普通公路橋梁支座缺陷的處置方法探析

汪有紅 （安徽省引江濟(jì)淮集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230000）

1 橋梁支座概況

東上林橋、沈家門橋位于浙江省杭嘉湖東部平原，行政區(qū)域上屬于湖州市。

在交工前自檢中發(fā)現(xiàn)二座橋支座系統(tǒng)存在安裝缺陷。具體情況如下：

①東上林橋：橋梁相應(yīng)河道樁號(hào)為TL6+419.44處新建。橋梁上部構(gòu)造采用（16+20+16）m預(yù)應(yīng)力混凝土空心箱梁，下部結(jié)構(gòu)構(gòu)造為柱式橋墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋?qū)?.5m,兩側(cè)混凝土護(hù)欄底部寬0.5m,橋梁凈寬5.5m，橋梁全長56.84m。

橋梁斷面橫坡為從中軸線以2%坡向兩側(cè),橋面縱坡為4%,斜交角度為9°,橋面鋪裝采用12cm厚C40防水混凝土,內(nèi)設(shè)間距為橋10cm×10cm的鋼筋網(wǎng)，上鋪瀝青混凝土面層。

②沈家門橋：橋梁相應(yīng)河道樁號(hào)為TL7+127.76。橋梁上部構(gòu)造采用（16+20+16）m預(yù)應(yīng)力混凝土空心箱梁，下部結(jié)構(gòu)構(gòu)造為柱式橋墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋?qū)?.5m，兩側(cè)混凝土護(hù)欄底部寬0.5m，橋梁凈寬5.5m，橋梁全長56.84m。

橋梁斷面橫坡為從中軸線以2%坡向兩側(cè),橋面縱坡為4%,斜交角度為0°,橋面鋪裝采用12cm厚C40防水混凝土,內(nèi)設(shè)間距為橋10cm×10cm的鋼筋網(wǎng)，上鋪瀝青混凝土面層。

二座橋梁支座上的楔型鋼板安裝不符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，伸縮縫端橋板四氟支座上沒有放置不銹鋼板，部分支座局部脫空、傾斜、部分支座下調(diào)整用的鋼板采用多塊鋼板及部分支座下調(diào)整用的砂漿超過5mm未采用鋼板，部分支座變形。

2 支座缺陷處置要求

采用上部結(jié)構(gòu)整體頂升，安裝楔型鋼板，并用環(huán)氧樹脂與空心板梁黏貼牢固，支座校準(zhǔn)，鐵板防腐，四氟支座上放置不銹鋼板，用環(huán)氧砂漿墊實(shí)支座，部分支座下調(diào)整超過5mm采用鋼板墊實(shí)。

3 支座缺陷處置方案的確定

首先根據(jù)該二座橋均為單幅三孔簡支結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，二端設(shè)置伸縮縫，確定選用橋梁整體同步頂升方式。起頂設(shè)備選用，首先計(jì)算現(xiàn)狀橋梁的實(shí)體結(jié)構(gòu)抬升重量，并綜合考慮相關(guān)影響因素、頂升設(shè)備的安全富余度，按不小于計(jì)算抬升重量的1.5倍作為選取頂升設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。其次計(jì)算出支座的抗壓彈性模量容許值（實(shí)際抗壓彈性模量值已無法試驗(yàn)測得）及支座上部承受的最不利組合外力，得出支座可能發(fā)生的最大的壓縮變形值，并適當(dāng)考慮支座承載后的最大變形值，再加上安裝楔型墊塊和滑動(dòng)鋼板的厚度，對該支座最大頂升量進(jìn)行控制。本工程采用PLC八點(diǎn)同步頂升系統(tǒng)控制頂升作業(yè)，頂升時(shí)對壓力與行程雙控制，并以板梁頂升行程為最終控制。可以有效消除邊梁板（因本身自重及橋面附屬設(shè)施，如混凝土護(hù)欄、分聯(lián)處連接件的影響，與中梁板在頂升力上差異較大）與中梁板間的頂升力差異，有效防范由于起頂不均勻而造成橋面的剪切破壞。

