論鐵路橋梁支座施工

馬春

摘要：鐵路運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展和橋梁技術(shù)的提高對(duì)鐵路橋梁整體性能提出了更高要求，而影響橋梁整體質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素便是橋梁支座。目前鐵路橋梁的使用壽命達(dá)不到到設(shè)計(jì)的使用壽命，橋梁的失效從橋梁支座的失效開始，因此加強(qiáng)橋梁支座的施工管理，從支座的選擇、安裝、養(yǎng)護(hù)、更換進(jìn)行質(zhì)量控制，具有極為重要的意義。本文對(duì)于橋梁支座的研究是基于海洋大氣環(huán)境下的球形抗震鋼支座的研究，重點(diǎn)介紹了球形抗震鋼支座的選擇、安裝、保養(yǎng)與更換，以期達(dá)到保證橋梁使用壽命，減少了橋梁維修費(fèi)用的目標(biāo)。

關(guān)鍵字：鐵路橋梁；海洋環(huán)境；支座；擇與安裝；養(yǎng)護(hù)與更換

Abstract: the development of railway transportation and bridge technology to improve the overall performance of railway Bridges put forward higher requirements, which affects the quality of the whole bridge is one of the key factors is the bridge bearing. At present the service life of the railway bridge can not reach the design service life and bridge failure from bridge bearing failure beginning, so to strengthen the bridge bearing construction management, from bearing selection, installation, maintenance, replacement for quality control, have very important significance. This paper for bridge bearing research is based on Marine atmospheric environment of spherical seismic steel support research, focusing on the spherical seismic steel bearing selection, installation, maintenance and replacement, in order to ensure the bridge service life, reduce the bridge maintenance cost targets.

Key words: railway bridge; The Marine environment; Support; Choose and installation; Maintenance and replacement

中圖分類號(hào)：K928.78文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）

一、工程概況

廈門市地處我國(guó)東南沿海亞熱帶地區(qū)，全年氣候宜人，風(fēng)景秀麗，環(huán)境整潔。廈門擁有條件優(yōu)越的海峽性天然良港，廈門港海岸線蜿蜒曲折，全長(zhǎng)234公里，港區(qū)外島嶼星羅棋布，港區(qū)內(nèi)群山四周環(huán)抱，港闊水深，終年不凍，是條件優(yōu)越的海峽性天然良港，歷史上就是我國(guó)東南沿海對(duì)外貿(mào)易的重要口岸。

高集海堤作為進(jìn)出島設(shè)施之一是中國(guó)第一條跨海設(shè)施，位于廈門高崎與集美之間，全長(zhǎng)2212米。1953年動(dòng)工，1955年10月建成，工程的完成將廈門與大陸聯(lián)成一體。2010年10月28日開堤建橋， 拓寬成24米，雙向四車道，行車道寬度為14.5米，設(shè)置一條4米寬的非機(jī)動(dòng)車道以及一條寬達(dá)2米的綠化帶，并同步建設(shè)廈門軌道交通1號(hào)線。

本工程是對(duì)高集海堤的改造工程，改造中有兩段開口改造橋梁工程，兩段開口橋梁之間保留既有高集海堤，全長(zhǎng)約387.2m，橋梁段里程樁號(hào)K0+843.156～K1+843.156。上部現(xiàn)澆箱梁等寬段總長(zhǎng)1000m，跨徑布置為3×30+2×（3×50）+4×50+（70＋120＋70）＋3×50m，左右共計(jì)12聯(lián)（跨徑長(zhǎng)度均為平面設(shè)計(jì)線長(zhǎng)度），各聯(lián)對(duì)應(yīng)墩號(hào)為0號(hào)橋臺(tái)～19號(hào)橋臺(tái)，開口箱涵段里程樁號(hào)K0+306～K0+366（左、右幅）現(xiàn)澆箱涵等寬段總長(zhǎng)60m，跨徑布置為4×15m，左右共計(jì)2聯(lián)（跨徑長(zhǎng)度均為平面設(shè)計(jì)線長(zhǎng)度），集美水閘橋里程樁號(hào)L2K0+015～L2K0+096，跨徑布置為3×27m，共計(jì)1聯(lián)。根據(jù)廈門軌道交通1號(hào)線工程建設(shè)需要，確定了本工程段387.2m既有海堤進(jìn)行橋梁和路基的最終方案。本工程是在海洋大氣環(huán)境和沿海、跨海條件下進(jìn)行，比一般工程更為復(fù)雜，工程的實(shí)施要多考慮本工程的外部條件，確保工程質(zhì)量和使用壽命。

