高速公路橋梁支座更換的新方法探討

趙寶栓

【摘 要】由于高速公路橋梁的運(yùn)營效率高，因而對其穩(wěn)定性、安全性等方面的要求也更為嚴(yán)格 。為了不斷加強(qiáng)其在動、靜荷載當(dāng)中的穩(wěn)定性，不斷發(fā)揮其運(yùn)營功能，本文將從其橋梁支座更換的方法入手，探索出一條與當(dāng)前支座更換方法相一致的路子，為橋梁支座的更換提供一套既節(jié)省經(jīng)費(fèi)且簡便的更換方案。

【關(guān)鍵詞】高速公路橋梁支座 更換方法

【中圖分類號】 U412.36+6【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B【文章編號】1672-5158（2013）07-0307-01

在高速公路橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)中，支座是下部結(jié)構(gòu)及橋梁上的連接點(diǎn)，它的作用就在于把上部結(jié)構(gòu)當(dāng)中的荷載安全、順適地傳遞至橋梁墩臺當(dāng)中去，與此同時(shí)，還要確保上部結(jié)構(gòu)在混凝土收縮、溫度及荷載的變化情況之下，可以實(shí)現(xiàn)自由變形，確保實(shí)際受力狀況與計(jì)算圖式相符合，并還要保證墩臺帽梁、梁端不受損害。傳統(tǒng)橡膠具有安裝便利、造價(jià)低廉等特點(diǎn)因而被廣泛用于市政橋梁與公路當(dāng)中，而由于高速公路橋梁有的運(yùn)營時(shí)間較久，受到不同外界環(huán)境的影響，它們普遍存在著支座鋼板銹蝕、橡膠自身老化等常見問題，致使梁板受力體系改變且伸縮受到一定限制，加重了梁板裂縫、墩臺位移等后果出現(xiàn)的概率。因此，為了確保高速公路橋梁的安全，必須加大對支座更換及維修的力度。而如果按照新建橋梁支座時(shí)的安裝程度來進(jìn)行檢修，那么就會加大工程量，影響預(yù)算經(jīng)費(fèi)及交通暢通。為了解決這一現(xiàn)存矛盾，本文將提倡運(yùn)用同步頂升的更換原理，引入特制的扁千斤頂來達(dá)到更換橋梁支座的目的。為橋梁支座的更換提供一套節(jié)減且簡便的更換方案[1]。

一、分析同步頂升概念原理

這個(gè)概念最早來源于更換連續(xù)橋梁支座。由于這種模式的結(jié)構(gòu)是超靜定結(jié)構(gòu)，這將重新分配連續(xù)梁體結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，從很大程度上影響著結(jié)構(gòu)自身的受力狀態(tài)。因此，工程人員認(rèn)為，如果引入頂升設(shè)備，那么就可使梁體得到同步提高，則不會影響到橋梁受力。在這里，同步頂升的方法大致有三個(gè)方面的分析：第一，橫向、縱向均同步。這種方式大多用于具有較寬橋面的連續(xù)梁，大多運(yùn)用組合式結(jié)構(gòu)或現(xiàn)澆單箱多室箱，對小箱梁、T 梁等預(yù)制構(gòu)件運(yùn)用一般的先簡支后連續(xù)的方法，使其可以連接成連續(xù)性結(jié)構(gòu)。第二，縱向同步。此種模式主要針對的是較窄橋面的連續(xù)箱梁，由于此類箱梁具有整體良好的性能，因此，更換此類結(jié)構(gòu)主要考慮的地方就在于是否縱向同步，減少對梁體的破壞率。第三，橫向同步，這主要針對的是不同結(jié)構(gòu)的橋梁運(yùn)用不同的更換方法，特別是由許多構(gòu)件所拼裝面成的傳統(tǒng)簡支橋梁。由于這種結(jié)構(gòu)從橫向上來講實(shí)則是一種具有連續(xù)性的結(jié)構(gòu)，因此從橫向上來看，必須保持同步狀態(tài)。在這里必須指出的是，不管哪種更換措施，首先一定要考慮其受力模式，只有如此，才能找準(zhǔn)更換措施[2]。

二、運(yùn)用扁千斤頂組進(jìn)行支座更換的措施分析

支座更換的第一步就是卸掉支座原有的工作荷載。但一般方法都存在許多缺點(diǎn)，而如果引入既有下部結(jié)構(gòu)來實(shí)施頂升則不是一個(gè)非常好的思路。一般而言，蓋梁與梁體之間的間距大概是15cm，起重設(shè)備難以安放入內(nèi)。要解決這一問題，液壓扁千斤頂組應(yīng)運(yùn)而生，它是一種針對頂梁換支座而新近開發(fā)的專用設(shè)備，其主要的設(shè)備配置包括：高壓泵站、高壓油管、液壓頂?shù)?。此系統(tǒng)運(yùn)用一組具有并聯(lián)特質(zhì)的扁千斤頂來達(dá)到控制各千斤頂位移一致的目的。且由于其尺寸偏小，可以滿足施工空間的要求，因此，液壓扁千斤頂組能夠載蓋梁上起頂，一般適用于頂升間隙較小及空心板梁頂升的物體。

三、高速公路橋梁支座更換的新方法

本文將以一座具有2孔16 m長度跨徑的高速公路橋梁支座更換為事例，論述其更換的具體方法。

項(xiàng)目簡介：此橋交通繁忙且為簡支梁橋，其跨徑組合共計(jì)是2 孔 16 m，橋梁上部共計(jì)12塊空心塊，每塊板端安放2個(gè)支座?？招陌鍐纹簩挒?.99m，支座斷面運(yùn)用的是兩箱室結(jié)構(gòu)，其中腹板厚 8cm、外腹板均厚10cm，。支座為橡膠支座，其墊石高 10cm，尺寸為10厘米×10厘米×3厘米，此橋通車已達(dá)14年。