4 支座缺陷處置施工

4.1 施工準(zhǔn)備

①根據(jù)確定的施工方案，沈家門橋、東上林橋上部結(jié)構(gòu)靜載重量計(jì)算：中孔20m中板（12.511 ×3）m、邊 板（13.036×2）m、絞縫 3.475 m共計(jì)67.08 m3或167.7t。16+16空心板梁中板 51.972m、邊板 39.04 m、絞縫7.92m共計(jì)98.932m或247.33t。橋面鋪裝28.6 m或71.5t。防撞護(hù)欄104m共計(jì)47.7 m或119t。因此沈家門橋、東上林橋的上部結(jié)構(gòu)靜載重量為605.08t。實(shí)際頂升理論工作重量907.62t。詳細(xì)計(jì)算見下表所示。

沈家門橋、東上林橋橋梁上部結(jié)構(gòu)靜載重量計(jì)算及頂升千斤頂配置表

頂升作業(yè)前，先搭設(shè)頂升工作平臺(tái)，兩側(cè)橋臺(tái)處支座系統(tǒng)在橋臺(tái)靠河側(cè)搭設(shè)一個(gè)工作平臺(tái)（東上林橋0號(hào)臺(tái)、3號(hào)臺(tái)。沈家門橋0號(hào)臺(tái)、3號(hào)臺(tái)），其余的橋墩處租用船只并在船倉口鋪設(shè)木板作為工作平臺(tái)，平臺(tái)需牢固可靠，確保施工操作人員及監(jiān)控工作人員在作業(yè)時(shí)的安全。

②根據(jù)橋梁的現(xiàn)狀，首先測量出各墩臺(tái)頂面到板梁底的高差。二座橋高差都在18cm以上25cm以下。

③根據(jù)調(diào)查結(jié)果，準(zhǔn)備了15臺(tái)50t扁式千斤頂，其中12臺(tái)套為起頂所用，另外3套為備用；還有40臺(tái)30t扁式千斤頂，其中24臺(tái)套為起頂所用，另外12套為備用。根據(jù)橋梁實(shí)際情況所用千斤頂尺寸：30t扁式千斤頂本體高度122mm，行程60mm。50t扁式千斤頂本體高度112mm，行程60mm。

頂升液壓系統(tǒng)采用單作用脈寬控制PLC八點(diǎn)同步頂升系統(tǒng)，見圖1所示。

圖1 單作用脈寬控制PLC八點(diǎn)同步頂升系統(tǒng)示意圖

④經(jīng)過調(diào)查測量，測出各梁板支座面的橫向及縱向的坡度數(shù)據(jù)，根據(jù)各數(shù)據(jù)加工的楔型鋼板及部分支座下調(diào)整超過5mm空隙所采用的鋼板，并且做好防腐。同時(shí)還要準(zhǔn)備好不銹鋼板、硅脂、環(huán)氧樹脂、干燥的細(xì)砂。

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⑤對墩臺(tái)面與板梁底部間的雜物進(jìn)行認(rèn)真清理、拆除支座附近和板梁周圍的多余約束。

⑥千斤頂放置，橋梁中板在梁板端部接縫處放置千斤頂，邊板在外腹板底放置千斤頂。在千斤頂頂、底部安放厚20mm的支墊鋼板（鋼板平面尺寸：150mm×150mm×20mm）。具體位置見圖2所示。

圖2 千斤頂安裝布置圖

受力計(jì)算：32×9.8×1000n/(150×150)mm=13.94n/mm小于橋梁墩臺(tái)帽的混凝土抗壓強(qiáng)度C30。

⑦頂升位移控制用位移傳感器，安放在靠近板梁的根部，每個(gè)墩、臺(tái)中間安裝一個(gè)傳感器，見圖3所示；同時(shí)在兩端橋臺(tái)上和橋面伸縮縫兩側(cè)共設(shè)置8處位移觀測點(diǎn)，用于觀測橋臺(tái)和橋面伸縮縫處的位移變化。

圖3 位移傳感器布置圖

4.2 頂升施工

①頂升作業(yè)前，對橋梁兩端進(jìn)行臨時(shí)封閉，聯(lián)系交通部門發(fā)布禁行通告，并安排專人全過程值守，避免作業(yè)時(shí)外圍車輛的誤入。