二、鐵路橋梁支座選擇

（一）橋梁支座

支座是橋跨結(jié)構(gòu)的支承部分。其作用是將橋跨結(jié)構(gòu)上的荷載通過支座傳遞給墩臺(tái)。支座的作用主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：①使反力明確地作用到墩臺(tái)的指定位置，并將集中反力擴(kuò)散到一個(gè)足夠大的面積上，以保證墩臺(tái)工作的安全可靠。②保證橋跨結(jié)構(gòu)在支點(diǎn)按計(jì)算圖式所規(guī)定的條件變形。③保證橋跨結(jié)構(gòu)在墩臺(tái)上的位置充分固定，不致滑落。

（二）橋梁支座分類

結(jié)構(gòu)型式：球型支座、盆式橡膠支座、板式橡膠支座、鉸軸支座、轉(zhuǎn)體球鉸等。

使用功能：普通支座、抗震支座、減隔震支座、拉壓支座、抗風(fēng)支座等。

使用環(huán)境：普通環(huán)境用支座、低溫用支座和耐蝕支座。

（三）橋梁支座的適用

橋梁支座產(chǎn)品，主要應(yīng)用于鐵路橋梁、公路橋梁、城市立交橋、高架橋等項(xiàng)目中，也可用于大型建筑結(jié)構(gòu)中。在不同類型的橋梁中，設(shè)計(jì)院一般按照橋梁的結(jié)構(gòu)型式、橋梁上部結(jié)構(gòu)的反力及變形大小、設(shè)置支座的位置及大小、橋梁上部行車的類型（火車或汽車）、橋梁所處地震區(qū)域、橋梁所處的環(huán)境情況來選取適當(dāng)?shù)臉蛄褐ёa(chǎn)品。

1、公路橋梁對(duì)于高速公路橋梁和一些小型公路橋梁，由于其跨徑小、上部結(jié)構(gòu)的反力及變形小，一般選用板式橡膠支座產(chǎn)品。對(duì)于跨公路、跨鐵路、跨江河、跨海的橋梁，由于其跨徑較大、上部結(jié)構(gòu)的反力及變形大，一般選用盆式橡膠支座或球型支座產(chǎn)品。

2、鐵路橋梁鐵路橋梁設(shè)計(jì)為保證其規(guī)范性，一般采用專圖形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，各設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)中直接根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選圖設(shè)計(jì)。目前形成專圖的支座產(chǎn)品主要有鑄鋼支座（包括搖軸、輥軸和鉸軸支座）、盆式橡膠支座、柱面支座和球型支座等。球型支座由于其承載力高、傳力均勻、耐久性好等特點(diǎn)，多用于連續(xù)梁及有特殊要求的橋梁設(shè)計(jì)中，現(xiàn)也開始逐步取代盆式橡膠支座使用于簡(jiǎn)支梁橋中。

3、其它特殊支座選用。對(duì)于處于地震帶上的公路、鐵路橋梁，為減小地震災(zāi)害，現(xiàn)多選用抗震支座或減隔震支座產(chǎn)品。對(duì)于上部結(jié)構(gòu)存在向上的反力的橋梁，一般選用拉壓支座。對(duì)于懸索橋、斜拉橋等存在漂浮結(jié)構(gòu)的橋梁，在梁體橫向一般需要選用抗風(fēng)支座產(chǎn)品。對(duì)于沿海及跨海橋梁，為保證支座使用壽命，則多選用耐蝕支座產(chǎn)品（一般為耐蝕球型支座）。對(duì)于跨鐵路、高山跨峽谷的橋梁，為了不干擾鐵路運(yùn)行和減小施工難度，多選用轉(zhuǎn)體法施工，因此多選用轉(zhuǎn)體球鉸產(chǎn)品。對(duì)于在高緯度地區(qū)低溫環(huán)境，為保證鋼材應(yīng)力，多選用低溫用支座（型號(hào)后加注“F”）。

