高鐵橋梁支座四角高差超限問題的發現與防范

趙衛勇

(中鐵十八局集團第五工程有限公司，天津 300350)

我國高速鐵路建設進程不斷加快，已在世界高鐵線路總里程占比中位列第一。目前，橋梁結構在新建鐵路中所占比重一般在60%以上，在地質狀況復雜的線路中所占比重可達80%，其中以預制架設施工的簡支梁為主。

橋梁支座是連接橋梁上部結構與下部結構的重要構件，它能將橋梁上部結構的反力和變形(位移和轉角)可靠的傳遞給橋梁的下部結構，從而使結構的受力情況與理論計算相符合[1]。

我國高速鐵路橋梁主要采用盆式橡膠支座和球型鋼支座兩大類。支座的設計和布置原則遵循現有的橋梁設計相關規范，在構造上增加了多道防塵構造，并且特別考慮了支座更換的可能性，在必要時可方便的更換支座。

新建京濱鐵路北辰特大橋采用TJQZ-8360球型鋼支座，在施工完成后對已完工程進行檢查的過程中，發現部分支座四角高差超限，為此京濱項目部對支座四角高差超限的問題進行了專項研究，并提出了相應的整改辦法。

1 支座四角高差超限問題的檢查方法

支座結構如圖1所示。四角高差超限問題的具體檢查方法如下(見圖2)：激光水平儀放于支座任意一角，將儀器射出的水平紅外線照射在檢查支座的中間部位，利用鋼尺測量支座上板下緣至紅外線距離，四角實測高差相減的差值為支座四角高差值。

圖1 支座結構

圖2 現場測量

2 支座四角高差超限標準的確定

通過此類四角高差檢查發現，京濱鐵路北辰特大橋部分簡支箱梁支座四角高差數值偏大。2021年10月10日，由京濱城際鐵路有限公司召開專家會議，依據制作選型原則確定i0支座上頂板為非調坡面板，適用坡度為0‰≤i≤4‰。按照規范要求在4‰坡度使用i0支座時順橋方向會產生4 mm的前后高差，允許誤差±2 mm，確定最大允許誤差為±2 mm與±4 mm累加得出，由此評估支座最大允許四角高差為6 mm。如果支座四角高差超限，會直接影響支座使用壽命，造成行車隱患。

3 對四角高差超限支座的調整

根據檢查要求，組織技術人員和有經驗的施工隊伍對支座四角高差進行雙檢制排查復測。根據雙方復測的結果確定四角高差超限大于等于6 mm的支座，并對其進行調整。

步驟1，支座標高設定。調整支座前需要進行標高設定，作為支座調整完畢后落梁的一個依據，以確保不會使梁體高于或低于原有的高程。

步驟2，梁體支撐轉換。根據設定標高在支承墊石內側支立千斤頂，松開支座上頂板螺栓，對梁體進行頂升，使支座上板與梁底分離，頂起5 mm即可停止頂升，對千斤頂進行保壓，實現梁體支撐轉換。千斤頂頂梁見圖3 。

步驟3，支座上部的凸球面與支座下部的凹球面之間是密貼的，需要通過調整支座下底板來使上底板實現調平。首先對支座下板的螺栓進行拆除并鑿除支座砂漿墊層，根據實測數據將支座從墊石側面抽出進行調整，取出下支座板后鑿除灌漿層，然后沿支座頂以下按照預計鑿除厚度劃線刻槽，采用電鎬將支座灌漿料及該部分墊石鑿除，使得上底板底部隨之調平。底板調平施工見圖4 。

圖3 千斤頂頂梁 圖4 底板調平施工

在滿足安裝條件下，盡量減少對支承墊石的破壞，支座砂漿墊層厚度按25～30 mm設置。支座調整后放回原位安裝螺栓并緊固，再次對支座四角高差進行測量檢查，對支座預埋錨栓進行調整，確保落梁后標高和頂升前標高一致。現場復量如圖5所示 。

步驟4，支座灌漿、落梁。現場支座測量數據確認無誤后，最后重新支模，灌注支座灌漿料，待支座灌漿料強度滿足要求后落梁，見圖6 。

圖5 現場復測 圖6 現場灌漿

4 四角高差超限的防范措施

本橋梁采用的TJQZ-8360球型鋼支座設計轉角值為0.02 rad，在線路縱向坡度上設計允許支座四角高差前后變形范圍為±6 mm。

個別支座在架設完成后，受到后續橋面施工車輛行駛及各種設計荷載增加的影響而產生了變形，導致支座四角高差超限。根據相應的整改辦法，總結了防止支座四角高差超限問題的注意事項，主要有以下四點：

(1)在使用此類上頂板預設坡度的支座時，安裝前嚴格檢查支座相對四角高差是否滿足規范要求。同時，在架梁前，根據墩柱墊石復測成果，核算每一孔箱梁的設計坡度和實測坡度的差值。對于不滿足高程要求的墊石，應在梁體架設前進行整改完畢，以滿足設計要求。

(2)在施工過程中，如果墊石或者預制梁尺寸誤差偏大，會發生與支座坡度不匹配的情況，可能后續也會出現四角高差超限情況，這就需要提前對架梁線路坡度進行調查。對于預設坡度適用設計坡度出入大于1‰的坡度，在安裝時可以適當考慮對支座四角高差進行預偏量調整。當線路設計坡度小于支座預設坡度時，支座四角高差在上坡端側調整為0 mm，靠下坡端側調整為1 mm。當線路設計坡度大于支座預設坡度時，支座四角高差在上坡端側調整為1 mm，靠下坡端側調整為0 mm。

(3)加強架梁過程中對支座的保護工作，特別注意嚴禁在起吊和下落箱梁過程中磕碰支座；同時注意支座錨栓安裝后，落梁過程中支座錨栓擦碰墊石錨栓孔壁，造成支座四角高差位移。

(4)嚴格執行灌漿前再次對支座四角高差進行核對的工作，確保支座四角高差沒有變化，支座灌漿強度滿足設計要求前，嚴禁松動支座連接板螺栓。

5 結束語

新建京濱鐵路JBSG-2標段北辰特大橋支座四角高差問題整改措施成功應用，為高速鐵路建設中的預應力混凝土簡支箱梁架設支座安裝工作，積累了寶貴的施工經驗，具有一定的實用和參考價值。