橋梁支座病害及更換技術(shù)研究

楊 璞

(上海青發(fā)城市建設(shè)管理有限公司,上海 201700)

1 研究背景

我國(guó)橋梁規(guī)模及數(shù)量的不斷增多，結(jié)構(gòu)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與突破，促使橋梁支座領(lǐng)域取得快速發(fā)展，同時(shí)各種支座病害也逐步凸顯出來(lái)，問(wèn)題十分尖銳。本文從橋梁支座的主要功能及其重要性出發(fā)，對(duì)橋梁支座的發(fā)展現(xiàn)狀及實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的常見(jiàn)病害進(jìn)行綜述，從各方面深入分析橋梁支座出現(xiàn)病害的原因并就減少支座病害的措施進(jìn)行探討，最后結(jié)合山西太原某重點(diǎn)項(xiàng)目對(duì)支座的更換技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)研究。

1.1 支座的主要功能

橋梁支座，主要布設(shè)于橋梁上部梁體與下部墩臺(tái)之間，其主要功能如下：

1)正常使用功能：傳遞豎向及水平荷載，適應(yīng)結(jié)構(gòu)平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)變形；

2)特殊功能：減震、抗拉、高度可調(diào)等。

1.2 橋梁支座發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)橋梁支座的發(fā)展始于20世紀(jì)60年代，已發(fā)展成熟，標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)完善的主要有盆式支座、球形鋼支座和板式橡膠支座等常規(guī)支座，以及如鉛芯隔震支座，高阻尼隔震支座、拉索減震支座、摩擦擺減隔震支座等減隔震支座，此外，還包括如抗風(fēng)支座、拉壓支座、減振降噪支座、調(diào)高支座等特殊功能支座。

1.3 橋梁支座常見(jiàn)病害及原因分析

1)銹蝕嚴(yán)重、密封失效(見(jiàn)圖1,圖2)。成因：密封性能差；表面防腐處理不當(dāng)，長(zhǎng)期外露而失效。

2)橡膠老化嚴(yán)重(見(jiàn)圖3)。成因：生產(chǎn)質(zhì)量控制不嚴(yán)，使用再生膠；設(shè)計(jì)選型不當(dāng)或安裝質(zhì)量控制不嚴(yán)，造成局部支座承載性能長(zhǎng)期超出設(shè)計(jì)值。

3)支座位移、轉(zhuǎn)角等過(guò)大而超出使用要求(見(jiàn)圖4～圖6)。成因：需求未能準(zhǔn)確提供，設(shè)計(jì)富余量不夠；安裝控制不嚴(yán)，過(guò)早釋放支座約束。

4)支座脫空，下墊石混凝土碎裂(見(jiàn)圖7,圖8)。成因：施工質(zhì)量控制不嚴(yán)，誤差過(guò)大；局部支座受載過(guò)大。

5)支座出現(xiàn)安裝錯(cuò)誤，影響正常使用(見(jiàn)圖9,圖10)。成因：安裝質(zhì)量控制不嚴(yán)。

2 減少橋梁支座病害的措施及常見(jiàn)支座更換方法

2.1 減少橋梁支座病害的措施

橋梁支座性能的好壞直接影響到橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用。因此，不僅應(yīng)重視后期運(yùn)營(yíng)中的養(yǎng)護(hù)維修，更應(yīng)重視前期的選型及質(zhì)量控制。做到“防患于未然”，具體體現(xiàn)在以下幾方面：

1)設(shè)計(jì)方面。

在選型時(shí)應(yīng)充分考慮支座的性能參數(shù)需求，同時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際施工情況選擇合理的支座類(lèi)型，從源頭避免病害的出現(xiàn)。如對(duì)于預(yù)制梁體支座，為適應(yīng)梁體制作、安裝等誤差，可采用具有高度可調(diào)節(jié)功能支座進(jìn)行支座高度調(diào)節(jié)，避免支座脫空，確保各支座受力均勻。

2)生產(chǎn)制造方面。

應(yīng)堅(jiān)持“質(zhì)量第一”的控制原則，以質(zhì)量為導(dǎo)向，注重從原材料至成品出廠(chǎng)全方位的質(zhì)量流程控制及可追溯性驗(yàn)證。

