江苏育通交通工程咨询监理有限责任公司 江苏省 211100
摘要：在桥梁工程中，支座是重要的承力结构，如果支座出现质量问题，就必须进行更换。文章结合实际案例，首先介绍了总体施工方案，然后指出支座更换的施工技术要点，最后总结了技术控制措施，以供参考。
关键词：连续梁桥；支座更换；顶升；技术要点；控制质量
随着我国交通行业快速发展，桥梁工程数量增多。支座连接桥梁的上部结构和下部结构，主要承受桥梁自重和车辆荷载。在施工、环境、长期受力等因素的影响下，支座可能出现损坏现象，影响桥梁的安全性能[1]。在此背景下，制定科学可行的支座更换施工方案，成为企业关注的重点。
1．工程概况
以国内某超大吨位连续梁桥为例，上部是三跨变截面预应力混凝土箱梁，总长度为305m；下部是圆形实心墩。该桥梁作为城际铁路的组成部分，主要承载桥身自重和动车组荷载，运行速度最高为300km/h。出现病害的支座，位于17#桥墩，支座的高度是325mm，梁底到墩顶的高度为740mm，墩身高8.5m，该处线路的平曲线R=9000m。现场检查发现，支座盆环开裂，垫石顶部的灌浆层脱空，分析原因是施工时灌浆质量不达标所致。结合现场环境和桥梁受力特点，决定对损坏的支座进行更换施工。
2．超大吨位连续梁桥支座更换施工方案
2.1 总体方案
本次支座更换施工的总体方案是：①临时拆除桥梁的抗震限位装置，浇筑混凝土加固箱梁内的植筋，使用粘钢加固梁底和墩顶，并设置临时性的支座、千斤顶。②对临时支座的上下接触面，进行抗滑处理，能约束纵向、横向位移。③在无车辆通行时间，采用顶升系统、千斤顶，将梁体抬升至预设高度，促使临时支座受力。④拆除病害支座，采用倒装法安装新支座，并重新浇筑垫石。⑤当垫石的强度达到要求，再次利用顶升系统、千斤顶，将梁体从临时支座转移到新支座上，完成受力体系的转换。⑥对新支座进行加固，动态监测受力变化。
2.2 施工难点
本桥梁是城际铁路的一部分，支座反力大，不仅工程量大，而且要考虑到行车安全，总结施工难点有：①施工时间长，既要保证正常的交通运行，又要控制轨道的竖向变形；②墩顶施工空间有限，竖向支撑反力大，顶升作业要保证混凝土结构的安全，对顶升设备的性能要求高；③顶升和支撑体系转换时，要控制内力变化带来的影响，避免混凝土结构出现裂缝等病害；④病害支座是垫石灌浆层脱空所致，新支座更换后，如何提高浇筑质量是一个重点[2]。
2.3 工艺流程
本次施工的工艺流程是：施工准备→安装施工平台、临时支座→加固箱梁内部→布置顶升设备→顶升作业，第1次反力转换→拆除旧支座，安装新支座→顶升作业，拆除临时支座→第2次反力转换，加固新支座。
3．超大吨位连续梁桥支座更换施工技术要点
3.1 准备工作
施工前的准备工作有：第一，熟悉环境和图纸，平整施工现场的场地，确定作业平台的位置，对箱梁的植筋进行加固。第二，配置箱内加固的人员、材料、设备，均从桥梁已有的人孔进入。第三，清理墩顶的垃圾和杂物，拆除梁底的抗震装置，对损坏支座的上下连接装置进行恢复。第四，确定位移监测点、应力监控点，安装传感器，并对监控设备进行调试。
3.2 搭设平台
支座更换属于高空作业，必须搭设作业平台，方便人员施工、堆放材料，并开展监控监测。该平台使用脚手架搭设而成，要求是刚度和稳定性达标，能承受水平推力和竖向荷载[3]。脚手架搭设完成后，在顶部铺设钢板，焊接后形成一个整体。该平台上，设置运输车辆的行走轨道，提高重大部件在运输时的安全性。综合计算结果，要求作业平台承受的荷载能力为100kN。
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3.3 梁体加固
施工期间，为了保证上部结构的稳定性，避免梁体内部的横隔板、人孔等部位出现应力集中，要进行加固，主要是植筋处理，配合浇筑混凝土。而在梁底、墩顶等部位，受到局部压力的影响，为了避免开裂、破坏，采用粘钢法施工，将钢板设置在梁底、墩顶的表面。
