浅谈淮安大桥侧向限位支座更换监控技术

李天敢

摘 要：通过淮安大桥侧向限位支座更换过程，重点介绍特大型桥梁侧向限位支座更换监控方法。为同类型桥梁的维修加固提供参考。

关键词：桥梁 支座 更换 监控

中图分类号：U442 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0045-01

1 工程概况

淮安大桥是江苏省淮徐高速公路上的一座特大型桥梁，桥梁全长2062 m。主桥跨径：152 m+370 m+152 m。为双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，索塔采用“H”型结构。为了防止主桥上部结构在横向风动、地震等的影响，在索塔和主梁之间设置了横向限位支座，以防止主梁在运营期间发生过大的横向变形，影响主梁的正常使用。

2 病害成因

为方便描述，对淮安大桥四个侧向限位支座进行编号，如图1所示。

2.1 施工方面原因

该桥侧向限位支座原设计支撑条为8 mm厚的钢板条，但在施工时将钢板厚度调整为2 cm。由于支座上下均有2 cm厚支撑条，侧向限位支座将彻底失去竖向滑动的能力。

2.2 设计方面原因

淮安大桥原设计在侧向限位支座上、下方均设置了8 mm厚的支撑条，该支撑条限制了支座的竖向变形，但是主梁在荷载作用及温度作用下必然会出现相对索塔的竖向位移，该竖向位移受到支撑条的限制，产生的附加内力可能会使支撑条脱落进而达不到支撑橡胶支座的作用。

2.3 运营期间的影响

该桥已通车使用8～9年，在使用过程中受到活载、温度以及风荷载作用等均可能使梁体发生横向移位或者转动，使支座受力不均，在纵桥向往复伸缩的影响下，支座在顺桥向滑出。

3 处治方案

3.1 更换橡胶支座

现场四处侧向限位支座均出现老化开裂的病害，故借本次病害专项处治的机会对原四处侧向限位支座均进行更换。

3.2 对构造进行优化处理

原设计构造具有一定的缺陷，能够满足梁体相对索塔纵向伸缩的需要，但是限制了梁体的竖向位移。本设计在原设计的基础上进行一定的优化，使梁体相对索塔纵向和竖向均能达到自由变形的要求。

3.3 支座垫石修复

采用环氧结构胶批嵌的方法对支座垫石进行修复，提高其耐久性。

3.4 施工过程侧向支撑设计

在不中断交通的情况下施工，当侧向限位支座被取出后，相应的主梁在该位置处为无侧向限位装置的状态，为避免主梁发生横向位移，在侧向限位支座拆除前采用千斤顶横向支撑主梁，起到临时侧向限位的作用。

4 顶推监控

4.1 测点布设

在侧向限位支座纵桥向两侧千斤顶位置处设置了主梁横桥向平面位移监测点，在主塔横梁截面主梁箱梁底面设置了主梁竖向位移监测点，在支座纵桥向两侧预埋钢板旁边设置了主梁纵桥向位移监测点。

4.2 试顶推监控

在进行正式的顶推之前，对27-2支座进行试顶推以检验顶推系统和监控设备的性能。从试顶推结果可以看出，试顶推最大吨位为5 t，顶推过程中横桥向位移几乎没有，顶推吨位最大为单个千斤顶5 t，四个千斤顶吨位基本一致，由于控制界面反映的顶推力只能以整数出现，因此，可以认为2号控制点的负载吨位满足设计要求，即相邻千斤顶吨位差异小于0.5 t，在监控要求的范围内，试顶推同步性较好。同时顶推设备和监控系统性能都非常稳定，能够完成同步顶推及其监控工作。

4.3 顶推监控过程

4.3.1 千斤顶顶推过程监控

顶推分两级进行，每级为单个千斤顶10吨，总吨位为40 t。在顶推单个千斤顶达到20 t，总吨位达到80 t后锁定顶推设备，保持油压稳定，起到临时支撑作用。从顶推结果可以看出，顶推过程中施加顶推力后横向基本没发生位移，读数在小于0.1 mm范围变动，主要原因是在行车荷载的作用下，百分表指针出现微小跳动，满足设计上保证主梁在千斤顶施顶过程中不发生横桥向水平移动的要求。

4.3.2 千斤顶吨位监控

从顶推结果可以看，四个支座顶推过程中各控制点负载吨位基本一致，满足设计上保证顶推吨位差异小于0.5 t的要求，符合监控要求，说明顶推未引起大的附加内力，塔、梁始终处于安全受力状态。

4.3.3 主梁横向自由复位位移监控

旧支座拆除后卸除顶推力，维持梁体一侧自由状态30 min，以便主梁进行横向自由复位。期间每隔10 min记录横桥向位移值，监测主梁横向自由复位情况。从观测结果看，支座拆除顶推力卸除后横向基本没发生位移，读数在小于0.1 mm范围变动，主要原因是在行车荷载的作用下，百分表指针出现微小跳动，可以初步判断主梁在支座拆除无约束自由状态下，没有发生横桥向自由复位位移。

4.3.4 主梁竖向位移监控

从在主塔横梁截面主梁箱梁底面设置的主梁竖向位移监测百分表的读数来看，随着正常行车荷载的作用，百分表读数一直跳动，在2 mm范围内变化，说明主梁在竖桥向发生了约2 mm的位移。

4.3.5 主梁纵桥向位移监控

从在支座纵桥向两侧预埋钢板旁边设置的主梁纵桥向位移监测百分表的读数来看，随着正常行车荷载的作用，百分表读数一直跳动，在7.8 mm范围内变化，说明主梁在纵桥向发生了约7.8 mm位移。

4.3.6 温度监控

对于温度的监控，从顶推开始到千斤顶压力卸除，在监控工作期间，每天的早、中、下午和晚上都进行了两小时一次的温度观测。

5 顶推力卸除监控过程与分析

从顶推力卸除监控结果可以看出，顶推力卸除后主梁横桥向没有发生位移，梁体恢复顶推前状态，梁体内并未产生附加内力，符合设计和监控的要求。

对于最终千斤顶吨位负载情况，顶推力卸除后，各个控制点基本达到零吨位状态，符合监控要求。

6 结语

本次淮安大桥侧向限位支座更换工程，在从侧向支座顶推开始到新支座安装结束后整个过程中，通过对千斤顶顶推力、横桥向位移监测，成功保障了整个施工过程中主梁的受力安全。施工完成后，原有的支座病害情况得到了有效的处治，达到了预期的效果，同时也满足支座更换的设计要求。endprint