橋梁板式橡膠支座更換施工及控制技術(shù)

趙保偉

（河南省新鄭市公路管理局，河南 鄭州 451150）

支座是橋梁上下部結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)件，主要用來(lái)傳遞上下部結(jié)構(gòu)荷載，同時(shí)滿足在溫差變化、混凝土收縮徐變等因素下的自由變形。支座正常使用一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)疲勞變形過(guò)大等各種病害，造成結(jié)構(gòu)傳力受阻，影響結(jié)構(gòu)安全。以河南省道豫02線某橋?yàn)槔?，設(shè)計(jì)荷載為公路-Ⅰ級(jí)，該橋?yàn)?孔16 m簡(jiǎn)支梁橋，下部為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，支座為一端鉸接一端滑動(dòng)的鋼板支座。管養(yǎng)維護(hù)中發(fā)現(xiàn)幾處支座縱向位移量過(guò)大，從而造成四氟板滑出鋼板之外，并且部分四氟板被擠出下板鋼盆，變形嚴(yán)重，影響正?；瑒?dòng)，單板受力現(xiàn)象嚴(yán)重。為恢復(fù)橋梁使用功能，保障結(jié)構(gòu)運(yùn)行安全，需對(duì)橋梁進(jìn)行維修，更換支座成為加固項(xiàng)目之一。對(duì)支座進(jìn)行更換處置，會(huì)影響結(jié)構(gòu)安全，因此需要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的各主要受力部位進(jìn)行監(jiān)控，以保證更換過(guò)程的安全和可控。

1 橋梁支座病害及成因

1.1 支座開(kāi)裂

支座開(kāi)裂是指表面形成的龜裂裂紋，伴隨著大量的起鼓、開(kāi)裂，縫寬且連貫，斜向裂縫縫寬、短且密。

1.2 支座脫空

脫空是指橡膠支座與橋梁墊石之間出現(xiàn)較大縫隙，部分壓碎，甚至缺失、脫空，無(wú)法起到支撐作用。橋梁結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)發(fā)生改變，引起端部橫梁縱向開(kāi)裂；局部脫空還造成支座偏心受壓，局部應(yīng)力增大，引起支座開(kāi)裂、變形過(guò)大和壓壞。

1.3 支座變形受阻

通常橡膠支座受荷載影響，鋼板間橡膠發(fā)生輕微均勻凸起屬正?，F(xiàn)象。橡膠與鋼板黏結(jié)破壞，墩頂落有混凝土垃圾，鋼板銹蝕，都可引起支座變形受阻，甚至橡膠開(kāi)裂、爆裂等。

1.4 支座變形異常

變形異常是指支座受壓縮和剪切變形異常。支座因在荷載和溫度作用下產(chǎn)生豎向變形，過(guò)大的豎向變形對(duì)連續(xù)梁構(gòu)造產(chǎn)生附加內(nèi)力，加之下部構(gòu)造的豎向位移，疊加后總位移超出設(shè)計(jì)范圍，致使結(jié)構(gòu)破壞。

1.5 支座偏位

支座偏位分為縱向和橫向偏位兩種。較大的支座偏位造成支座無(wú)法均勻受力、附加內(nèi)力過(guò)大等病害。

2 支座更換設(shè)計(jì)思路

2.1 設(shè)計(jì)原則

充分調(diào)查掌握結(jié)構(gòu)病害，綜合考慮社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)效益，減少施工對(duì)交通的影響程度。支座更換時(shí)的設(shè)計(jì)原則是：①恢復(fù)支座使用功能；②合理計(jì)算頂升位移，綜合考慮結(jié)構(gòu)受力、操作空間等因素；③施工簡(jiǎn)單、安全可靠；④施工期間的交通影響。

2.2 設(shè)計(jì)思路

更換支座的主要工序：①更換已受損的聚乙烯四氟滑板；②沿順橋向接長(zhǎng)不銹鋼板，根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算，確定支座頂升高度，充分考慮施工空間；③整體同步頂升，更換支座，限制通行。

3 支座更換施工方案

3.1 調(diào)整墊石和鋼板水平

調(diào)整支座墊石和鋼板水平，精確測(cè)量梁底空間，根據(jù)梁體自重計(jì)算調(diào)整高度。支座墊石調(diào)平時(shí)，如果空間高度滿足支座厚度，只需調(diào)平墊石，超出部分用加塞鋼板來(lái)調(diào)整；如果空間高度滿足不了厚度要求，依據(jù)所需高度鑿除墊石鹼，頂面用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿抹平。梁底鋼板調(diào)平時(shí)，應(yīng)根據(jù)傾斜度制作楔形鋼板焊接的方法連接，保證梁底鋼板水平。

3.2 更換方案

更換采用油壓千斤頂將梁頂起，橫橋向同時(shí)頂起。由于結(jié)構(gòu)連續(xù)，高度以梁體不出現(xiàn)過(guò)大拉應(yīng)力為宜。千斤頂?shù)臄?shù)量和型號(hào)要根據(jù)措施和上部重量選取，同時(shí)充分考慮頂升中出現(xiàn)的傳力不均勻情況，滿足施工規(guī)范要求，并保證一定的安全儲(chǔ)備系數(shù)。統(tǒng)一指揮，所有千斤頂同時(shí)工作，力均勻穩(wěn)定，同時(shí)頂起，待彈性壓縮完成后，進(jìn)行下一工序。