3)安裝方面。

應(yīng)加強(qiáng)對(duì)安裝人員質(zhì)量意識(shí)的培訓(xùn)，應(yīng)嚴(yán)格按照廠(chǎng)家安裝指南及相應(yīng)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品的安裝。應(yīng)注重過(guò)程質(zhì)量的檢驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決。

2.2 常見(jiàn)支座更換方法

橋梁支座一旦出現(xiàn)病害后，一般很難通過(guò)簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行加固修復(fù)，通常需采取特殊措施將梁體頂升，進(jìn)而對(duì)支座進(jìn)行更換，目前，常用的梁體頂升方法及各自的優(yōu)、缺點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1 常見(jiàn)梁體頂升方法及各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)一覽表

3 山西太原某項(xiàng)目支座更換實(shí)例

3.1 工程概況

太原市某項(xiàng)目是太原市快速通道的重要組成部分，其為預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)橋梁個(gè)別支座存在安裝位置與設(shè)計(jì)不符、部分支座發(fā)生嚴(yán)重變形、墊石混凝土局部發(fā)生破損等病害(見(jiàn)表2)，已嚴(yán)重影響橋梁結(jié)構(gòu)的正常運(yùn)營(yíng)。

3.2 工程場(chǎng)地特點(diǎn)、更換方法選擇

為使橋梁結(jié)構(gòu)能按設(shè)計(jì)要求正常運(yùn)營(yíng)，本著安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理的基本原則，根據(jù)該橋各墩臺(tái)所處位置現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件，合理地選擇不同方法對(duì)該橋病害支座進(jìn)行更換維修(如表2所示)。

3.3 支座更換工藝流程

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定本項(xiàng)目支座更換方法主要有兩種：1)直接在墩頂及系梁上搭設(shè)支架，并在支架上安放千斤頂進(jìn)行頂梁，更換支座(墩P5-1,P2-1,P3-1/2)；2)在地面上搭設(shè)支架，并在千斤頂上安放千斤頂進(jìn)行頂梁，更換支座(墩P1-1/2)。

表2 支座病害及更換方法一覽表

支座更換工藝流程為：1)場(chǎng)地平整、加固(支架基礎(chǔ)承載力應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求);2)搭設(shè)支架(支架強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性應(yīng)通過(guò)驗(yàn)算、滿(mǎn)足要求);3)安放千斤頂(千斤頂使用前應(yīng)進(jìn)行校核，確保能正常使用);4)梁體頂升(采用同步頂升工藝，頂升前須進(jìn)行試頂，確保無(wú)誤后正式頂梁，頂升按照每頂5 mm便施加一次墊塊、直至頂升高度高出支座本體高度5 mm左右的順序依次緩慢、勻速進(jìn)行);5)設(shè)置臨時(shí)支撐(應(yīng)采用可靠構(gòu)件，如鋼板);6)取出病害支座;7)支座墊石、梁底楔形塊鑿毛、找平，安裝新支座，固定;8)灌漿(灌漿料采用無(wú)收縮高強(qiáng)灌漿料，技術(shù)性能滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求);9)待灌漿料達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行落梁，并對(duì)支座周邊進(jìn)行修飾;10)拆除支架、恢復(fù)場(chǎng)地。

3.4 支座更換后效果評(píng)價(jià)

支座更換后定期現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)檢測(cè)表明，未出現(xiàn)任何病害，使用效果良好。

4 結(jié)語(yǔ)

本文從橋梁支座的重要性出發(fā)，對(duì)我國(guó)橋梁支座的發(fā)展現(xiàn)狀，支座出現(xiàn)的常見(jiàn)病害與原因進(jìn)行了分析，并從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝等方面對(duì)減少支座病害的措施進(jìn)行了探討。隨后，以山西太原某重點(diǎn)項(xiàng)目為依托，對(duì)特定場(chǎng)地條件下支座的更換技術(shù)與方法進(jìn)行了重點(diǎn)探討，更換至今，支座使用效果良好，供類(lèi)似工程借鑒。