（四）橋梁支座的選擇

廈門屬亞熱帶氣候，溫和多雨，年平均降雨量在1200毫米左右，每年5至8月份雨量最多，風(fēng)力一般3至4級(jí)，常向主導(dǎo)風(fēng)力為東北風(fēng)。由于太平洋溫差氣流的關(guān)系，每年平均受4至5次臺(tái)風(fēng)的影響，且多集中在7至9月份。

我國(guó)有四大地震帶,東南部的臺(tái)灣和福建沿海;華北的太行山沿線和京津唐地區(qū);西南青藏高原和它邊緣的四川,云南兩省西部;西部的新疆、甘肅和寧夏。廈門正位于四大地震帶之一的福建沿海地區(qū)，地震活動(dòng)相較其它地區(qū)更為活躍。

本工程橋梁為位于廈門地區(qū)海洋性環(huán)境下的特大型橋梁，支座的選擇要考慮到地震、強(qiáng)風(fēng)、降水、和海水腐蝕等綜合因素，為確保結(jié)構(gòu)的耐久性及使用壽命不少于100年，最終選擇球形抗震鋼支座，并采用耐腐蝕性材料及重防腐措施。

三、鐵路橋梁支座安裝

（一）支座安裝安裝流程：墩臺(tái)預(yù)處理——支座就位——重力灌漿——梁體部位施工——拆除支座臨時(shí)連接——支座安裝完畢

（二）支座安裝前注意事項(xiàng)

①產(chǎn)品相關(guān)信息核對(duì)：包裝上承載力、型號(hào)與產(chǎn)品標(biāo)牌是否相符。②支座出廠時(shí)，已由生產(chǎn)廠家將支座調(diào)平，并擰緊連接螺栓，為防止運(yùn)輸安裝過程中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)和傾覆，支座到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)檢查臨時(shí)連接是否完好，標(biāo)尺指針是否完好。③支座安裝前，施工單位不得拆卸、轉(zhuǎn)動(dòng)連接螺栓。④支座安裝位置確定支座安裝時(shí)，先根據(jù)圖紙的要求確定各個(gè)支座的安裝位置。⑤墩臺(tái)頂面的準(zhǔn)備工作。橋墩竣工后應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)資料，結(jié)合基礎(chǔ)沉降、座板墊層厚度等，修正支承墊石頂面高程，要求墊石面高程低于設(shè)計(jì)值４０～５０ｍｍ，以便位（勢(shì)）能灌漿，當(dāng)間隙大于５０ｍｍ時(shí)，要求增加φ12的10ｃｍ×10ｃｍ鋼筋網(wǎng)片。同時(shí)應(yīng)復(fù)測(cè)預(yù)留的錨栓孔位置及深度，修鑿整理后完全符合設(shè)計(jì)要求。

（三）支座安裝

①墊石頂面鑿毛，并以清水沖洗干凈，注意錨栓孔內(nèi)不得積水，以防海洋大氣環(huán)境下引起的橋墩頂帽凍脹開裂。②為確保支座使用過程中扭轉(zhuǎn)或縱向滑動(dòng)靈活，支座安裝前應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)固定措施，以確保各部位相對(duì)位置準(zhǔn)確，待墩頂塊澆注完成后予以拆除。③以龍門吊安裝支座，支座四角以鐵楔抄墊牢固，鐵楔尺寸為80mm×100ｍｍ×20ｍｍ，并要求成對(duì)安裝?；顒?dòng)支座安裝要特別注意考慮混凝土收縮徐變和合龍段鎖定時(shí)溫度的影響，即設(shè)置預(yù)偏量。④錨栓孔灌注環(huán)氧樹脂砂漿，以加強(qiáng)支座與橋墩間的錨固力，同時(shí)可方便位能壓漿時(shí)錨固支座，防止支座上浮。⑤安裝主送漿管、分配管、送漿管、出漿管等灌漿設(shè)備，澆注封邊圍堰，封邊圍堰應(yīng)嚴(yán)密不漏漿，封邊圍堰用500號(hào)砂漿施工，陷度10～30mm，其強(qiáng)度達(dá)到70以上方能灌漿，圍堰寬度不小于150mm。所有管路均采用聚乙烯塑料管，安裝時(shí)亦可不安裝止?jié){閥，而在0.5ｍ高處安裝接頭，以便接頭以上管路回收。⑥支座壓漿：砂漿采用無收縮砂漿，其標(biāo)號(hào)為500號(hào)，砂子粒徑不大于２mm。砂漿以拌漿機(jī)分次拌夠。搭設(shè)灌注架，將灌漿漏斗提高至約5m，開啟止?jié){閥，當(dāng)灌入的砂漿從出漿管溢出時(shí)，表示內(nèi)部砂漿已灌滿，可以逐一用木塞或橡皮塞塞住，并關(guān)閉止?jié){閥，灌漿完成。當(dāng)水泥砂漿強(qiáng)度達(dá)到70后敲出鋼楔，補(bǔ)滿干砸砂漿，始可承受荷載。

