高鐵橋梁支座四角高差超限問題的發(fā)現(xiàn)與防范

趙衛(wèi)勇

(中鐵十八局集團(tuán)第五工程有限公司，天津 300350)

我國高速鐵路建設(shè)進(jìn)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(jié)構(gòu)在新建鐵路中所占比重一般在60%以上，在地質(zhì)狀況復(fù)雜的線路中所占比重可達(dá)80%，其中以預(yù)制架設(shè)施工的簡支梁為主。

橋梁支座是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件，它能將橋梁上部結(jié)構(gòu)的反力和變形(位移和轉(zhuǎn)角)可靠的傳遞給橋梁的下部結(jié)構(gòu)，從而使結(jié)構(gòu)的受力情況與理論計(jì)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(shè)計(jì)和布置原則遵循現(xiàn)有的橋梁設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范，在構(gòu)造上增加了多道防塵構(gòu)造，并且特別考慮了支座更換的可能性，在必要時(shí)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(jìn)行檢查的過程中，發(fā)現(xiàn)部分支座四角高差超限，為此京濱項(xiàng)目部對支座四角高差超限的問題進(jìn)行了專項(xiàng)研究，并提出了相應(yīng)的整改辦法。

1 支座四角高差超限問題的檢查方法

支座結(jié)構(gòu)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(shí)測高差相減的差值為支座四角高差值。

圖1 支座結(jié)構(gòu)

圖2 現(xiàn)場測量

2 支座四角高差超限標(biāo)準(zhǔn)的確定

通過此類四角高差檢查發(fā)現(xiàn)，京濱鐵路北辰特大橋部分簡支箱梁支座四角高差數(shù)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(jù)制作選型原則確定i0支座上頂板為非調(diào)坡面板，適用坡度為0‰≤i≤4‰。按照規(guī)范要求在4‰坡度使用i0支座時(shí)順橋方向會產(chǎn)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(diào)整

根據(jù)檢查要求，組織技術(shù)人員和有經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)伍對支座四角高差進(jìn)行雙檢制排查復(fù)測。根據(jù)雙方復(fù)測的結(jié)果確定四角高差超限大于等于6 mm的支座，并對其進(jìn)行調(diào)整。

步驟1，支座標(biāo)高設(shè)定。調(diào)整支座前需要進(jìn)行標(biāo)高設(shè)定，作為支座調(diào)整完畢后落梁的一個(gè)依據(jù)，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(zhuǎn)換。根據(jù)設(shè)定標(biāo)高在支承墊石內(nèi)側(cè)支立千斤頂，松開支座上頂板螺栓，對梁體進(jìn)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(jìn)行保壓，實(shí)現(xiàn)梁體支撐轉(zhuǎn)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(diào)整支座下底板來使上底板實(shí)現(xiàn)調(diào)平。首先對支座下板的螺栓進(jìn)行拆除并鑿除支座砂漿墊層，根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)將支座從墊石側(cè)面抽出進(jìn)行調(diào)整，取出下支座板后鑿除灌漿層，然后沿支座頂以下按照預(yù)計(jì)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(diào)平。底板調(diào)平施工見圖4 。

圖3 千斤頂頂梁 圖4 底板調(diào)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(shè)置。支座調(diào)整后放回原位安裝螺栓并緊固，再次對支座四角高差進(jìn)行測量檢查，對支座預(yù)埋錨栓進(jìn)行調(diào)整，確保落梁后標(biāo)高和頂升前標(biāo)高一致?，F(xiàn)場復(fù)量如圖5所示 。

步驟4，支座灌漿、落梁?，F(xiàn)場支座測量數(shù)據(jù)確認(rèn)無誤后，最后重新支模，灌注支座灌漿料，待支座灌漿料強(qiáng)度滿足要求后落梁，見圖6 。

圖5 現(xiàn)場復(fù)測 圖6 現(xiàn)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(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角值為0.02 rad，在線路縱向坡度上設(shè)計(jì)允許支座四角高差前后變形范圍為±6 mm。

個(gè)別支座在架設(shè)完成后，受到后續(xù)橋面施工車輛行駛及各種設(shè)計(jì)荷載增加的影響而產(chǎn)生了變形，導(dǎo)致支座四角高差超限。根據(jù)相應(yīng)的整改辦法，總結(jié)了防止支座四角高差超限問題的注意事項(xiàng)，主要有以下四點(diǎn)：

(1)在使用此類上頂板預(yù)設(shè)坡度的支座時(shí)，安裝前嚴(yán)格檢查支座相對四角高差是否滿足規(guī)范要求。同時(shí)，在架梁前，根據(jù)墩柱墊石復(fù)測成果，核算每一孔箱梁的設(shè)計(jì)坡度和實(shí)測坡度的差值。對于不滿足高程要求的墊石，應(yīng)在梁體架設(shè)前進(jìn)行整改完畢，以滿足設(shè)計(jì)要求。

(2)在施工過程中，如果墊石或者預(yù)制梁尺寸誤差偏大，會發(fā)生與支座坡度不匹配的情況，可能后續(xù)也會出現(xiàn)四角高差超限情況，這就需要提前對架梁線路坡度進(jìn)行調(diào)查。對于預(yù)設(shè)坡度適用設(shè)計(jì)坡度出入大于1‰的坡度，在安裝時(shí)可以適當(dāng)考慮對支座四角高差進(jìn)行預(yù)偏量調(diào)整。當(dāng)線路設(shè)計(jì)坡度小于支座預(yù)設(shè)坡度時(shí)，支座四角高差在上坡端側(cè)調(diào)整為0 mm，靠下坡端側(cè)調(diào)整為1 mm。當(dāng)線路設(shè)計(jì)坡度大于支座預(yù)設(shè)坡度時(shí)，支座四角高差在上坡端側(cè)調(diào)整為1 mm，靠下坡端側(cè)調(diào)整為0 mm。

(3)加強(qiáng)架梁過程中對支座的保護(hù)工作，特別注意嚴(yán)禁在起吊和下落箱梁過程中磕碰支座；同時(shí)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(yán)格執(zhí)行灌漿前再次對支座四角高差進(jìn)行核對的工作，確保支座四角高差沒有變化，支座灌漿強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求前，嚴(yán)禁松動支座連接板螺栓。

5 結(jié)束語

新建京濱鐵路JBSG-2標(biāo)段北辰特大橋支座四角高差問題整改措施成功應(yīng)用，為高速鐵路建設(shè)中的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁架設(shè)支座安裝工作，積累了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)，具有一定的實(shí)用和參考價(jià)值。