顶升梁体更换支座施工
摘要：本文以S225大路线椒江大桥引桥50mT梁采用同步顶升技术更换板式橡胶支座为背景，列举了支座病害状况，提出了同步顶升更换支座关键技术，确保结构安全性，延长桥梁使用寿命。
关键词：公路,桥梁,更换支座,关键技术
1．工程简况
1.1地理位置。S225大路线椒江大桥位于浙江省台州市境内椒江下游，距入海口约17km，与S325椒黄线、S327临前线相接，与G15沈海高速公路、G104京福线构建成台州沿海通道的基本框架。
1.2桥型结构。椒江大桥全长2587.3m，主桥主跨为430m连续梁，引桥长1538m，跨径组成：（7×30）m+（2×50）m+（62.65+100+104.7+100+62.5）m+（3×50）m+（23×30）m，桥宽19m，主桥上部结构为三向预应力变截面连续箱梁；主墩墩身为预应力空心墩身，主墩承台采用26.5m（长）×12.3m（宽）的矩形承台，承台高2.5m，为双向预应力砼，基础采用8根直径1.5m钻孔桩，桩长60m～70m；引桥上部结构分别为30m和50m预应力T梁，下部结构采用桩柱式结构。主桥采用GPZ30000和GPZ5000盆式支座；引桥30m跨采用300×350×78mm板式橡胶支座，50m跨采用400×650×92mm板式橡胶支座。
1.3支座病害状况。根据桥梁特殊检查检测报告结果，南北引桥50mT梁和30mT梁体自身没有严重缺陷，但支座病害比较严重，从抽查的13个桥墩上的182个支座来看，梁底钢板生锈，活动支座均已失去纵向滑动功能，大量支座出现剪切变形，77%的支座橡胶层侧面外凸不均匀、出现老化现象，10%的支座侧面开裂，个别支座局部脱空。因此，根据《台州市椒江大桥检测与评估报告评审会议纪要》的要求，对50m跨引桥7#～29#墩、34#～37#墩的350个支座进行更换，延长桥梁使用寿命。
1.4同步顶升技术。整体顶升桥梁上部结构的施工技术，具有在不破坏桥梁结构、不改变桥梁结构受力条件，不用在桥下搭建脚手架，不受地基、河水及交通限制的情况下，能够同步、平稳、快速、安全地整体提升桥梁的上部结构，进行桥梁下部结构拓宽、加高或更换支座等维护施工。
2．同步顶升施工流程
2.1梁体顶升方案。鉴于该桥的结构特点及交通枢纽地位，采用“交通管制，纵向逐墩、横向同步顶升梁体”的方法更换支座。即更换支座沿纵向逐一对各墩上的支座进行更换，且各墩上所有支座更换必须采用同步顶升、落梁的方式进行。同时，为保证更换支座过程中梁体结构及交通运营安全，梁体顶升或落梁施工过程中，同一桥梁上各支点必须同步顶升或落梁，必须保持各千斤顶顶升的一致性，偏差不得大于1mm。
2.2施工流程。施工准备→实行交通管制或中断交通→解除桥面连续伸缩缝等约束→搭设顶升施工操作平台→布设顶升支撑点→安装和调试千斤顶→安设百分表→安装传感器→设置油路→系统排除异常→试顶升→分级整体同步顶升梁体→设置临时支撑→调整临时支撑高度→同步实施监控→支座更换施工（取出旧支座、梁底调平等）→放置新支座→首次分级整体同步落梁至预定标高→梁底调平材料至固化后，再次分级整体同步落梁至原有标高→解除交通管制。
3.关键技术
3.1施工操作平台搭设。在桥墩盖梁两侧搭设施工操作平台，通过计算确定施工操作平台承载能力，并考虑一定的安全系数，加强横向连接，增强必要的锚固设施，确保施工操作平台稳固，并设置安全护栏，配备人员经常检查，若发现安全隐患应立即停止施工，待隐患排除后再进行顶升施工工序作业，确保施工作业安全。
3.2局部设置承压加强钢板。施工中为保持桥梁原来的受力状态，千斤顶安放位置是一个关键环节。若位置摆放不恰当，易造成桥梁因受力状态改变产生裂缝等现象，所以正确选择千斤顶安放位置，才能保证同步顶升的安全作业。在安放千斤顶处的梁板底盖梁或台帽顶面凿除混凝土表面的油污、风化层，安放1～2层厚度为20mm的局部承压加强钢板，且千斤顶距离盖梁或台帽边缘距离应大于10cm，避免应力集中现象，损坏梁体、盖梁或台帽构件，利于分散应力。同时严禁千斤顶安放在梁体封端处进行同步顶升，防止同步顶升梁体受力不均匀造成梁体损坏。