3.4 设备就位
施工使用的千斤顶，包括6500kN、12500kN机械自锁千斤顶，3000kN楔形临时支座。使用起吊机，将千斤顶、临时支座吊放在墩顶。
3.5 顶升作业
对各种机械设备调试后，进行试顶作业，按照设计反力的10%加压，保证设备正常运行[4]。具体施工采用分级同步顶升法，每次顶升距离为2mm，检查油压读数。当压力达到设计反力的100%，对梁体、设备进行全面检查，直至梁体、支座完全脱离。此时，锁死千斤顶的自锁装置，调整临时支座，确保梁体反力转移到临时支座上。
3.6 拆除旧支座
顶升作业完成后24小时，监测梁体位移大小，检查临时支座的性能，各项数据合格后，对垫石进行切割，彻底清除混凝土。
3.7 安装新支座
施工前，首先清理预埋钢棒孔，确定新支座的压缩量。临时固定钢板、预埋板，使用千斤顶调整支座水平度、垂直度，促使支座的剪力销进入预埋板。钢棒安装在预埋板下，利用螺栓进行锚固，并焊接固定，确保钢棒不能晃动。最后在预埋孔内，浇筑环氧砂浆，硬化后拆除垂直千斤顶。支座垫石现场浇筑混凝土完成，按照先中间、后四周的顺序，浇筑期间观察排气槽有没有水泥浆流出。为了加快施工进度，可在混凝土内添加早强剂，促使3天抗压强度在50MPa以上[5]。
3.8 落梁
当垫石混凝土强度达到设计要求后，在没有车辆通行的时间段内，对千斤顶分级加压，达到第1次体系转换时的反力。当梁体不再位移，对临时支座的竖向反力移除，检查梁体和设备没有问题，就可以去除临时支座。最后千斤顶回落，促使梁体位于新支座上，整个支座的更换施工完毕。
4．施工期间的技术控制措施
施工期间，考虑到千斤顶数量多、梁体自重大，在顶升作业时，必须保证梁体断面的应力、变形，均处于可控范围内。基于此，技术控制措施如下：
一是应力监控。在梁体顶升施工点、大截面部位，设置位移传感器，监控施工过程，了解顶升作业情况、梁体应力变化情况。通过受力分析，结果显示应力变化较大的截面，位于墩中心两侧31m处，共计测点20个，应力变化值处于允许范围内。
二是位移监控。千斤顶在顶升作业时，保证同步性才能提高梁体结构的安全性，因此位移监测也是一个要点。本次工程中，共计设置6个位移测点，结果显示横向位移、纵向位移的差值处于允许范围内。
结语
综上所述，超大吨位连续梁桥在运营期间，受到多种因素的影响，可能导致支座损坏，影响桥梁的安全性能。文中结合实际工程案例，阐述了支座更换施工技术的应用，技术要点包括准备工作、搭设平台、梁体加固、设备就位、顶升作业、拆除旧支座、安装新支座、落梁。施工期间，加强应力和位移监控，才能保证施工准确性，切实提高施工质量，希望为类似工程提供经验借鉴。
参考文献
[1]白杜娟.简支变连续梁桥支座更换顶升方案对比及受力分析[J].山西建筑，2019，45（4）：172-175.
[2]孙思昌.连续梁桥更换支座的分级分步循环顶升施工工艺[J].建筑技术开发，2017，44（20）：38-39.
[3]范春生.大跨连续梁拱桥大吨位支座更换关键技术研究及应用[J].中国建材科技，2014，（2）：96-98.
[4]曾松涛.连续梁桥半桥同步顶升施工监控研究[J].城市道桥与防洪，2019，（1）：112-114，126，目录14.
[5]黄颖，许永吉.预应力混凝土连续梁桥支座更换及梁体复位施工监控研究[J].四川理工学院学报（自然科学版），2013，26（6）：68-73.
论文作者:李之旺,李开元
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年18期
论文发表时间:2019/12/10
标签：支座论文; 千斤顶论文; 作业论文; 位移论文; 应力论文; 桥梁论文; 混凝土论文; 《建筑学研究前沿》2019年18期论文;