橫橋向8層、縱橋向3層鋼筋，底層鋼筋為Φ25螺紋鋼，頂層為Φ16螺紋鋼，其余均為Φ12螺紋鋼。鋼筋間距均為10cm，0#塊底板在實際施工過程中，由于鋼筋分布較密，加上振搗空間小，振搗不規范，導致梁底與支座上座板間混凝土不密實，造成支座受力不均勻，產生形變及球體位移超限。19#墩支座也存在同樣情況。

2.2 臨時支墩拆除不規范

由于梁底混凝土不密實，造成支座受力不均，球體位移量超限，支座上座板應一端向下彎曲，一端頂住梁底，現場情況為兩端四角均向下彎曲，經分析應由臨時支墩拆除不規范導致。

每個臨時支墩為102根Φ32螺紋鋼組成，3根一束，共計408根。臨時支墩拆除應本著平衡、對稱原則。實際施工過程中先拆除了縱橋向單側2個臨時支墩，造成支座單側受力，上座板單側變形，再拆除了另一側臨時支墩，梁體平衡回壓，造成另一端上座板也產生彎曲。由于支座防塵罩包裹，未能及時發現，錯過支座更換最佳時機。為后續支座更換增加難度。

3 支座變形處理方法

因支座上座板變形及球體位移量超限，必須頂升連續梁梁體更換支座[2]，為保證對既有線路擾動降到最低，采用PLC液壓控制系統[3]對連續梁進行同步頂升，頂升高度控制在8mm。

施工總體工序為：搭建施工平臺及導向承重平臺→布置頂升系統→梁體同步頂升→取出變形支座→支座砂漿層、梁底混凝土及下預埋套筒處理→安裝就位新支座→泄壓落梁至設計標高→澆筑灌漿料→泄壓還原→觀察測量→撤頂并清理現場。

綜合考慮各種不利因素的影響，梁體同步頂升所選用的頂升設備，取用計算抬升重量的1.2倍以上作為選取設備的依據。如表1所示。

3.1 搭建施工平臺及導向承重平臺

將連續梁18#墩多向支座一側的施工平臺搭設成圍欄，采用膨脹螺栓在平臺頂固定外掛L100×100×7型角鋼支撐，在角鋼上鋪設并固定木板作為臨時施工平臺。在連續梁多向支座橫橋向方向外側搭建導向承重平臺，采用300×150雙拼H型鋼，H型鋼放在墩頂頂帽，與頂帽通過植筋螺栓連接，H型鋼頂面與支座墊石頂面保持持平，確保結實、牢固。H型鋼長1.3m，外挑0.2m。如圖1所示。

19#墩連續梁端多向支座橫向外側的墩頂空間滿足施工條件，不需要另搭設平臺。

3.2 布置頂升系統

為保證梁體安全，在頂升到位后，取出變形支座，梁體長時間處于液壓頂支撐狀態，防止液壓油路泄漏梁體失穩突然回落，本工程液壓頂組采用機械螺旋自鎖式液壓頂，雙重保護梁體安全。

根據梁體荷載及橋梁的受力特點，保證同步頂升時線上鋼軌平順性及19#墩頂伸縮縫處蓋板標高一致，為防止簡支梁梁端與連續梁梁端出現高程差，對軌道造成剪切損壞，以及防止出現高程差損壞伸縮縫、擋渣板及其它橋面附屬物，綜合考慮：在19#墩頂處連續梁梁端均勻布置頂升專用液壓頂10組（200t），在簡支梁梁端均勻布置頂升專用液壓頂8組（200t）；18#墩頂處均勻布置頂升專用液壓頂42組（200t）。梁底與液壓頂間安裝頂升專用墊板，以增大液壓頂與梁底間的受力面積，接通高壓油路，調試PLC液壓控制系統的輸油管道，檢查油管密封情況。施工時在檢測監控處安裝限位器，以準確控制同步頂升的高度；在檢測監控處安裝百分表，以準確測量梁體頂升高度的變化。如圖2、3所示。

3.3 梁體同步頂升

（1）PLC同步頂升液壓控制系統是由PLC計算機控制系統、主機箱、液壓泵站、電磁閥、壓力傳感器、位移傳感器、液壓千斤頂組成。

本系統中液壓泵站利用電磁閥來控制流量，依靠電磁閥的開關頻率，來改變流量，達到油泵的輸出流量可調的目的，配以適當的電控和檢測反饋系統，組成壓力和位移雙重控制，以位移為最終控制，就可以精確控制各千斤頂在升降過程中保持同步。

