運營線地鐵橋梁支座更換新舊支座螺栓孔位不一致的處理方法

■李洋

（中鐵十八局集團第四工程有限公司，云南 昆明 650000）

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，地鐵已經(jīng)成為人們?nèi)粘３鲂凶畋憬莸慕煌üぞ摺＿\營線地鐵橋梁支座維護和更換尤為重要，施工過程中難免遇到支座螺栓孔位與舊支座螺栓孔位不對應(yīng)的問題。為了不影響地鐵運營只能在運營天窗時間內(nèi)更換橋梁支座，因此在不破壞原橋墩結(jié)構(gòu)混凝土墊石的情況下，施工企業(yè)與支座生產(chǎn)廠家溝通，通過采用沉孔方式重新生產(chǎn)支座代替原支座螺栓孔位從而解決這一問題，并結(jié)合工程實際案例，提出了最佳施工方案，獲取理想的施工效果。所以在運營線地鐵橋梁支座更換施工過程中，需要適當(dāng)改革施工工藝和方案，全面采用此方法，避免破壞原有墊石，不影響地鐵正常運營，讓施工更加便利、經(jīng)濟，提升施工效果。

一、工程概況

昆明地鐵6號線一期工程起點于東部客運站，終點航空港南站共4站3區(qū)間，沿線橋梁包括高坡特大橋、李其村特大橋、大板橋站、大板橋特大橋、大板橋車輛段試車線。其中，雙線路橋梁梁頂寬為10.2米，底寬4.4米，翼板單側(cè)寬2.5米，梁長為30米，梁高1.8米，梁體總重為672.41t（含鋼軌），單線橋梁梁頂寬為5.2米，底寬2.2米，翼板單側(cè)寬1.6米，梁長30米，高1.6米，梁體總重357.55t（含鋼軌）。本工程于2018年6月至10月對全線橋梁支座進行排查發(fā)現(xiàn)需要維護支座36臺，均為球型鋼支座，采用螺栓固定上下座板。

二、橋梁支座更換準備

（一）進場人員、設(shè)備準備

根據(jù)現(xiàn)場情況，配備足夠人員設(shè)備，施工機具、設(shè)備進場，試運行完好；特種操作人員等安全、技術(shù)交底完畢，完成一次人員、設(shè)備協(xié)調(diào)配合演練。

（二）搭設(shè)施工平臺

施工平臺采用腳手架搭設(shè)應(yīng)有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，能承載豎向和水平推力，變形小，穩(wěn)定性高。腳手架采用Φ48×3.0mm鋼管，鋼管無嚴重銹蝕、彎曲、壓扁或裂紋，腳手架的桿件連接必須使用合格的扣件，腳手架搭設(shè)滿足規(guī)范要求，剪刀撐、掃地桿，頂托和底托滿足要求。腳手架必須保證整體結(jié)構(gòu)不變形，縱向設(shè)置剪刀撐，與水平面夾角應(yīng)為45°～60°。腳手架步距為120cm×100cm，腳手架縱、橫向滿足施工作業(yè)平臺要求，保證作業(yè)平臺寬度達到1.2m，作業(yè)平臺周邊做1.2m高護欄掛防護網(wǎng)，平臺上搭設(shè)跳板固定，滿足作業(yè)人員操作空間，在高度上面每2m與墩身連接。

（三）新支座生產(chǎn)安裝準備

根據(jù)排查結(jié)果，本線路共更換支座36臺，根據(jù)現(xiàn)場需要維護的支座情況并與生產(chǎn)廠家溝通，現(xiàn)場存在兩種情況，同型號反力支座上座板螺栓型號、間距相同，同型號反力支座下座板螺栓型號相同、間距存在偏差。從而確定新支座兩種生產(chǎn)方式，分別為能按墊石螺栓孔位正常生產(chǎn)的15臺和墊石螺栓孔位影響新支座主體結(jié)構(gòu)采用沉孔方式生產(chǎn)的21臺。

三、運營線地鐵橋梁支座更換施工方法

（一）整體頂升方法

為滿足支座更換時的精度及頂升期間的穩(wěn)定性，支座更換頂升高度為0.5cm～1cm，頂升方式為單墩頂升。頂升設(shè)備采用最先進PLC 16位同步數(shù)控頂升系統(tǒng)。在墩柱四面搭設(shè)支架并與墩身連為一體作為施工更換平臺，平臺高度為距離梁體底板1.5米，周邊做防護網(wǎng)，保證人員安全。帶電鋼軌斷電后，經(jīng)運營公司專業(yè)人員通知后施工人員對原支座上下固定螺栓進行松動，然后安放千斤頂，在每支千斤頂與梁體底板接觸點采用20cm×20cm×2cm專用鋼墊板作為梁體底板頂升墊板以增大底板受力面，保護梁體不受二次傷害；將千斤頂以墩頂橫橋向中心為分界線，千斤頂分為左右兩個單元，每個單元加裝一個高精度位移傳感器，并隨千斤頂單元組合接入PLC主機油路口及相同單元位移傳感器數(shù)據(jù)傳輸口，并進行同步匹配，同步頂升。同時為避免梁體在頂升期間出現(xiàn)橫橋向位移，在梁體腹板兩側(cè)各加裝一臺千分表，以監(jiān)測橫橋向不出現(xiàn)位移。

