老福山立交桥桥墩支座更换设计

郑永阳

（南昌市城市规划设计研究总院，江西 南昌 330038）

1 工程概况

南昌市老福山立交桥建于1993年。老福山立交位于南昌市南北向主干道八一大道、井冈山大道。设置在八一大道、井冈山大道、站前路、站前西路、广场南路等五条道路的汇合处，是南昌市交通咽喉及枢纽，交通十分繁忙。

老福山立交为环形立体交叉，一层为地面，主要为非机动车道，二层环桥分别设有4条单向匝道，4条双向匝道与上下层道路相接，三层高架为南、北向机动车辆直行。

本桥按荷载汽车-20级，挂车-100设计。

124#～128#高架桥北端位于R-450 m曲线内，南端为直线段，桥面宽15.88 m。跨径为16.41 m+3×18 m，为40#钢筋混凝土箱梁（现浇）。下部为单桩单柱，单点支承，桩径为1.5m，柱径为1.2 m，柱用25#混凝土浇筑，桩为钻孔灌注桩。

2 病害分析

老福山立交桥至今运营时间已有近20 a，支座已经不具备原有的全部功能，部分支座在施工过程中安装不平整，也影响支座功能的使用；已经出现了部分支座损坏、墩柱倾斜、上部结构箱梁位移后不能够回位的桥梁病害，已经严重影响到桥梁使用的安全。根据桥梁检查情况和专家评审意见，各桥墩处支座予以更换。

3 设计概要

结构采用空间程序（桥梁博士V3.0）电算内力，顶升工况：箱梁钢筋混凝土容重26 kN/m3；模板重 0.5 kN/m2；桥面铺装 10 cm，容重 26 kN/m3，及栏杆5.83 kN/m。不考虑车辆及人群荷载。

4 主要施工方案

4.1 箱梁顶升支架方案

支座更换最关键的是将上部结构箱梁顶起，顶升的高度既能满足支座更换的净空要求，又能满足上部结构箱梁受力方面的要求；同时顶梁支架的结构形式和施工安排尽量减少对城市交通的影响。

综合各方面的要求，本次支座更换的桥梁顶升使用超薄千斤顶和125#～127#墩柱夹箍加强，超薄千斤顶直接安放在墩柱顶的方案，使顶梁支架占地面积小、承载能力大、便于安装和拆除、安全可靠。布置顶梁千斤顶时围绕墩柱对称布置，保证墩柱均匀受力。

4.2 箱梁顶升施工方案

箱梁顶升前，全面检查箱梁已有裂纹情况，在顶升过程中安排专人观察裂纹发展情况，以便及时作出方案调整；顶升完成以后，再对裂纹检查，并对前后裂纹作出比较。对墩柱裂纹进行加固封闭处理。

拼装钢管脚手架、安装墩顶夹箍。液压千斤顶按设计图纸提供的位置安装到位。

每个桥墩顶升力按设计图纸提供的数值执行，顶梁顶点位置分别在每个墩柱的两侧对称布置顶梁支点，每侧顶梁支点布置2台液压千斤顶，这样每个桥墩布置4台液压千斤顶（124#和128#墩对称布置2台千斤顶），共使用液压千斤顶32台。

各顶点顶力对顶梁过程中梁体上部结构受力影响很大，顶力控制要求准确，因此施工中的顶力严格按照设计图纸的顶力控制，并做到分级、同步加载；在千斤顶与箱梁底板之间加垫橡胶垫和钢垫块，确保箱梁混凝土局部受力安全。

千斤顶布置以后，按计算顶力试顶，检验液压设备状况，保证各机械和设备符合规定要求，用钢垫块打好临时支撑，转入下一道施工工序。

顶梁：本项目顶升使用先进的同步顶升系统，实现箱梁顶升位移和顶力严格控制的目标。按照分级、均衡、同步加载的方法，将该桥上部结构全部顶起。加载过程中，按照各顶点设计顶力分级、均衡、同步加载，控制每一台的顶力，防止桥梁上部结构出现不均衡受力，防止墩柱出现偏心受力。箱梁顶升到位，使用临时钢垫块对千斤顶布置保险后，开始更换支座。

