桥梁板式橡胶支座更换施工技术及质量控制

刘永欢

中交三航局第三工程有限公司，江苏 南京 210000

1 更换桥梁支座的意义

支座为桥梁结构内的重要构件之一，主要是把上部结构荷载传送至下部结构，允许上部结构在车辆荷载、气候环境温度改变、砼构件收缩徐变等多种因素的作用下出现自由变形（主要有轴向伸缩与转动之分），使结构的现实承力情况和设计测算图式相匹配，维护梁端、墩台帽结构的相对完整性[1]。但在工程设计与施工等因素的作用下，或者正常投用一段时间抵达一定寿命以后，支座也可能出现多种病害，阻碍结构传导力的过程，导致梁体受力状况和设计要求之间存在偏差，容易使桥梁项目运行阶段出现诸多病害，缩短使用年限，严重时会对桥梁运行安全性构成威胁。因此，针对已经出现质量问题的桥梁支座，必须及时更换，这是延长桥梁工程使用寿命的重要举措之一。

2 项目概况

该桥梁工程为新建工程，属于现浇连续梁结构，跨径20m+25m+20m，桥体全长65m，桥宽左、右幅依次为18m、13.5m，各桥台应用GY Z600*117 板式橡胶支座，左、右幅分别有3 个、2 个，整个桥体上部结构（排除桥面铺）自重大概为2200t。

该工程一侧端左幅0#桥台敷设了三个GY Z600*117 板式支座，现已检测到其形体发生改变，结合该工程特征，利用选用桥台单端同步顶升施工方案并严格调控顶升高程进行操作。该方案拟定将4 台低高度YDT4000 大吨位液压千斤顶设作为顶升设备，匀称布设，通过液压泵站调控4台千斤顶进而驱动顶升力产生过程，局部顶起桥台局部而后调换支座，将顶升高程调控在3030mm 以下，能顺利调换支座更换作业，第一跨支座方位偏移量仅为0.085°，表示基本不会对桥梁体运行状态造成不良影响。

3 支座更换施工前期的准备工作

（1）精确测算出有关设计参数，规划设计、拟编施工方案与作业指导书，并上报至有关部门进行审核。

（2）依照计划建设施工团队，科学分工，严格按照有关规范组织进场教育活动。

（3）拟定项目施工所用物料、设备、器具等购置方案，签署物资采购合约，确保其能在约定期限内被运送至工程施工现场。

（4）组织专人落实施工现场与临时设施准备工作，主要包括部署项目施工队办公场地、工人生活住所、物料安置库房、承力架安设等内容。

（5）确保各种施工记录表准备齐全。

（6）要求权威机构检测计量设备、器具的精度。

（7）结合有关标准要求对支架更换时运送至工程现场内的物料进行质检。

（8）严格依照设计要求落实施工安全、技术交底工作。

4 主要施工技术方法

4.1 拟定施工方案

结合该工程特征，可供选择的施工方案主要有如下三种：

（1）全桥布顶。顶升施工阶段依照台在前墩在后的次序每隔5mm 一档开展作业，分流程一并顶起以后，采用保护环进行维护处理，然后更换橡胶支座，整体调换结束后再分流程进行落梁。

（2）结合测算出的数据，一侧端分别对0#桥台与1#桥墩进行起顶处理，墩台顶升高程有别，形成一个以2#桥台与顶升千斤顶共同承力的均衡力，再调换桥台支座。

（3）仅同步顶升桥台的一侧端，加强顶升高程的控制，然后调换支座构件。

第一种方案实施过程中要求辅助使用承力钢筒装置，成本投入量大，但顶升高程不会对梁体结构形成不良影响，理想状态下不约束顶升高程，可靠性较高。和第一种方案相比，第二种方案投用的设备减少50%，但对台墩顶升高程量做出了严格的约束，桥墩顶升高程和桥台不均等，事前需进行数次计算。相比之下，第三种方案在经济性、便捷性方面更占据优势。由于该工程选用的是板式橡胶支座，结合已往施工经验，当桥梁高程提升至20mm 左右时就可以调换新的支座，在该高程值下不会形成明显扭曲变形，故该工程最后拟定选用第三种方案[2]。

4.2 施工工艺

（1）架设支架。起梁施工属于高空作业，施工人员需在高空环境中拉提重物、安设支座、观测位移量与裂缝形成。因此，搭建高空操作平台为支座更换阶段的重要一环。施工时应满足如下要求[3]：①平台持有较强的承载力与水平推力，与千斤顶安置，与支座卸装标准要求相吻合；②平台和箱梁底端间距维持在1.6 ～1.7m，以便为工人操作创造便利条件；③联合使用钢管支架建设平台，为更好地满足对承载力与安稳性提出的要求，推荐安设双排架，连接成一体；④将木板敷设于顶部，适度拓展铺设的宽度，采用铁丝捆绑木板与门架；⑤平台周遭架设安全护栏。

