淺析懸索橋固定端支座更換施工

陳建軍

(貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州 貴陽 550001)

1 工程概況

貴州省S215鎮水線阿志河特大橋是一座預應力混凝土加勁梁懸索橋，位于六枝特區中寨鄉境內，橫跨阿志河，橋面距水面260 m，是鎮寧(黃果樹)至水城高等級公路上最大的橋梁工程。大橋跨度283 m，主纜計算矢跨比1/9，加勁梁寬13.3 m。水城岸引橋設4×30 m簡支T梁，鎮寧岸無引橋，橋面橫坡1.5%。主塔上塔柱采用2.0 m×2.5 m鋼筋混凝土實心矩形截面，塔柱高35.55 m；下塔柱采用2.5 m×3.0 m鋼筋混凝土實心矩形截面。鎮寧岸采用固定支座，水城岸采用活動支座，加勁梁兩端均設置水平抗風支座。現圍繞該橋梁實際情況，對其固定支座的更換施工做如下深入分析。

2 支座現狀與病害成因

在更換支座前，必須確定支座的現狀。該橋梁鎮寧岸支座為固定支座，在橋梁正常使用過程中梁端混凝土產生擠裂與脫落等現象，使固定支座上的鋼板產生局部轉動和彎曲變形，還有一部分鋼板陷入到梁底混凝土當中，導致橋面產生下撓、伸縮縫錯縫。對此，必須對鎮寧岸固定支座進行更換，以免造成更大的破壞。

從理論上將，對于中小跨徑懸索橋，在加勁梁的其中一端安裝活動支座，而另外一端安裝固定支座，能使加勁梁形成幾何不變體。而從實際使用效果看，固定支座受行車作用后，加勁梁會產生一定瞬時縱向位移，在車輛駛離之后可以快速復位。基于此，支座固定端應能適應梁體縱向變形。但固定支座對梁端縱向自由位移有一定約束作用，受重載車輛及溫度變化持續作用后，沒有固定在梁底處的支座上鋼板將在梁體位移作用下使鋼板發生移動或轉動，鋼板對梁端混凝土造成擠壓，導致混凝土開裂。另外，因支座更換過程中設置的空洞沒有完全修補，使上鋼板陷入到梁體當中，引起梁底下移與伸縮縫錯位。

根據規范，結合該橋梁實際情況，決定將固定支座更換成板式橡膠支座，以此使鎮寧岸的支座適應縱向自由位移。根據專家評審意見，采用4塊500 mm×600 mm×110 mm板式橡膠支座，也就是在原支座所在位置設置2塊支座以外，額外增設2塊支座，容許最大位移為37.5 mm，受制動力作用后，最大位移52.5 mm。通過計算可知，在鎮寧岸梁端安裝4塊板式橡膠支座以后，在最不利工況條件下，梁端實際縱向位移量為5.1 cm，未超過限值要求。

3 支座更換

3.1 伸縮縫拆除

(1)先封閉橋梁的交通；

(2)利用風鎬將伸縮縫兩端混凝土鑿除干凈；

(3)對伸縮縫和梁端鋼筋之間的連接進行解除，需注意，切割連接鋼筋的過程中，應保留梁端在連接伸縮縫時使用的鋼筋，用于和新伸縮縫之間的連接；

(4)最后將伸縮縫移除即可。

3.2 更換施工

(1)對加勁梁進行局部頂升，先對加勁梁其中一端進行頂升，完成對支座的更換后使加勁梁回落，對另外一端進行頂升，更換剩余所有支座。若需在兩端同時進行頂升，則要將橋中線水平方向上的限位支座臨時解除。

(2)頂升設備為計算機控制同步頂升液壓系統，在每個支座的兩側分別對稱安裝1個千斤頂。

(3)在頂升梁體之前，應先建立良好的通訊，安排專人負責指揮，在頂升中做好指揮調度、信息傳遞和反饋，確保整個過程都會受到嚴格的控制。頂升時，應保證信息得以同步傳遞，明確不同級別人員的職責與分工。制定針對不同風險的應急控制和處理措施，并編制完善的應急方案，杜絕事故的發生。

(4)由于更換后的新支座厚度比原支座小，所以要對原支座實際墊石高度進行適當調整。在施工開始前，先對加勁梁底部與支座墊石頂面的實際標高進行測量，然后根據相關設計要求，對鎮寧岸的支座墊石進行改造，結合設計要求對新的墊石混凝土進行澆筑施工。對于墊石混凝土，以自密實混凝土或者是環氧混凝土為宜，另外，對于墊石頂面的平整度，應控制在3 mm以內。

3.3 技術要點

(1)準備工作

①在千斤頂就位之前需要對放置千斤頂的主塔橫梁頂面進行清理，使其達到平整，同時也要對加勁梁的底部進行清理，最后將保險墊塊放好。

②使SPLC計算機控制同步頂升液壓系統就位。為了使頂升達到同步，液壓系統要具備液壓缸壓力自動調整功能。在每個支座的兩側都要對稱設置千斤頂，將千斤頂與控制系統連接好后，對設備進行檢查，確認運轉是否保持正常。

(2)梁體頂升

①頂升開始前，做好交通封閉，禁止一切行人與車輛通過，同時做好管制和誘導，安排專人在橋梁的兩岸加強管制，避免車輛與行人進入到橋上，影響正常施工。

②經檢驗確認頂升裝置合格后方可開始試頂，頂升到加勁梁和支座脫空達到2～5 mm后停止頂升，停放5～10 min的時間觀察是否有異常，當沒有異常時方可繼續頂升。

③頂升過程采用計算機進行控制，同時分級進行，每頂升完一級就安放好臨時支撐，在這一過程中要對傳感器數據進行仔細分析，安排專人進行觀測，如果發現裂縫，應暫停頂升，并將其回落到原支座處。頂升時，起梁的速度按照1 mm/min嚴格控制。

④將梁頂升至預定的高度之后立即設置臨時支撐，臨時支撐的設置必須穩定和可靠。

(3)拆除原支座及其鋼板與梁底空洞修復

①對原有支座及其鋼板進行拆除，并使用自密實或環氧混凝土修復加勁梁的空洞部分，修復用混凝土的強度不能比原混凝土強度低。

②在現場對梁底和支座墊石之間的距離進行測量，同時根據設計圖對支座墊石進行改造。

(4)安裝新支座

①以新支座的尺寸為依據在加勁梁上進行鉆孔。

②鉆好孔后，在孔內注入專門的植筋膠，并插入錨桿，待強度達到要求后對新支座進行安裝。

(5)支座更換

①根據設計要求安裝板式橡膠支座。

②對支座和鋼板之間的間隙進行測量，若間隙誤差小于3 mm，即可落梁，否則要對支座上鋼板進行調整，對由于調整而產生的間隙，可使用厚度較薄的鋼板或環氧砂漿進行墊塞。

(6)落梁

①將支座更換好以后，利用千斤頂將加勁梁頂起，然后撤出鋼墊板，將加勁梁同步緩慢回落到更換好以后的支座表面，對支座和鋼板之間的間隙進行認真檢查，確認是否壓緊，位置是否正確，最后即可對頂升系統進行拆除。

②在梁回落至支座上后，對連體和支座之間的連接進行檢查，確認連接是否良好、支座是否存在損壞和是否能正常工作，直到滿足設計要求。

4 結束語

綜上所述，支座經過長時間的使用會產生病害，對橋梁的正常和安全使用造成威脅，因此在橋梁加固工作中，應對支座的檢查和更換引起足夠重視，根據支座和現狀和病害產生原因，及時進行更換處理，以保證橋梁使用安全。