由運營公司專業(yè)人員解鎖鋼軌固定螺栓為頂升做準備，松動距離為墩柱橫橋向中心為分界線兩側(cè)各20米（其他專業(yè)根據(jù)應(yīng)用要求配合施工）。軌道螺栓解鎖完畢后，PLC主機控制所有千斤頂對梁體進行貼合操作，使所有千斤頂與梁體完全接觸，擠壓排除千斤頂與梁體底板鋼墊板所有縫隙，并對兩臺高精度位移傳感器進行清零操作。首先進行試頂升，試頂升要求PLC主機對梁體進行試頂升，以保證頂升力度與千斤頂油路順暢，頂升高度定為3mm，如有阻礙PLC主機泄壓使梁體回落，排除阻礙，進行二次試頂升，確保頂升暢通無阻，然后進行正式頂升操作，頂升高度在PLC數(shù)控頂升設(shè)備程序暫設(shè)為5mm，頂升高度滿足后，PLC數(shù)控頂升設(shè)備對油路進行鎖定操作，并時時觀測PLC主機顯示屏高精度位移傳感器顯示數(shù)據(jù)。正式頂升完畢后拆除原安裝錯誤支座為新支座安裝做準備，新支座安裝完成后，PLC主機進行千斤頂泄壓操作，使梁體回落至原來標(biāo)高，并保證支座上鋼板與梁體底板完全接觸保證支座受力均勻，測量標(biāo)高，控制高程確認無誤后此次更換完成。

（二）頂升梁體后沉孔支座安裝方法

1.沉孔支座生產(chǎn)方法

根據(jù)現(xiàn)有墊石螺栓孔位及新支座下座板厚度為4cm、4.5cm兩種規(guī)格，分別從下向上加工深度為3cm、3.5cm沉孔，取消新支座原有設(shè)計螺孔，經(jīng)廠家三維數(shù)據(jù)演算不影響支座內(nèi)部構(gòu)造及支座使用規(guī)范。支座下座板沉孔橫斷面示意圖見圖1：

圖1 支座下座板沉孔橫斷面示意圖

2.防拔片安裝方法

為方便防拔片安裝，以沉孔為中心用銑床向四面擴大7mm，并向支座下座板外側(cè)銑刨深為20mm的防拔片安裝槽，為防止水平力使防拔片脫離，將防拔片安裝槽槽口朝四個不同方向作銑刨加工，以免影響支座使用。支座下座板沉孔平面示意圖見圖2：

圖2 支座下座板沉孔平面示意圖

為保證支座安裝螺桿不受損，方便將來支座更換，經(jīng)與廠家溝通防拔片采用“L”型與支座下座板熱熔焊接，孔內(nèi)采用絲扣形式與螺桿有效結(jié)合。對支座固定螺栓上部3cm、3.5cm由支座生產(chǎn)廠家生產(chǎn)六棱螺栓作為支座沉孔固定螺栓。支座下座板沉孔螺栓示意圖見圖3：

圖3 支座下座板沉孔螺栓示意圖

防拔片與支座下座板連接方式為下端連接于螺栓栓身，上端采用熱熔焊接方式固定于支座下座板邊緣，防拔片主要作用為替代支座固定螺栓螺帽固定下座板。支座整體安裝示意圖見圖4：

圖4 支座整體安裝示意圖

3.防拔片情況

防拔片使用鋼板經(jīng)相關(guān)部門檢測極限抗拉強度為544Mpa，防拔片定制尺寸為長12cm寬5.5cm厚1cm。防拔片大樣圖見圖5：

圖5 防拔片大樣圖

4.防拔片安裝具體施工步序

①取出原支座后，將墊石頂面雜物全部清理；

②將六棱螺栓擰入墊石預(yù)埋套筒，擰至螺栓頂面與墊石頂面持平為止；

③安裝新支座使支座下座板沉孔與預(yù)埋螺栓相對應(yīng)；

④用專用工具提出預(yù)埋螺栓，提出比墊石頂面高出2～3mm即可；

⑤在支座下座板防拔槽口安裝防拔片并將螺栓回擰；

⑥梁體回落；

⑦梁體回落完成后從防拔片安裝槽口用專用工具對預(yù)埋螺桿進行擰動提升，直至六棱螺栓頂住沉孔頂端；

⑧將防拔片外側(cè)用撬棍撬至支座下座板邊緣進行熱熔焊接固定；

⑨焊接完成后，除去焊渣，涂刷防腐漆。

（三）后期對支座進行維護更換

如在原支座生產(chǎn)廠家定制同規(guī)格型號支座，維護方法為取下防拔片，將沉孔內(nèi)六棱螺栓用專用工具倒擰退回預(yù)埋套筒內(nèi)，方可對梁體進行頂升維修更換鋼支座。如相關(guān)單位采用其他廠家支座需頂升梁體鑿除墊石對支座進行更換施工。

四、結(jié)束語

總而言之，在地鐵橋梁支座更換施工中采用沉孔生產(chǎn)支座方法，充分證實在支座更換過程中，不僅施工工藝比較成熟，同時經(jīng)濟適用、施工效率高，尤其是對于運營線橋梁支座更換要求比較高的橋梁工程，有著理想的施工效果。本次論述的昆明軌道交通6號線一期工程橋梁支座更換施工工藝，全線橋梁支座需要維護支座36臺，施工時間18天，平均每個天窗時間內(nèi)完成2臺支座更換。本工程采用的沉孔生產(chǎn)新支座，采用防拔片輔助安裝固定的方法，與傳統(tǒng)的破碎墊石重新預(yù)埋螺栓套筒方法相比，節(jié)約了人工成本，提高了施工效率和質(zhì)量，減少了對原橋墩的結(jié)構(gòu)的破壞。該工法是一種新穎的工藝工法，在不破壞墊石、不影響地鐵正常運營的情況下，成功解決了運營線地鐵橋梁新舊支座更換螺栓孔位不對應(yīng)的問題，受到了昆明軌道交通集團有限公司、昆明地鐵運營公司、昆明地鐵建管公司、監(jiān)理單位的一致好評，社會效益顯著。