病害程度檢測：在進(jìn)行檢測之前，要根據(jù)橋梁竣工圖紙對其存在的支座編號，并在此基礎(chǔ)之上繪制出支座分布圖。依據(jù)圖紙對不同的支座情況給予病害程度分析，以決定是否將支座進(jìn)行整體性更換。

支座數(shù)據(jù)選擇：橋梁經(jīng)檢測，發(fā)現(xiàn)中墩的大部分支座存在脫空竄動、開裂、老化變質(zhì)等病害，須對中墩48塊支座進(jìn)行更換。在具體施工之前，要根據(jù)橋梁的梁板受力分布對其進(jìn)行力學(xué)方面的分析梁板局部受力、橫向受力是考察重點(diǎn)。

施工實(shí)施與更換監(jiān)控：第一：前期準(zhǔn)備事項(xiàng)。（1）在橋梁墩位之處設(shè)立可供操作的支架平臺。水中墩位可運(yùn)用懸吊腳手架；干坡地段運(yùn)用支架方式。支架搭設(shè)必須保證其穩(wěn)定性與強(qiáng)度與要求達(dá)標(biāo)，確保施工安全。（2） 位移控制設(shè)備的安裝。在橋梁支座的每塊梁處安裝一個(gè)百分表，使其全部產(chǎn)生出一個(gè)共同的初始值，從而檢測橋梁梁體自身的升高與位移情形。初始值大約為7 mm， 相鄰的兩個(gè)梁體頂升高理應(yīng)控制在1mm之內(nèi)。第二：更換過程。（1）在橋梁單跨橫向當(dāng)中的各梁端頭腹板之下安裝一個(gè)千斤頂并用鋼板墊平。（2）科學(xué)安排油泵等相關(guān)設(shè)備，并同時(shí)與高壓油管相接。（3）開始頂升，對安裝的千斤頂進(jìn)行供油，壓強(qiáng)、流量都要緩慢性增加。且供油量達(dá)到85%時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉閥門、停止供油。一切正常的情況下，再行供油。全面檢查觀察標(biāo)尺等再進(jìn)行整體頂升，速度控制在3mm/min之內(nèi)，頂升進(jìn)行的過程理應(yīng)是由慢到快的，且要隨時(shí)檢查油量的升高位移植 ，及時(shí)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。（4）在不同梁端千斤頂進(jìn)行保護(hù)墩的設(shè)置，且應(yīng)隨頂升的升高而同時(shí)升高，如果停止工作之時(shí)應(yīng)立即楔緊，確保頂升的安全性。在進(jìn)行頂梁之時(shí)，千斤頂理應(yīng)分級、緩慢加載，每5Mp為加載檔次，如果梁體升高與設(shè)計(jì)值相一致時(shí)，應(yīng)停止加壓并隨之進(jìn)行穩(wěn)壓的處理。頂梁過程中必須對梁體的縱、橫向變形監(jiān)控，在這里，同一蓋梁之上兩塊相鄰板梁之間的位移差不得超過1mm。（5）在一切準(zhǔn)備就緒之后，當(dāng)梁體頂升高度達(dá)到可以更換支座之時(shí)，將支座處的千斤頂閥門閉合。立即更換存在損壞的支座，為了確保交通順暢，不得同時(shí)進(jìn)行多個(gè)支座的更換。（6）運(yùn)用工具將需要更換的支座取出，并將新的支座用專業(yè)工具安放在原支座處，所有新更換支座必須同原支座相一致。（7）將理應(yīng)更換的全部支座更換到位之后，再打開閘門，取先前安裝的保護(hù)墩，將梁體落座與頂升程序類似[3]。

最后，由于各類原因，高速公路橋梁支座損壞現(xiàn)象在所難免，由此更換也是重要工作之一。而實(shí)行嚴(yán)格的現(xiàn)場監(jiān)理、謹(jǐn)慎的施工步驟與嚴(yán)謹(jǐn)支座更換方案無疑可以延長梁體壽命，在進(jìn)行支座更換的過程中，我們也理應(yīng)貫徹這幾種方針，只有如此，才能達(dá)到節(jié)約人力資源與橋梁資源的目的，達(dá)到橋梁可持續(xù)化的運(yùn)營。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬海君. 頂升更換支座施工技術(shù)在既有高速公路橋梁改造中的應(yīng)用Application of Lifting Replacing Support Construction Technology in Reconstruction of Existing Expressway Bridge，[J]， 城市道橋與防洪 ， Urban Roads Bridges & Flood Control， 2011年09期

[2] 申瑞君. 加強(qiáng)道路用交通產(chǎn)品質(zhì)量管理 確保交通建設(shè)和運(yùn)輸源頭質(zhì)量Enhancing the Management of Traffic Product for Road so as to Insure the Quality of Traffic Construction and Transportation Headstream，[J]，交通標(biāo)準(zhǔn)化 ， Transport Standardization， 2009年12期

[3] 張國栓. 大廣公路蒙冀界至承德段高速公路設(shè)計(jì)質(zhì)量控制要點(diǎn)研究Main Points of Design Quality Control of Section from Adjacent between Inner Mongolia and Hebei to Chengde of Daqing-Guangzhou Expressway，[J]，交通標(biāo)準(zhǔn)化 ， Transport Standardization， 2010年15期