桥梁板式橡胶支座更换施工及控制技术

赵保伟

（河南省新郑市公路管理局，河南 郑州 451150）

支座是桥梁上下部结构的连接构件，主要用来传递上下部结构荷载，同时满足在温差变化、混凝土收缩徐变等因素下的自由变形。支座正常使用一段时间后，会出现疲劳变形过大等各种病害，造成结构传力受阻，影响结构安全。以河南省道豫02线某桥为例，设计荷载为公路-Ⅰ级，该桥为5孔16 m简支梁桥，下部为钻孔灌注桩基础，支座为一端铰接一端滑动的钢板支座。管养维护中发现几处支座纵向位移量过大，从而造成四氟板滑出钢板之外，并且部分四氟板被挤出下板钢盆，变形严重，影响正常滑动，单板受力现象严重。为恢复桥梁使用功能，保障结构运行安全，需对桥梁进行维修，更换支座成为加固项目之一。对支座进行更换处置，会影响结构安全，因此需要对桥梁结构的各主要受力部位进行监控，以保证更换过程的安全和可控。

1 桥梁支座病害及成因

1.1 支座开裂

支座开裂是指表面形成的龟裂裂纹，伴随着大量的起鼓、开裂，缝宽且连贯，斜向裂缝缝宽、短且密。

1.2 支座脱空

脱空是指橡胶支座与桥梁垫石之间出现较大缝隙，部分压碎，甚至缺失、脱空，无法起到支撑作用。桥梁结构受力状态发生改变，引起端部横梁纵向开裂；局部脱空还造成支座偏心受压，局部应力增大，引起支座开裂、变形过大和压坏。

1.3 支座变形受阻

通常橡胶支座受荷载影响，钢板间橡胶发生轻微均匀凸起属正常现象。橡胶与钢板黏结破坏，墩顶落有混凝土垃圾，钢板锈蚀，都可引起支座变形受阻，甚至橡胶开裂、爆裂等。

1.4 支座变形异常

变形异常是指支座受压缩和剪切变形异常。支座因在荷载和温度作用下产生竖向变形，过大的竖向变形对连续梁构造产生附加内力，加之下部构造的竖向位移，叠加后总位移超出设计范围，致使结构破坏。

1.5 支座偏位

支座偏位分为纵向和横向偏位两种。较大的支座偏位造成支座无法均匀受力、附加内力过大等病害。

2 支座更换设计思路

2.1 设计原则

充分调查掌握结构病害，综合考虑社会影响和经济效益，减少施工对交通的影响程度。支座更换时的设计原则是：①恢复支座使用功能；②合理计算顶升位移，综合考虑结构受力、操作空间等因素；③施工简单、安全可靠；④施工期间的交通影响。

2.2 设计思路

更换支座的主要工序：①更换已受损的聚乙烯四氟滑板；②沿顺桥向接长不锈钢板，根据结构计算，确定支座顶升高度，充分考虑施工空间；③整体同步顶升，更换支座，限制通行。

3 支座更换施工方案

3.1 调整垫石和钢板水平

调整支座垫石和钢板水平，精确测量梁底空间，根据梁体自重计算调整高度。支座垫石调平时，如果空间高度满足支座厚度，只需调平垫石，超出部分用加塞钢板来调整；如果空间高度满足不了厚度要求，依据所需高度凿除垫石硷，顶面用环氧树脂砂浆抹平。梁底钢板调平时，应根据倾斜度制作楔形钢板焊接的方法连接，保证梁底钢板水平。

3.2 更换方案

更换采用油压千斤顶将梁顶起，横桥向同时顶起。由于结构连续，高度以梁体不出现过大拉应力为宜。千斤顶的数量和型号要根据措施和上部重量选取，同时充分考虑顶升中出现的传力不均匀情况，满足施工规范要求，并保证一定的安全储备系数。统一指挥，所有千斤顶同时工作，力均匀稳定，同时顶起，待弹性压缩完成后，进行下一工序。

4 支座更换施工工艺

第一，施工准备。根据施工方案，做好施工平台搭设，每更换一组支座要搭设两个支架，工作平台牢固可靠，便于施工操作及监控。所用千斤顶、油泵要配套标定，支座选用合适，试验检测合格，配套支座防尘罩。

第二，清理支座处杂物，解除多余约束。仔细记录核对支座、垫石、钢板情况，作好记录和拍照，准确更换支座的位置、型号，确定调平高度，并准备合适尺寸的钢板。

第三，根据需要搭设顶升支架作业，尽可能利用原桥墩、盖梁和桥台作业。支架搭应设有足够的强度、刚度和稳定性，确保不出现倒塌、倾斜，沉降均匀且可控，必要时设置混凝土基础。

第四，千斤顶安装就位，串联油压均匀、正常，采用梁体固定米格坐标，固定指示杆，精确测量固定指针相对米格纸移动，确定起升高度，确保顶升高度符合要求。均匀顶升，非弹性变形及沉降通过试顶消除。

第五，布置监控应力、挠度观测测点。百分表安放在靠近横隔梁根部控制起顶位移，每片梁安装一个百分表，桥墩设置位移观测测点，观测固结墩的位移变化，桥面伸缩缝处设置两个位移观测测点，观测桥面伸缩缝处的位移变化。

第六，顶升施工。统一指挥，所有千斤顶缓慢用力整体顶起梁体，观察并记录百分表读数的变化。控制梁的顶升速度，每顶升程序完毕后，进行读数统计，对起顶不均匀造成相邻两主梁间的位移变化超量进行局部调整，然后进行下一过程。顶升到位后，立即设置临时支撑，确保桥梁整体安全后，顺利取出支座。

第七，取出支座，清除原梁底钢板上锈迹及污垢，涂刷润滑油脂，检查支座垫石，打磨清理垫石表面油污及浮浆。对于支座偏压，采用环氧树脂砂浆调平，需待环氧树脂砂浆形成强度后，方可落梁。

第八，准确定位。四氟板储油槽内充满硅脂，表面和钢表面洁净，安装防尘罩。更换完毕，解除临时支撑，顺序下落梁体就位。观察各个部位应力、跨中挠度变化，确保顶升均匀，上部结构纵、横向不开裂。

5 支座更换施工监控

5.1 应力监控

根据对该桥梁结构计算，在顶升过程中固结墩处主梁截面下缘将产生拉应力，因此，主梁固结处截面下缘布置应力观测点，在主梁与桥墩固结断面增加一个拉应力测点。

5.2 挠度监控

在起顶截面，每片主梁下缘均布设挠度观测测点，用于过程及起顶量的最终控制。根据该桥的实际情况，起顶过程大致分五级完成，避免相邻两主梁间的位移变化超量。

5.3 梁体、伸缩缝及其他附属设施的控制

在桥台伸缩缝中央及外侧分别安放了一个位移观测测点，观测梁体是否出现裂缝，桥梁伸缩装置及其他附属设施是否有损坏。如有异常情况，应及时查明原因，并采取相应的措施。

2011年对该桥施行加固，施工一年多，至今支座使用情况效果良好。

6 结束语

本文对桥梁橡胶支座常见病害及原因进行了分析，探讨了橡胶支座更换施工程序及控制措施。更换支座不能影响结构的受力体系，对病害不严重尚能起到支座作用的尽量少换。对更换支座的桥梁和有病害的支座要定期观察检查，采取不同的维修措施，从而改善结构受力，提高桥梁的服务水平，延长桥梁使用寿命。施工经验对桥梁支座施工及运营中的支座维修和养护有一定的借鉴价值。

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