②準(zhǔn)備工作完成后，在工作組長的統(tǒng)一指揮下，PLC八點(diǎn)同步頂升系統(tǒng)操作人員根據(jù)操作臺(tái)發(fā)出操作指令，使千斤頂全部同時(shí)頂升。等貼合壓力值達(dá)到后，頂住梁底，這時(shí)頂升自動(dòng)停止，并將該點(diǎn)位置作為同步的零點(diǎn)。接下來開始發(fā)出指令進(jìn)行頂升，在操作指令設(shè)置中，設(shè)置頂升過程中的頂升速度，每頂升1mm為一個(gè)指令及位移變化量不得超過0.2mm，完成一個(gè)頂升指令程序后進(jìn)行下一過程的頂升，同時(shí)對每次頂升進(jìn)行量測，及時(shí)進(jìn)行修正，而后繼續(xù)下一個(gè)指令程序和頂升過程，如此循環(huán)，直到全部頂升到位，總頂升高度25mm。整個(gè)頂升過程中，安排專人隨時(shí)觀察梁板、橋面及附屬設(shè)施穩(wěn)定狀況，如發(fā)現(xiàn)異常，立即報(bào)告工作組長，由工作組長決定是否停止頂升。

③頂升到確定的高度后，梁底安放預(yù)先準(zhǔn)備的楔形木塊及支墊鋼板，進(jìn)行臨時(shí)支墊，支墊要求穩(wěn)定牢固，支墊時(shí)對千斤頂繼續(xù)穩(wěn)定供油，不可放松千斤頂。

⑤對于支座局部脫空或由于梁體安裝不當(dāng)和梁底表面不平整所造成的支座偏壓，采用環(huán)氧膠泥和楔形鋼板，對局部脫空部位進(jìn)行填充，確保支座處于全截面受壓狀態(tài)。

⑥支墊完成后，安裝經(jīng)防腐處理過的楔形鋼板，楔形鋼板用環(huán)氧樹脂粘結(jié)在梁板底面。0號(hào)、3號(hào)橋臺(tái)滑動(dòng)支座上加裝不銹鋼板，不銹鋼板用硅脂粘于支座上。

⑦支座更換完成后,待環(huán)氧砂漿到達(dá)規(guī)范要求強(qiáng)度后,方可進(jìn)行落梁施工。落梁施工需按規(guī)定要求逐步進(jìn)行，先拆除梁底臨時(shí)支撐，然后同步緩慢松懈千斤頂，直到梁體下落就位。下落過程中，嚴(yán)格按操作程序進(jìn)行，防止不均衡下沉，造成橋面損壞或個(gè)別千斤頂因超壓毀壞。

4.3 支座更換施工注意事項(xiàng)

①橋梁頂升前，認(rèn)真檢查千斤頂?shù)捻斨貌课坏囊r墊放置位置是否準(zhǔn)確，嚴(yán)格防范頂進(jìn)千斤頂直接頂升梁板底部，避免梁板的損壞。

②嚴(yán)格控制梁體的頂升高度，避免頂升高度過高，造成橋面及附屬設(shè)施的損壞。

③頂升過程中要安排專人隨時(shí)觀察梁板、橋面及附屬設(shè)施的變形情況，如發(fā)現(xiàn)異常，立即報(bào)告工作組長，由工作組長決定是否停止頂升和采取何種處理措施。

④整體頂升到位后，支座系統(tǒng)缺陷處置時(shí)，操作人員需使用專用工具換放支座和支墊鋼板。

5 結(jié)語

橋梁支座缺陷處置，隨著處置技術(shù)的不斷完善，在普通公路橋梁的支座維護(hù)中得到廣泛應(yīng)用。通過東上林橋、沈家門橋支座缺陷的處置實(shí)施，總結(jié)了在普通公路橋梁支座缺陷處置的方法和控制要點(diǎn)，為今后類似普通公路橋梁支座缺陷處置或支座更換提供一點(diǎn)借鑒。