橋梁支座同步頂升更換技術

顧兆華 馬澤華 沈杰

摘要：橋梁支座更換時需采用千斤頂將板梁頂升至一定高度，然后將橡膠支座更換，再通過千斤頂落梁。為了保證支座更換時整跨或整聯梁體受力均勻，不出現非受力裂縫，我們采用了 PLC同步頂升的工藝，大大提高了施工效率，同時也保證的支座更換時梁體的安全性。

關鍵詞：PLC同步 更換支座

1、前言

隨著公路交通的不斷發展，公路運輸能力不斷提升，橋梁載荷不斷增加，橋梁橡膠支座的老化、變形、破壞等現象越來越嚴重。由于橡膠支座的正常使用年限大多在 7～10年，因此當橋梁橡膠支座出現損壞時需及時進行更換。以往采用按墩臺單頂頂升更換支座時，往往單頂承載很大，頂升困難，而且容易使橋梁橋面系出現裂縫，加劇橋梁結構的損壞。近年來，我們在進行橋梁橡膠支座更換時采用了 PLC同步頂升施工工藝，提高了工效，也避免了橋梁結構受損的情況。

2、工藝簡介

PLC英文全稱 ProgrammableLogicController，中文全稱為可編程邏輯控制器。它通過一臺油泵給沒，再分別通過一級分路器、二級分路器給每只千斤頂給油加壓，使得各千斤頂頂升速度保持一致。我們在 G204南延寧通高速跨線橋的橡膠支座更換工程中，采用了山東德州市生輝液壓有限公司生產的 24點 PLC同步頂升控制系統，有效地保證了施工質量，順利完成施工任務。

3、同步頂升施工技術

3.1千斤頂選擇配置

根據施工圖設計、單個支座 R及 FLD確定頂升千斤頂的配置數量 配置數量應考慮兩個因素：一是墩臺空間位置允許尺寸 二是千斤頂最大頂升力和最大行程。

根據設計圖紙本項目千斤頂及臨時支撐選擇如下表：

3.2頂升方案

1）采用“中斷交通，縱向單墩或整聯（根據設計要求）、橫向同步頂升梁體”的方式進行梁體的同步頂升，以橋臺或蓋梁為頂升支撐面進行梁體頂升。G204南延寧通高速跨線橋采用單墩或半幅整聯整體頂升。

2）頂升及更換支座的順序：

G204南延寧通高速跨線橋：先封閉西側交通，使車輛行人借道東半幅通行，依次進行西側第一聯 4#墩單墩頂升、西側第二聯整聯頂升、西側第四聯整聯頂升、西側第五聯整聯頂升 待西側半幅全部更換完支座后，再封閉東側交通，使車輛行人借道西半幅通行，依次進行東側第一聯 1#墩單墩頂升、東側第二聯整體頂升、東側第四聯 12#墩單墩頂。

3.3千斤頂及臨時撐的布置

頂升施工前，需要首先確定千斤頂的位置，根據設計圖紙的要求，確定安裝位置，并清理干凈。千斤頂安裝時，為了增加局部承壓面積，在千斤頂與板梁底面、蓋梁接觸面放置鋼墊板。千斤頂軸線必須豎直，墊板底面必須水平。安裝時采用水平尺校準水平，并對鋼墊板與蓋梁的接觸面用環氧砂漿進行調平，使千斤頂安裝垂直牢固，以確保千斤頂豎直受力如圖。

連續處墩頂按上圖布置形式布置千斤頂及臨時支撐，每處墩頂有 4片箱梁，按施工圖設計共設千斤頂 16臺，臨時支撐 16個。為確保頂升過程中結構的安全，擬在每處橫隔板處加設 2臺臨時支撐，共有橫隔梁 4片，增設臨時支撐 8個。

3.4頂升階段

3 4.1安裝千斤頂、臨時支撐等。

在千斤頂安裝前在梁底及墩臺頂面相應位置處進行調平，并在梁底及墩臺頂設 1cm厚的鋼墊板以擴散應力，使上下鋼墊板保持水平，以確保千斤頂豎直受力。經查閱相關橋梁竣工圖紙，兩座橋梁橋面均有 2%橫坡，橫坡由蓋梁、橋臺形成，箱梁底面成水平狀態，而蓋梁、橋臺頂面橫向有 2%的橫坡，因此在墩臺頂設置鋼 墊板時，采用帶有 2%傾斜面的可調平的楔形鋼板，以保證千斤頂支撐水面。

3.4.2安裝 PLC同步頂升系統，并連接位移傳感器，安裝百分表。

位移傳感器、百分表等控制系統布置如圖：

位移傳感器布置數量與板梁數量相同，布置在每片板梁端部，分別與梁底面和蓋梁側面連接，用于控制梁體同步位移，與液壓系統連接，同時控制計算機協同工作。

百分表布置于梁底位置，如上圖所示：

①蓋梁側面 4只百分表布置于橋臺一側或橋墩兩側，用于監控位移傳感器，以便校驗同步位移量;

