大吨位球形钢支座现场安装与质量控制

■朱彦明 ■中铁一局集团桥梁工程有限公司，重庆 渝北 401211

1 前言

(1)杭州市康桥路西段工程跨运河桥为部分预应力斜拉桥，跨径组合为66m+110m+66m，其中8#、9#主墩墩顶截面尺寸为6米×4米的矩形墩，墩身砼标号C50，主墩采用左右幅分离式桥墩，墩顶安装一个80000KN的球形支座，全桥共4个，支座尺寸为2380×2360mm，单重约为17.3t。

(2)根据设计图纸及相关规范要求，在墩身顶面支座安装部位预留400×400mm锚栓孔，锚栓孔预留深度为1500mm。预留锚栓孔中心及对角线位置偏差±10mm。

(3)支座安装采用80吨汽车吊整体吊装，吊装前需要在墩顶面灌注高强材料进行标高调平，保证支座受力均匀传递。支座轴线偏差及顶面高程满足设计要求。

2 施工准备

(1)支座安装前，混凝土表面须干净，坚实，无油脂，油污，无水泥浮浆及无附着不牢的小颗粒。对墩顶表面及螺栓预留孔内的灰尘、水泥浮浆等杂质进行清理，并对墩顶表面进行凿毛处理，以保证良好的粘结。在浇注灌浆料前必须使墩顶混凝土表面被水浸透至少4个小时，用干净的砂布及压缩空气除去所有的游离态的水，特别是预留孔洞中的残留水。

(2)在墩顶用墨线标出支座纵向、横向轴线、边线，利于支座准确就位。

(3)开箱检查支座是否完好、锚固联接件是否配套，现场安装工具、材料是否齐备，在支座安装前，应检查对支座连接状况是否正常，支座拆除包装时切忌不得松动上、下支座钢板的连接螺栓。

(4)在支座顶板、底板用油漆点标出纵向、横向轴线、方向，利于支座吊装快速就位。

(5)本工程球型支座单重为18吨左右，根据吊装距离和高度，采用80吨的吊车整体吊装，吊装前应对吊装场地、空间距离等情况进行勘察，对吊车支腿基础进行平整，保证吊装过程中的安全。

(6)为保证球型支座在吊装过程中保持水平，沿四周设立四个吊点，用钢丝绳与支座吊点牢固联接，相邻两个吊点采用20吨手拉葫芦延长钢丝绳，以便于±90°方向调整高度，保证起吊、落放过程中的支座保持水平状态。

3 灌浆材料选用

(1)本工程80000KN球型支座底板面积较大，要保证支座底板与墩顶灌浆密实，就要求灌浆材料有较大的流动性及较高的强度。

(2)原设计方案采用环氧树脂砂浆做为填充料，但单次灌注需要配制数量接近5m3，现场配制条件不能满足，且成本较高，施工质量不易控制。

(3)借鉴设计单位建议并参照国内其他大型支座的安装经验，经综合比较，从施工简便、强度保证及安装可靠性等方面考虑，选用无收缩水泥灌浆料做为支座及预埋螺栓安装材料。

(4)无收缩自流平灌浆材料特点:本工程采用的无收缩自流平灌浆材料以高强度材料为骨料，以水泥作为结合剂，辅以高流态、微膨胀、防离析等物质配制而成。在施工现场加入一定量的水，搅拌均匀后即可使用，主要优点如下:①施工简单:不需要复杂设备，现场操作人员经过简单培训即可操作，可靠性强。②早强、高强:抗压强度满足《水泥基灌浆材料》JC/T 986－2005的要求，龄期1天、3天、7天、28天，抗压强度(Mpa)≥25≥40≥50≥80.③自流性高:流动度满足《水泥基灌浆材料应用技术规范》GB/T 50448－2008的要求，初始值≥340mm，30分钟保留值≥310mm。自流性能确保拌合料可填充支座与墩顶及预埋螺栓孔的全部空隙。④微膨胀性:确保支座与基础之间紧密接触，粘结强度高，灌浆后无收缩。⑤可冬季施工:允许在－10℃气温下进行室外施工。⑥耐久性强:本品属无机胶结材料，使用寿命大于基础混凝土的使用寿命。经上百万次疲劳试验，50次冻融循环实验强度无明显变化。⑦拌合料施工配合比(重量比):水:无收缩灌浆料=1∶5.95;经现场试验室试配验证，强度、流动性等指标均满足本工程支座安装要求。

4 支模

(1)根据支座底设计标高，在支座四个角点处分别用灌浆材料浇注8个150mm×150mm的砂浆灰饼，作为支座的标高控制点。砂浆灰饼的标高要求偏差±2mm，待砂浆灰饼具有强度后，沿灰饼纵向、横向做出150mm的砂浆带，做为浇注灌浆料的临时边界。每边砂浆带设两个排桨口，便于支座就位后，将多余的灌浆料挤出砂浆带，保持灌浆面的饱满性。