4 支座更換施工工藝

第一，施工準(zhǔn)備。根據(jù)施工方案，做好施工平臺(tái)搭設(shè)，每更換一組支座要搭設(shè)兩個(gè)支架，工作平臺(tái)牢固可靠，便于施工操作及監(jiān)控。所用千斤頂、油泵要配套標(biāo)定，支座選用合適，試驗(yàn)檢測(cè)合格，配套支座防塵罩。

第二，清理支座處雜物，解除多余約束。仔細(xì)記錄核對(duì)支座、墊石、鋼板情況，作好記錄和拍照，準(zhǔn)確更換支座的位置、型號(hào)，確定調(diào)平高度，并準(zhǔn)備合適尺寸的鋼板。

第三，根據(jù)需要搭設(shè)頂升支架作業(yè)，盡可能利用原橋墩、蓋梁和橋臺(tái)作業(yè)。支架搭應(yīng)設(shè)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，確保不出現(xiàn)倒塌、傾斜，沉降均勻且可控，必要時(shí)設(shè)置混凝土基礎(chǔ)。

第四，千斤頂安裝就位，串聯(lián)油壓均勻、正常，采用梁體固定米格坐標(biāo)，固定指示桿，精確測(cè)量固定指針相對(duì)米格紙移動(dòng)，確定起升高度，確保頂升高度符合要求。均勻頂升，非彈性變形及沉降通過(guò)試頂消除。

第五，布置監(jiān)控應(yīng)力、撓度觀測(cè)測(cè)點(diǎn)。百分表安放在靠近橫隔梁根部控制起頂位移，每片梁安裝一個(gè)百分表，橋墩設(shè)置位移觀測(cè)測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)固結(jié)墩的位移變化，橋面伸縮縫處設(shè)置兩個(gè)位移觀測(cè)測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)橋面伸縮縫處的位移變化。

第六，頂升施工。統(tǒng)一指揮，所有千斤頂緩慢用力整體頂起梁體，觀察并記錄百分表讀數(shù)的變化。控制梁的頂升速度，每頂升程序完畢后，進(jìn)行讀數(shù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)起頂不均勻造成相鄰兩主梁間的位移變化超量進(jìn)行局部調(diào)整，然后進(jìn)行下一過(guò)程。頂升到位后，立即設(shè)置臨時(shí)支撐，確保橋梁整體安全后，順利取出支座。

第七，取出支座，清除原梁底鋼板上銹跡及污垢，涂刷潤(rùn)滑油脂，檢查支座墊石，打磨清理墊石表面油污及浮漿。對(duì)于支座偏壓，采用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿調(diào)平，需待環(huán)氧樹(shù)脂砂漿形成強(qiáng)度后，方可落梁。

第八，準(zhǔn)確定位。四氟板儲(chǔ)油槽內(nèi)充滿硅脂，表面和鋼表面潔凈，安裝防塵罩。更換完畢，解除臨時(shí)支撐，順序下落梁體就位。觀察各個(gè)部位應(yīng)力、跨中撓度變化，確保頂升均勻，上部結(jié)構(gòu)縱、橫向不開(kāi)裂。

5 支座更換施工監(jiān)控

5.1 應(yīng)力監(jiān)控

根據(jù)對(duì)該橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算，在頂升過(guò)程中固結(jié)墩處主梁截面下緣將產(chǎn)生拉應(yīng)力，因此，主梁固結(jié)處截面下緣布置應(yīng)力觀測(cè)點(diǎn)，在主梁與橋墩固結(jié)斷面增加一個(gè)拉應(yīng)力測(cè)點(diǎn)。

5.2 撓度監(jiān)控

在起頂截面，每片主梁下緣均布設(shè)撓度觀測(cè)測(cè)點(diǎn)，用于過(guò)程及起頂量的最終控制。根據(jù)該橋的實(shí)際情況，起頂過(guò)程大致分五級(jí)完成，避免相鄰兩主梁間的位移變化超量。

5.3 梁體、伸縮縫及其他附屬設(shè)施的控制

在橋臺(tái)伸縮縫中央及外側(cè)分別安放了一個(gè)位移觀測(cè)測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)梁體是否出現(xiàn)裂縫，橋梁伸縮裝置及其他附屬設(shè)施是否有損壞。如有異常情況，應(yīng)及時(shí)查明原因，并采取相應(yīng)的措施。

2011年對(duì)該橋施行加固，施工一年多，至今支座使用情況效果良好。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)橋梁橡膠支座常見(jiàn)病害及原因進(jìn)行了分析，探討了橡膠支座更換施工程序及控制措施。更換支座不能影響結(jié)構(gòu)的受力體系，對(duì)病害不嚴(yán)重尚能起到支座作用的盡量少換。對(duì)更換支座的橋梁和有病害的支座要定期觀察檢查，采取不同的維修措施，從而改善結(jié)構(gòu)受力，提高橋梁的服務(wù)水平，延長(zhǎng)橋梁使用壽命。施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)橋梁支座施工及運(yùn)營(yíng)中的支座維修和養(yǎng)護(hù)有一定的借鑒價(jià)值。

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