（2）預頂液壓頂。接通橋墩布置的液壓頂，在專職人員的統一指揮下，啟動PLC液壓控制系統，使墊板和梁底緊密接合，以調整液壓頂上下墊板間隙，完成正式頂升前的預頂。

（3）整體同步頂升。預頂完畢后，作好記錄、測量及測點布置工作，讀取液壓表、限位器、千分表的數據，并以此時的數據作為初始的“0”狀態數據，并將限位器、千分表的數據重新調零。啟動PLC液壓控制系統按照每分鐘0.1-1mm的上升速度開始頂升，頂起高度達到1mm時，停止頂升，由專職人員觀察梁體微小變化及頂升設備的運行情況，如有異常情況及時調整恢復；經專業人員檢查無誤后，繼續頂升，當頂起高度達到3mm時，停止頂升，各分點油壓自動鎖死且保持恒壓，由專職人員對頂升設備進行系統檢查，如若正常則繼續上升，否則應立即查找和分析原因。

以每級3mm的頂升行程為一個單位，每頂升一級單位，由專業人員進行系統檢查。當頂升高度滿足上支座板不受力可以移除支座時（最大不超過8mm），停止頂升，各分點油壓自動鎖死且保持恒壓，并鎖死液壓分流系統，自鎖式液壓頂全部機械上鎖。經精測隊觀測線路高程變化基本與頂升數據保持一致。

3.4 取出變形支座

在頂升系統保持恒定壓力情況下，采集千分表、限位器的位移數據，當梁體頂升達到7mm時，發現不影響支座的拆取與安裝，立即停止頂升并鎖定油頂。對剩余支座進行觀察，確認剩余支座無不良影響后開始取出變形支座。取出變形支座時用導鏈將支座整體橫橋向拉出至導向承重平臺上，然后用吊車將支座整體吊至橋下。

3.5 支座砂漿層、梁底混凝土處理

用電錘鑿除支座下座板砂漿層及墊石頂面，鑿除砂漿層厚度3cm，鑿除梁底不密實混凝土，直到混凝土面密實為止。

3.6 安裝就位新支座

將新支座吊至H型鋼導向承重平臺，用導鏈拉至原支座中心位置，安裝支座錨固螺栓，然后將支座調平。

3.7 泄壓落梁至設計標高

待支座調平并安裝完成后，檢查各項指標符合要求后，開始緩慢泄壓落梁[4]，分四次進行，每次2mm，落梁完成后統一檢查梁體各項指標，直至設計標高，停止落梁，各分點油壓自動鎖死且保持恒壓，并鎖死液壓分流系統，自鎖式液壓頂全部機械上鎖。

3.8 澆筑灌漿料

梁體標高符合設計要求后，在支座下座板四周支立木模板，模板要求平整、牢固，防止漏漿，模板支立完成后，開始灌漿。在支座上座板四周采用角鋼將支座立面與梁底密封，預留一個灌漿口和排氣口，排氣口的PVC管設置在剔除梁底混凝土的最高處，保證灌漿飽滿。模板支立完成后，采用支座專用灌漿料開始壓力灌漿

3.9 泄壓還原

待灌漿料達到設計強度（12個小時達到45MPa，18小時達到50MPa以上），開始緩慢泄壓，直至液壓表歸零，泄壓到位。由精測隊再次觀測后，發現線路軌面高程恢復至原高程，線路整體線形基本無變化。

4 結語

通過這次事件提出如下建議。（1）連續梁0#塊施工過程中，應針對鋼筋布置密集區域仔細振搗，可以采用微型振搗棒，保證梁底混凝土密實。（2）連續梁臨時支墩拆除應嚴格按照設計及規范要求施工。在以后的連續梁施工中應派專人盯控，保證體系轉換按要求完成。（3）此次支座更換施工實際工期為4天，之所以能安全，快速，平穩的完成施工。而起決定性作用的還是PLC同步頂升控制系統，其他所有的結構的安全和措施的實現都依賴于它的有效運作。PLC同步頂升控制系統在今后諸多橋梁頂升工程中將擔當越來越重要的角色。

參考文獻

[1]汪國軍.連續梁固定支座施工問題及處理[J].建筑技術開發：道路橋梁，2017，（3）：139.

[2]吳毅彬.大型城市環形立交大噸位同步頂升設計[J].橋梁建設，2014，（4）：85-90.

[3]辛崇升，盧忠梅，趙毅.PLC液壓控制系統在橋梁整體同步頂升中的應用[J].價值工程，2015，（21）：118-121.

[4]馬光.淺談多跨連續梁同步頂升更換支座施工工藝[J].城市建設理論研究，2014，（17）：691-694.