(2)支座安装前，再次对墩顶基底砂浆带高程和平整度进行校核，要求误差±1mm，对角线标高误差不得超过±2mm，以此做为支座安装控制平面。对存有误差的部位，及时进行修补打磨。

5 支座安装及灌注拌合料

(1)支座正式吊装前应进行试吊，起吊高度约1米左右，用2m长的铝合金水平尺对支座顶板水平进行校核，利用手拉葫芦进行微调，确保支座整体在吊装、安装过程中处于水平面，保证支座各构件的正常使用性能。因支座吨位较大，试吊过程中应仔细观察吊钩、钢丝绳、倒链及吊车支腿的安全性，确保施工安全。

(2)根据支座上钢板四边角点投影位置，放置4台16T机械式螺旋千斤顶(螺旋顶高度+50cm＜支座顶板至墩顶厚度)，用于支座就位后标高微调，支座平稳放置的在千斤顶上，吊车钢丝绳带力作为保险，确保支座就位及灌浆过程中的操作安全。

(3)现场拌合灌浆料①根据每个墩顶的灌浆高度及预埋螺栓孔体积精确计算需配制的灰量，加10%的损耗后进行拌合，拌合前对计量器具进行校核。②搅拌采用胶砂搅拌机，按照搅拌机单盘容量换算每次拌合料物的重量。③搅拌投料次序为:80%水→加入无收缩自流平灌浆材料→拌合3分钟→加入20%水→混合均匀→停止搅拌，保持现状1－2分钟→继续低速搅拌1－2分钟→出料。④为获得最佳的工作状态，灌浆前最好将材料在15－25℃环境下放置24小时;施工时及随后24小时内环境温度控制5－32℃，20℃最为适宜。夏季施工避免中午高温，必要时应搭建遮阳棚;冬季气温较低时，应在灌浆区域搭建暖棚，保证施工环境温度大于5℃，施工宜选择中午。

(4)灌浆施工.①在灌浆时使用冲压法，保证灌浆料能利用自重填充满基础。②灌浆料拌合好后，用铁皮漏斗灌入基础顶面，灌浆料应由跨中向边跨方向灌入(考虑纵坡影响);灌浆过程中可挤压但勿震捣，以避免夹杂空气滞留其中;灌浆距离大于1.5m时，应使用高位灌浆漏斗法，利用重力压差原理辅助灌浆。灌浆工作必须连续尽快完成。灌浆过程不能停顿，要做到灌浆料均匀、匀速流入基础。单次灌浆层厚度控制在25mm至35mm间;单次螺栓孔灌浆深度小于1500mm.③灌注过程中，人工配合用钢抹、刮杠进行调整，使其均匀满铺，对不足部分及时补浆，并将洒落到灰浆带上的浆料清理干净，确保灌浆料固化前保证灌浆料和墩顶表面有良好的接触。④灌浆料封装完成后，支座上钢板架设水准仪测量四个角点的标高，用四个角点螺旋顶进行微调，落放时支座四边设专人指挥，使支座底板中心十字线与墩顶标记的十字线重合。拆除四角螺旋顶后，对支座绝对标高及四个角点的相对标高进行监测，标高不符的地方，用铁榔头下垫方木锤击调整。⑤灌浆过程中，试验人员现场取样制作三组同条件养护试件，作为拌合料强度监测的依据。

(5)施工养护.支座安放稳固灌浆完成后，为防止灌浆料在高温和大风下过快硬化，应及时养护，沿支座下底板周边使用湿麻袋、塑料薄膜或养护剂进行养护，养护期7d。若遇寒冷季节，宜适当延长养护期。

6 施工注意事项.

总结本工程球型支座安装过程，安装中施工关键点和质量控制点如下:(1)墩顶混凝土表面清理、凿毛要到位，确保安装面清洁无杂物。(2)支座吊装过程必须确保构件处于水平，避免倾斜吊装，对支座内部构件(特别是滑动支座)相对位置产生应力，影响使用性能。(3)支座起吊就位前，及时将地脚螺栓安装在底板上，避免出现支座就位地脚螺栓无法放入预埋孔内。(4)灰浆带制作标高控制精度要求较高，本工序关系到支座安装成功与否的关键。(5)灌浆料拌制、浇注、整平等工序速度要快，相应的材料、水源、机具、电器线路等配置齐全，并有备用，避免施工过程意外中断，造成安装失败。

7 小结

本文介绍的施工方法，具有施工速度快、效果好，安装可靠性强，经济效益显著，施工精度达到了设计和规范要求。