公路梁板同步顶升及更换支座技术分析
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作者:候得辉
摘 要：随着经济及运输物流业的发展，钢筋混凝土桥梁结构不同程度出现病害，在高速公路桥梁经常性检查过程中，桥梁支座受到周期性荷载影响，势必加速老化、变形成位移，病害现象，日益突显，直接危及桥梁结构的寿命与交通安全，支座病害处治及定期更换刻不容缓。桥梁支座维护、更换需求越来越多，尤其是盆式支座的支反力吨位较大、控制精度要求较高，如果更换支座施工工艺和质量控制不严格将会改变桥梁结构受力状态甚至导致结构受损。本文通过查阅大量的资料，对施工方法和要求进行分析，对顶升设备、临时支撑、顶升系统安装、试顶升、同步顶升、支座更换、同步落梁等施工措施进行了总结，以保证工程的施工质量。
关键词：公路 梁板同步顶升 更换支座技术
中图分类号：U448.27 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）04（c）-0061-02
1 施工方法和要求
某桥梁结构柱墩上的盆式支座存在支座上垫四氟滑板滑脱、翘曲变形现象，需要进行盆式支座更换施工。施工采用“不中断交通，纵向逐墩、横向同步顶升梁体”的方式进行同步顶升，即采用纵向逐一对各墩台上需要更换的支座进行同步顶升和落梁的方式进行。施工总体要求如下。
（1）以顶升高度控制为主，顶升力控制为辅进行双控，顶升高度以能取出支座为原则。本次施工根据设计要求，顶升最大高度不超过3mm，同一墩顶处各个千斤顶同步顶升误差不大于0.5mm;（2）在正式顶升前应进行试顶升，对顶升设备和系统进行安全稳定性检查，并对梁体和支座支反力进行准确称量;（3）需要采取逐级顶升方式，每级高度和顶升速度都需要严格控制，使梁体缓慢顶升;（4）顶升完成后，由千斤顶和临时支撑共同受力，确保在桥面不中断交通的情况下保证支撑体系安全、稳定;（5）梁体回落需要采取和顶升一样的控制原则，逐级缓慢回落，确保梁体安全。
2 盆式支座更换施工
2.1 施工工艺流程
施工准备→臨时支撑体系安装→顶升设备安装调试→试顶升→分级同步顶升至施工所需高度→千斤顶保压与临时支撑共同受力→支座垫石部分凿除、切割地脚螺栓→取出盆式支座→预埋下钢板，重新浇筑垫石→安装、调整新盆式支座→分级同步落梁→拆除临时支撑，清理墩台。
2.2 施工技术措施
2.2.1 顶升设备
顶升系统必须可靠、先进，才能保证顶升（落梁）施工的安全以及桥梁结构本身的安全，本次施工采用了飞耀牌PLC计算机同步顶升系统，该系统有如下特点：（1）顶升系统能够控制各千斤顶液压缸压力，并对各液压缸的压力、位移进行实时监测、动态调控，实现位移同步;（2）当千斤顶、油路发生故障时或在达到预先设定的行程或负载限制时，能自动锁定，自动保持油缸的压力不变（千斤顶油压不降）;（3）顶升设备能够实现每1mm的级差分级同步顶升、同步落梁的功能，同时顶升速度控制在1mm/3min以内;（4）同一油路的千斤顶位移同步误差可以控制在0.5mm以内。
2.2.2 临时支撑
临时支撑采用钢桶底座+螺旋机械式千斤顶支撑。钢桶底座内灌混凝土，墩上单个盆式支座沿纵向两侧各布置两个钢桶底座撑。螺旋机械式千斤顶吨位100t。
2.2.3 顶升系统安装
调试顶升系统安装包括安装液压系统、控制器、千斤顶、位移传感器、压力传感器、数据采集器、计算机等。安装完成后对计算机控制同步顶升、下降系统、监控系统进行调试，保证顶升系统可靠。
2.2.4 试顶升
试顶主要是为了消除临时支撑本身的非弹性变形或沉降、检查顶升设备及系统的安全稳定性。试顶升分两步进行：第一步以顶升力控制为主，顶到支座计算反力的50%左右，持荷5～10min检查顶升设备的安全性，无任何异常后千斤顶回落到原位;第二步以顶升位移为主，将梁体顶升脱离原支座1～2mm，检查所有支座与梁体脱开情况，同时测定支座反力：本次施工设计顶升力为1432t（7015kN*2个/9.8），实际进行称重后顶升力达到1450t～1480t（桥型为斜拉桥，为半漂浮体系，且桥面未中断交通，故数据为动态），与设计基本相符。支反力称重完成后迅速将梁体回落到原来位置，梁体顶升脱离原支座时间不大于5min。
2.2.5 同步顶升
试顶完成后，检查顶升和监控系统工作是否正常，调试合格后方可实施正式顶升。（1）千斤顶缓慢用力整体顶起梁体使其离开原支座，高度以可进行支座更换作业的高度为宜，但最大不得超过3mm。顶升到位时立即在梁底间增设机械式千斤顶，提高顶升系统的稳定性，确保桥梁整体安全。（2）顶升时以顶升力和位移双控，且以位移控制为主，以1mm一个量级增加位移，当顶升接近至设计高度，放缓顶升速度。
2.2.6 支座更换
（1）原支座拆除。
当辅助支撑起作用后，凿除垫石顶面8cm左右砼并凿毛、保留地脚螺栓，取出旧支座。
（2）垫石和预埋钢板处理。
重新浇筑支座垫石，增设2层D10钢筋网片，垫石顶预埋20mm厚Q235钢板，与原地脚螺栓焊接并确保水平与标高，标高根据顶升前梁底与垫石净空减去新支座厚度+支座压缩量确定，最后浇筑灌浆料。
（3）新支座安装。
①安装时注意支座对中水平，新支座安装时，尽量按照原有位置安放，可以在支座更换施工开始前将原支座位置进行标记。②新支座的上钢板与钢梁钢板围焊，下钢板与垫石预埋钢板围焊。焊接采用间断焊，避免连续焊造成钢板过热变形、破坏。③落梁后对外露钢板和焊缝进行防锈处理。④支座安装时环境温度宜为20℃，为防止支座出现偏压或产生过大的初始剪切变形，安装完成后必须保证支座与上下结构紧密接触，不得出现脱空现象。⑤新支座型号应与设计支座型号一致，并全面检查是否有支座漏放，支座安装方向，支座型号是否有错。
2.2.7 同步落梁
为了确保落梁后同一桥墩各支座受力均匀，落梁前应测量同一桥墩各支座的净空，以确定回落高度。落梁过程的施工要求、安全控制指标与顶升相同。落梁前，应先将千斤顶微量顶升0.5mm左右，以卸除千斤顶的自锁装置，再同步进行千斤顶回油、落梁。落梁时，严格控制同一桥墩上的各个千斤顶的回落同步性，由计算机控制液压系统完成。按照每级1mm的顺序进行，同样实行顶升力、位移双控的原则。
3 结语
总之，对于顶升效果而言，所用的梁板的顶升必须满足桥梁顶升结构安全的要求，确保不会产生危害性后果的前提下，不断提升顶升的质量效果。对于支座而言，支座平面布置影响到连续箱梁桥抗爬移能力，对桥梁整体结构力学传递模式和计算图示非常关键，是获得桥梁更合理受力形式的主要设计措施。
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