淺談淮安大橋側(cè)向限位支座更換監(jiān)控技術(shù)

李天敢

摘 要：通過淮安大橋側(cè)向限位支座更換過程，重點介紹特大型橋梁側(cè)向限位支座更換監(jiān)控方法。為同類型橋梁的維修加固提供參考。

關(guān)鍵詞：橋梁 支座 更換 監(jiān)控

中圖分類號：U442 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0045-01

1 工程概況

淮安大橋是江蘇省淮徐高速公路上的一座特大型橋梁，橋梁全長2062 m。主橋跨徑：152 m+370 m+152 m。為雙塔雙索面預應力混凝土斜拉橋，索塔采用“H”型結(jié)構(gòu)。為了防止主橋上部結(jié)構(gòu)在橫向風動、地震等的影響，在索塔和主梁之間設置了橫向限位支座，以防止主梁在運營期間發(fā)生過大的橫向變形，影響主梁的正常使用。

2 病害成因

為方便描述，對淮安大橋四個側(cè)向限位支座進行編號，如圖1所示。

2.1 施工方面原因

該橋側(cè)向限位支座原設計支撐條為8 mm厚的鋼板條，但在施工時將鋼板厚度調(diào)整為2 cm。由于支座上下均有2 cm厚支撐條，側(cè)向限位支座將徹底失去豎向滑動的能力。

2.2 設計方面原因

淮安大橋原設計在側(cè)向限位支座上、下方均設置了8 mm厚的支撐條，該支撐條限制了支座的豎向變形，但是主梁在荷載作用及溫度作用下必然會出現(xiàn)相對索塔的豎向位移，該豎向位移受到支撐條的限制，產(chǎn)生的附加內(nèi)力可能會使支撐條脫落進而達不到支撐橡膠支座的作用。

2.3 運營期間的影響

該橋已通車使用8～9年，在使用過程中受到活載、溫度以及風荷載作用等均可能使梁體發(fā)生橫向移位或者轉(zhuǎn)動，使支座受力不均，在縱橋向往復伸縮的影響下，支座在順橋向滑出。

3 處治方案

3.1 更換橡膠支座

現(xiàn)場四處側(cè)向限位支座均出現(xiàn)老化開裂的病害，故借本次病害專項處治的機會對原四處側(cè)向限位支座均進行更換。

3.2 對構(gòu)造進行優(yōu)化處理

原設計構(gòu)造具有一定的缺陷，能夠滿足梁體相對索塔縱向伸縮的需要，但是限制了梁體的豎向位移。本設計在原設計的基礎上進行一定的優(yōu)化，使梁體相對索塔縱向和豎向均能達到自由變形的要求。

3.3 支座墊石修復

采用環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠批嵌的方法對支座墊石進行修復，提高其耐久性。

3.4 施工過程側(cè)向支撐設計

在不中斷交通的情況下施工，當側(cè)向限位支座被取出后，相應的主梁在該位置處為無側(cè)向限位裝置的狀態(tài)，為避免主梁發(fā)生橫向位移，在側(cè)向限位支座拆除前采用千斤頂橫向支撐主梁，起到臨時側(cè)向限位的作用。

4 頂推監(jiān)控

4.1 測點布設

在側(cè)向限位支座縱橋向兩側(cè)千斤頂位置處設置了主梁橫橋向平面位移監(jiān)測點，在主塔橫梁截面主梁箱梁底面設置了主梁豎向位移監(jiān)測點，在支座縱橋向兩側(cè)預埋鋼板旁邊設置了主梁縱橋向位移監(jiān)測點。

4.2 試頂推監(jiān)控

在進行正式的頂推之前，對27-2支座進行試頂推以檢驗頂推系統(tǒng)和監(jiān)控設備的性能。從試頂推結(jié)果可以看出，試頂推最大噸位為5 t，頂推過程中橫橋向位移幾乎沒有，頂推噸位最大為單個千斤頂5 t，四個千斤頂噸位基本一致，由于控制界面反映的頂推力只能以整數(shù)出現(xiàn)，因此，可以認為2號控制點的負載噸位滿足設計要求，即相鄰千斤頂噸位差異小于0.5 t，在監(jiān)控要求的范圍內(nèi)，試頂推同步性較好。同時頂推設備和監(jiān)控系統(tǒng)性能都非常穩(wěn)定，能夠完成同步頂推及其監(jiān)控工作。