②蓋梁端部 2只用于監控梁體側向位移（設置側向限位裝置），布置于擋塊與邊梁之間，橫橋向放置，兩側邊梁各設置 1只。

③蓋梁端部另外 2只用于監控梁體水平向位移，布置于擋塊與邊梁之間，順橋向放置，兩側邊梁各設置 1只。

位移傳感器數據由計算機記錄，并做數據處理，由高度自動化設備配合計算機軟件實現同步位移 百分表由現場技術人員在每級頂升（或落梁）后抄錄，并與位移傳感器進行比對，如發現偏差較大，停止頂升（或落梁），查明原因，待問題解決后，方可繼續施工。

3.4.3試頂升（貼合）

整個頂升系統安裝完成后，正式頂升前，所有相關約束解除，先試頂升 1mm，然后鎖定液控閥，保持油缸壓力不變，并持荷 20分鐘，觀察各支點處千斤頂系統情況，以便消除支架的非彈性變形及基礎沉降并考核整個頂升系統的工作狀態。

試頂升時，通過系統稱重功能，對每片梁體進行稱重，并與理論支反力進行比對，如發現有較大偏差時，及時向監理、業主匯報，制定解決方案后，方可繼續施工。

3.4.4正式頂升

淤試頂完畢，開始正式起頂，按照每級頂升 1mm的順序進行。梁體頂升到預定高度后（最大不超過 5mm），鎖定安全鎖止閥，調整臨時支撐高度，保證臨時支撐與梁底密貼，保持千斤頂油壓不變，將梁體支撐在臨時支撐、千斤頂上。

于每頂升一級（1mm）觀測位移傳感器讀數及百分表，數據分析無誤后，方可進行下一級施工，同步頂升誤差控制在依0.5mm，若超出，需查明原因后重新頂升。

盂頂升高度控制原則：舊支座能取出，新支座能順利安裝為宜，一般頂升高度為 3耀4mm，最大頂升高度不超過 5mm。

3. 4.5調整臨時支撐高度，使之與梁體密貼。（第一次調整：上升）

3. 4.6側向限位裝置為梁體頂升到位后，使用木質楔塊將擋塊和邊梁間空隙楔緊，防止梁體頂升后，受動載影響，梁體姿態發生變化。

在千斤頂和臨時支撐持壓時間，即支座更換過程中，用百分表隨時監控梁體姿態，如出現梁體偏斜等情況，立即恢復梁體約束，報請監理、業主，待解決方案確定后，立即糾正，方可恢復施工。

3. 5持荷施工階段（支座更換）

3. 5.1支座拆除

梁體同步頂升到位后對原有舊支座進行拆除。

（1）安排專人負責每 30分鐘記錄一次百分表，并分析數據，若記錄數據與頂升完成后數據差值大于 0.5mm，應立即增加臨時支撐，穩定梁體，查明卸載原因，并恢復持壓。

（2）支座拆除前復查支座測量數據，并一一核對，為支座安裝做好準備。

（3）支座拆除過程中，不能采用大功率設備鑿除梁底楔形塊混凝土，以免損傷梁體及其他構件。

3.5.2支座安裝

對于板式橡膠支座，按設計要求，在各支座墊石上放置相應類型的新支座，相關注意要點如下：

（1）新支座安裝時，盡量按照原有位置安放。若原有支座出現明顯偏位或缺失時，應在梁體同步頂升到位后根據梁底預埋鋼板位置重新確定新支座的安裝位置

（2）在同一墩臺上同一排支座橫向成一條線，且到臺帽、墩頂中心線的垂直距離一致，避免支座出現偏心受壓現象

（3）應按要求正確安放支座，支座中心應與支座墊石幾何中心保持一致，確保支座上、下表面與梁底及支座墊石密貼以保證支座頂、底面全部參與受力。

（4）對于四氟板滑塊支座要將有四氟板面的一面向上放置，并將四氟板面涂滿硅脂油，降低摩擦系數。

3.6落梁階段

待支座安裝到位后，再次測量檢查支座安裝情況，確保所有支座安裝正確。頂升，打開千斤頂安全鎖止閥，將梁體頂升 0.5mm左右，并使千斤頂處于持壓狀態。降低臨時支撐（第二次調節：降低），降低高度不小于 5mm。拆除側向限位裝置，落梁。

待落梁結束后，全面檢測支座是否存在病害，堅決杜絕更換后仍存在支座脫空，變形等現象。全面檢查控制系統和監控系統各項數據，確保頂升前和落梁后梁體恢復到原來位置，實際誤差控制在 0.5mm。全面檢查橋梁其他位置受力情況，防止個別支座脫空造成梁體縱向或橫向局部應力集中。

4、結束語

隨道公路交通的發展，橋梁支座病害越發容易出現。整個橋梁結構壽命長達 100年，而橡膠支座的使用年限往往不足 10年，橡膠支座在整個橋梁結構中承擔著傳遞荷載的作用，支座的顯得十分重要，因此在橋梁支座的更換在今后的橋梁工程中會經常出現。通過本工程的實施，我們總結出 PLC同步頂升更換支座的施工技術，為以后類似的工程施工積累了經驗。

參考文獻：

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[4]葉公路橋梁橡膠支座更換技術規程曳（DB32/T 2173-2012）.

（作者單位 ：如皋市水利建筑安裝工程有限公司 ）