顶梁过程中，以顶力和位移双控，保持梁体原受力状态，保持各顶升点位移一致。保证顶梁位移在相邻两墩的位移高差不超过4 mm。具体顶力大小、油表读数、分级控制、位移测量将按设计图纸给出的顶力，结合顶的性能制订详细的顶升施工工艺。

顶升到位以后，将各支点临时固定，确保个固定点牢靠以后，转入支座更换工序。

4.3 支座更换施工方案

箱梁顶升以前，对全桥支座安装和使用情况做出全面的检查，针对支座存在的不同问题提前制定好相应的更换方案，提前安排好支座更换的材料、设备和人员。

为确保预埋螺栓的完好，将原支座上下位移超出预埋螺栓，水平移动取出原支座后，将新的支座平移安装到位，用预埋螺栓固定；为保证支座安装平整，上下支座板用钢楔块垫平，在上下支座板周围做好封闭，注满环氧树脂。

4.4 124#墩～128#墩箱梁平移方案

124#墩～128#墩上部结构箱梁目前处于扭曲变位，而且不能回位的情况，该情况影响到该段箱梁的结构安全，要求平面移动将该段箱梁回归到原设计位置。

封闭该段交通，拆除两端伸缩缝。124#～128#墩共有10个墩柱，10个盆式橡胶支座。将该段箱梁的四个方向设置水平移动限位器；按照桥梁顶升方案将该段箱梁顶起，将10个盆式橡胶支座的约束全部解除，并将10个盆式橡胶支座内的四氟板上投放硅脂，增加滑动性，将整段箱梁安放在10个支座的四氟板上；在伸缩缝处布置水平千斤顶，给箱梁水平施力，调整四个方向的水平限位器，将箱梁调整到位。

箱梁调整到位之后，及时按照支座更换施工方案更换桥墩的10个盆式橡胶支座。

4.5 126#墩倾斜处理方案

126#墩倾斜7 cm，不能施行强制回位，应该采取自动回位的施工方案。

按照桥梁顶升方案将该段箱梁顶起，更换为特制的单向滑动支座，并将支座内的四氟板上投放硅脂，增加滑动性，将箱梁安放在支座的四氟板上，等待一段时间，做好过程观察，让墩柱自由回位；待墩柱回归到位后，将该墩单向滑动支座固定，转换为固定支座。

5 施工步骤及施工工艺

5.1 拆除伸缩缝

拆除桥头两侧伸缩缝，在原伸缩缝的间隙处用木板或橡胶临时填塞，避免起顶时梁体的纵向滑移。

5.2 支架搭设

采用竹子、木材、铁线搭设施工平台安放设备，平台宽度要求满足油泵、材料、工作人员操作的要求，支架要稳固。

5.3 梁体顶升及支座更换

顶升前要先在墩柱顶支座钢板范围以外凿开部分混凝土，整平并清理干净，对每个墩台的左、右原始高度进行记录，以便比较和控制顶升量，在施工过程中要仔细观察活塞面上升是否均匀，出现不均匀情况要停止加油压并马上卸载，重新放置钢板调整好位置再加油压顶升。本次顶升为整联同步顶升，每次顶升高度控制在5 mm以内，每次顶升完成以后，需马上比较各墩台之间的顶升量及一个墩台左、右两侧的顶升量的偏差，使每个墩台之间的顶升高差控制到小于4 mm范围内。不断重复以上过程直至符合新盆式支座的安装高度要求。

顶升完成后，安装好新的盆式橡胶支座，就可以卸载了。卸载施工工艺与顶升施工工艺正好相反，每次下降5 mm，做出检查。卸载完成后，对盆式支座进行补焊，支座更换结束。

6 结论

目前，正在服役的城市立交桥数量非常多，其中的大多数桥墩支座都存在不同程度的病害，给桥梁的安全性、耐久性和可靠性带来了不利影响。正确分析和总结既有立交桥桥墩支座的病害及其成因，对于桥梁的维修有着重要意义，同时，本文提出的更换支座的措施对今后桥墩支座更换也有重要的参考价值。

[1]姚玲森.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,1996.

[2]JTGD62-2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].2004.

[3]JTG D60-2004,公路桥涵设计通用规范[S].2004.