四、鐵路橋梁支座的養(yǎng)護(hù)與更換

橋梁支座在遭受損壞、作用不能充分發(fā)揮時(shí)，將會(huì)使橋梁上、下部結(jié)構(gòu)受到不利的影響，也容易對(duì)結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生重大障礙。因此必須經(jīng)常養(yǎng)護(hù)，損壞時(shí)要及時(shí)進(jìn)行更換或修補(bǔ)。

（一）支座養(yǎng)護(hù)

① 檢查支座地腳螺栓有無剪斷，支座防塵密封裙有無破損。②檢查支座相對(duì)位移是否均勻，逐個(gè)記錄支座位移量校核并定點(diǎn)檢查支座高度變化，以便校核支座內(nèi)滑板的磨損情況③不得用銳器碰、刮支座表面。④在滾動(dòng)支座滾動(dòng)面上要定期涂一薄層潤(rùn)滑油，在涂油之前，必須先用鋼絲刷或揩布把滾動(dòng)面揩擦干凈。⑤為了防銹，支座各部分除不銹鋼板和滾動(dòng)面外其余要涂刷油漆保護(hù)。⑥對(duì)固定支座應(yīng)檢查錨栓堅(jiān)固程序，支座墊板要平整緊密，即時(shí)擰緊接合螺栓。⑦支座上板翹起、扭曲、斷裂時(shí)，應(yīng)予更換或補(bǔ)充。

（二）支座更換

1、更換施工

①稱重（試頂升）：根據(jù)施工圖紙，確定各頂升點(diǎn)的位置，以理論計(jì)算各頂升點(diǎn)液壓缸的承載力為依據(jù)，分級(jí)逐步加載，直至橋梁完全脫離支座（一般１—２ｍｍ）。稱重是為了找出所有頂升點(diǎn)的實(shí)際載荷壓力，為同步頂升做好準(zhǔn)備。②同步頂升：控制各液壓缸同步頂升，達(dá)到預(yù)先設(shè)定位移量（考慮施工要求和橋梁的最大允許變形量，一般取10—15ｍｍ）后自動(dòng)停止、調(diào)平。③位置保持、支座更換：同步頂升到位后，使各頂升液壓缸處于自鎖保壓、位置保持狀態(tài)，進(jìn)行支座更換施工，如施工時(shí)間較長(zhǎng)，則需使用臨時(shí)支承。④落梁（同步下降）：支座更換完畢檢查無誤后，由同步頂升動(dòng)力系統(tǒng)控制各液壓缸在外載荷作用下同步、緩慢地降落，直到落實(shí)為止。

2、支座更換及注意事項(xiàng)

①安放千斤頂之前，將墩頂表面鑿平，并用環(huán)氧水泥進(jìn)行找平。②千斤頂提升噸位的設(shè)置，應(yīng)考慮足夠的安全儲(chǔ)備。③橋墩和箱梁的混凝土所受應(yīng)力，從絕對(duì)的安全角度考慮，應(yīng)小于25MPa。④注意ZX（縱向）和ＨＸ（橫向）支座的安裝方向。⑤ 起頂時(shí)，梁面鋼軌處應(yīng)有軌道工程師監(jiān)護(hù)。

結(jié)束語：支座是橋梁上、下部結(jié)構(gòu)的連接點(diǎn)，它能夠?qū)⑸喜拷Y(jié)構(gòu)的荷載舒適、安全地傳遞到橋梁墩臺(tái)，保護(hù)粱端、墩臺(tái)帽不受損傷。本工程為跨海特大型橋梁，靠近環(huán)太平洋地震，為減小地震災(zāi)害、抗風(fēng)、抗蝕、保證使用壽命，選擇球形抗震鋼支座。橋梁支座一旦發(fā)生破壞，將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，因此對(duì)于支座的施工安裝及保養(yǎng)與更換，也同樣要給予重視。

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