4.3 頂推監(jiān)控過程

4.3.1 千斤頂頂推過程監(jiān)控

頂推分兩級進行，每級為單個千斤頂10噸，總噸位為40 t。在頂推單個千斤頂達到20 t，總噸位達到80 t后鎖定頂推設備，保持油壓穩(wěn)定，起到臨時支撐作用。從頂推結(jié)果可以看出，頂推過程中施加頂推力后橫向基本沒發(fā)生位移，讀數(shù)在小于0.1 mm范圍變動，主要原因是在行車荷載的作用下，百分表指針出現(xiàn)微小跳動，滿足設計上保證主梁在千斤頂施頂過程中不發(fā)生橫橋向水平移動的要求。

4.3.2 千斤頂噸位監(jiān)控

從頂推結(jié)果可以看，四個支座頂推過程中各控制點負載噸位基本一致，滿足設計上保證頂推噸位差異小于0.5 t的要求，符合監(jiān)控要求，說明頂推未引起大的附加內(nèi)力，塔、梁始終處于安全受力狀態(tài)。

4.3.3 主梁橫向自由復位位移監(jiān)控

舊支座拆除后卸除頂推力，維持梁體一側(cè)自由狀態(tài)30 min，以便主梁進行橫向自由復位。期間每隔10 min記錄橫橋向位移值，監(jiān)測主梁橫向自由復位情況。從觀測結(jié)果看，支座拆除頂推力卸除后橫向基本沒發(fā)生位移，讀數(shù)在小于0.1 mm范圍變動，主要原因是在行車荷載的作用下，百分表指針出現(xiàn)微小跳動，可以初步判斷主梁在支座拆除無約束自由狀態(tài)下，沒有發(fā)生橫橋向自由復位位移。

4.3.4 主梁豎向位移監(jiān)控

從在主塔橫梁截面主梁箱梁底面設置的主梁豎向位移監(jiān)測百分表的讀數(shù)來看，隨著正常行車荷載的作用，百分表讀數(shù)一直跳動，在2 mm范圍內(nèi)變化，說明主梁在豎橋向發(fā)生了約2 mm的位移。

4.3.5 主梁縱橋向位移監(jiān)控

從在支座縱橋向兩側(cè)預埋鋼板旁邊設置的主梁縱橋向位移監(jiān)測百分表的讀數(shù)來看，隨著正常行車荷載的作用，百分表讀數(shù)一直跳動，在7.8 mm范圍內(nèi)變化，說明主梁在縱橋向發(fā)生了約7.8 mm位移。

4.3.6 溫度監(jiān)控

對于溫度的監(jiān)控，從頂推開始到千斤頂壓力卸除，在監(jiān)控工作期間，每天的早、中、下午和晚上都進行了兩小時一次的溫度觀測。

5 頂推力卸除監(jiān)控過程與分析

從頂推力卸除監(jiān)控結(jié)果可以看出，頂推力卸除后主梁橫橋向沒有發(fā)生位移，梁體恢復頂推前狀態(tài)，梁體內(nèi)并未產(chǎn)生附加內(nèi)力，符合設計和監(jiān)控的要求。

對于最終千斤頂噸位負載情況，頂推力卸除后，各個控制點基本達到零噸位狀態(tài)，符合監(jiān)控要求。

6 結(jié)語

本次淮安大橋側(cè)向限位支座更換工程，在從側(cè)向支座頂推開始到新支座安裝結(jié)束后整個過程中，通過對千斤頂頂推力、橫橋向位移監(jiān)測，成功保障了整個施工過程中主梁的受力安全。施工完成后，原有的支座病害情況得到了有效的處治，達到了預期的效果，同時也滿足支座更換的設計要求。endprint