（2）安装千斤顶。严格依照施工设计位置，将千斤顶和钢垫板依次安设于桥台上方，该项目中钢垫板直接被安放于千斤顶球形垫板上部，结合缝隙大小选择厚度适宜的垫板，垫板和千斤顶同圆心。

（3）安装监控设备。调换该桥梁工程支座阶段，需要监控的位移量主要包括梁体顶升、千斤顶行程伸展出的位移。把大量程百分表安装于各顶升部位用于检测梁体顶升的高程位移量；组织人力采用0 ～150mm 的钢直尺检测千斤顶的伸出位移量。顶升阶段将百分表监测到的结果设作为主要依据，各支座处均要安设1 套，指派专人监控测量，确保相关信息反馈的时效性。

（4）衔接油路设备。结合油路设计准确衔接油泵、阀体与千斤顶。各接头处均要使用紫铜垫片作密封垫，确保衔接牢固。衔接油泵的电源，将泵体油箱注满油，顶升阶段动态观测油泵箱内油量剩余情况，不可少于箱体容量的1/3[4]。

（5）顶梁与落梁。在施工准备工作整体结束后，便进入起梁的重要环节，起梁与落量应该严格遵照如下流程：①正式起梁前期，施工人员依照测算的起顶压力值的一半的顶梁力予以预顶处理，加强各个流程的检查力度；试顶目的主要是解除支撑自体的非弹性形变与沉降，使千斤顶抵达同步状态。②顶梁过程中，早期使全部千斤顶把梁体顶至要脱离墩柱的临界状态。③首个步骤中一并顶起桥台4台千斤顶顶梁，顶升高度为5mm。经检测正确无误后方可进入下一工序，循序推进，使用保护环维护各层顶。④确认其符合设计高层以后，用保护环保护梁体，降低设备故障发生率。⑤因该工程推进阶段，摘取原支座、安设新支座阶段均需耗用较长时间，故建议在使用保护环以后先卸除千斤顶压力，保护环暂时承载桥梁施加的重力。⑥卸载过程中，卸载和加载次序要相反，每次定量为5mm，然后严格检查，直到箱梁与支座两者紧凑结合，将千斤顶整体卸除。⑦均匀、缓缓推进起梁、落梁过程，始终维持协调统一，为确保落梁过程梁体的均衡性，为维持千斤顶一次回落量符合标准要求，必须确保落实度达标。

（6）拆卸与安装支座。首先，当把梁体顶升到适宜高程后，旋扭出支座并固定螺栓，先取下支座上方部分，而后取出下部分。因该项目采用环氧树脂黏结支座底端与桥墩垫石，在人力无法撬动的工况下，用氧焰加热或他类形式破坏初有支座实现拆卸。其次，在取拿出支座以后，认真检查校对支承垫石顶面，凹凸不平位置用环氧树脂或找平处理。最后，支座安设工作整体结束后，严格依照设计规程落梁，落梁前需依照设定次序略微顶起到可以取出保护环的部位，每次均拿出厚度为5mm 的保护环，落梁5mm直到支座受力，落梁以后二次检测支座与梁底接触的严实性。

4.3 更换支座的监控内容

（1）应力监控：结合理论测算结果能够发现，在顶升施工阶段，会在固结墩位置主梁截面下界形成拉应力，故应将应力观测位点布设在该位置，并将一个拉应力测点增设于主梁与桥墩固结断面位置。

（2）挠度监控：顶升施工阶段，为更有效、便捷地控制起顶量，则建议把挠度观测测点设置于主梁的下缘部位。该项目施工阶段采用4 ～5 级方式开展桥梁的顶升施工作业，该种方法能有效减少或规避临近两主梁间的位移变化量超限的情况。

（3）控制梁体、伸缩缝及其他类附属设施：于桥台伸缩缝中央及外侧分别安置一个位移观测测点，用于观测梁体是否形成裂缝，桥梁伸缩装备及其他类附属设施是否有破损。若发生反常状况，应及时探查成因，选用适宜方法加以处理。

5 结束语

桥梁橡胶支座的使用时间相对较短暂，正常投用后容易出现老化、变形，故在公路工程改建于桥梁维护过程中，及时更换支座是急需应对的现实问题之一。该施工方法主要针对有病害的支座，能快速、低成本地调换新的装置。工程实践表明，其简单易行，在工程施工、改建等诸多领域中均有较高的推广价值。