3.3.确定千斤顶数量。在交通管制或断交施工的情况下，计算每片T梁端部需要配置的千斤顶数量，还需考虑千斤顶承受最大顶升重量超过梁体支撑反力25%以上。同时，准备一定数量、性能完好的千斤顶备用，防治施工中意外事故发生。
3.4临时支撑。根据千斤顶量程和最终顶升高度，预制钢垫块临时支撑数量，按照布设临时支撑钢垫板位置，确定平面尺寸，且临时支撑面积应经局部承压计算，亦不小于支座面积1.2倍，临时支座应与梁体密帖。
3.5监控系统安全性检查。在千斤顶附近T梁底部安装位移传感器，并安装百分表作为位移辅助控制纠偏，千斤顶安放就位时，地面的同步顶升设备：计算机同步顶升控制系统、油路系统、发电机、空压机等应安装完毕，同时应至少配备两个以上专业技术人员分别检查、排除整个顶升系统及异常情况，确保整个顶升过程的安全性。
3.6试顶。主要是保证千斤顶达到同步顶升状态，在梁体未正式顶起时即可停止，并停放一定时间观测梁体顶升位置有无异常，确定顶升无异常时再逐级缓慢加载顶升。顶升过程中应分别检查顶升设备及主体结构的安全性，检查各千斤顶顶点误差、安放临时支撑，计算机自动锁定液控阀，保持油缸压力不变，并持续观察，确保正式顶升时系统及被顶升结构的安全性。
3.7正式顶升。本次顶升更换板式橡胶支座，以旧支座脱空，能取出，新支座能顺利安装为宜。同步顶升最大高度控制在10mm以内，且同一墩台上的支座间顶升高差应控制在1mm以内。确认顶升系统、临时支撑系统及被顶升结构物安全性后，开始正式顶升。本次正式顶升每级按1mm控制，每一级顶升后及时用钢垫块支撑，并与梁体密贴，直至顶升到位。临时支撑完成后，使千斤顶油路缓慢回油至零，拆除千斤顶，空出作业面。
3.8支座及关联构件的处理。梁体顶升到位后，取出原支座，检查安放支座的垫石、梁底混凝土缺角、损坏部分进行修复；对锈蚀的梁底钢板应除锈保护，锈蚀严重的应割除更换。在50mT梁底面增设不锈钢钢板尺寸：650mm（顺桥向）×700mm（横桥向）×2mm，采用结构胶填充，保证与支座底面密贴，使支座均匀承压。遇有纵坡的桥梁应设置钢制楔形垫块调整纵坡，确保支座整体均匀受力。特别对设置竖曲线墩台部位的支座应通过计算加工楔形钢制垫块尺寸，防止支座局部受力。
3.9落梁。完成调平钢板及支座安装后，检查、测量、核实各顶升参数，即可进行落梁复位作业，各千斤顶同步回油，缓慢同步落梁，使各梁同时平稳地落到支座中心上，完成顶升。
3.10动态观测。桥梁顶升过程是一个动态过程，采取分级顶升、逐步到位的方式进行顶升，随着上部结构的提升，桥面纵向偏差、立柱倾斜率、伸缩缝间间隙均会发生变化，特别是桥跨单端单墩同步顶升对另一端梁体完成支座更换时，会产生挤压、挠曲变形，应对支座进行检查、观测。同时，应对反力基础沉降、桥面高程、梁底高程、桥梁纵向位移和支撑体系观测等。所以设置一套监控系统保证桥梁运动轨迹的整体姿态，结构内力等环节，并贯穿整个顶升施工过程，确保结构安全性。
4.结束语
同步顶升技术更换支座具有不增加原桥梁荷载，施工工期短、交通影响小，节约资源、保护环境、循环经济等优点，能够大大节省工期、材料、人力、设备及费用，利于工程早日发挥效益。同时，顶升设备体积小，重量轻，便于运输和安装，能重复使用，适用于不同跨度，不同梁体结构和不同吨位的桥梁加固施工。但是，对安装支座的脱空、密贴、楔形钢垫块制作、监控量测、结构安全性要引起高度重视，确保结构均匀受力。S225大路线椒江大桥50mT梁同步顶升技术更换支座投入营运后，效果良好，有效的延长了桥梁使用寿命。
参考文献：〔1〕邬晓光，李参伟，赵彦东，《在役预应力混凝土桥梁检测与量化评估及加固关键技术》2011.11