先简支后连续梁桥整联同步顶升更换支座技术

邹建波

【摘要】结合京沪高速公路某特大桥支座更换工程实例，阐述先简支后连续梁桥整联同步顶升更换支座的关键技术，为今后类似桥梁整联顶升更换支座提供参考。

【关键词】桥梁；整联同步顶升；支座更换

1 工程概述

京沪高速某特大桥采用42+65+42=149m悬臂施工现浇变截面连续箱梁，其余均为25m跨径先简支后连续组合箱梁（部分预应力），孔跨为：3×（6×25）m装配式部分预应力砼连续箱梁+ 3×（7×25）m装配式部分预应力砼连续箱梁+（42+65+42）m预应力变截面连续箱梁+ 7×25m+ 6×25m。下部结构为桩柱式墩台和钻孔灌注桩基础。

检查发现该桥左幅第十联超过80%的支座存在支座裂纹、严重剪切变形和严重脱空现象（图1），需对病害支座进行更换。

图1 图2

2 箱梁顶升方案

采用对左幅整联同步顶升方式，更换病害支座。在顶升过程中严格控制各墩顶升高差，横桥向相同墩顶应严格同步，纵桥向箱梁墩顶升高差控制在3mm以内，以能取出旧支座为原则。

3 理论顶升力

采用桥梁博士v3.0建立梁单元模型，理论计算各支座处支反力大小，以便确定千斤顶的型号、个数及布置方式。

位置 N1#墩（单位：KN） N2#墩 N3#墩 N4#墩 N5#墩 N6#墩

横载 活载 标准组合 标准组合 标准组合 标准组合 标准组合 标准组合

1#边板 873 444 1317 2561 2483 2494 2552 1314

2#边板 786 386 1172 2261 2414 2224 2261 1169

3#边板 786 386 1172 2261 2214 2224 2261 1169

4#边板 894 444 1338 2611 2533 2544 2612 1334

由上表可知，N5#墩4#边板最大顶升力为2612KN，每块梁下布置设置4000KN的頂升力，4000KN÷2612=1.53，满足安全储备系数1.5倍的要求。全桥：标准组合反力合计为48495KN，千斤顶顶升力为96000KN，96000÷48495=1.98，满足安全储备系数1.5倍的要求。故顶升力布置满足要求。

4 千斤顶的型号及布置

千斤顶一般在桥墩元支座两侧对称布置，并进行多占用盖梁的原有平面，减少多少平台的竖向力。在该桥每片梁下布置4个100t的薄型自锁式液压千斤顶，

每个支座外侧布置两个。

5 顶升设备技术条件

整体同步顶升时，应利用同步顶升专用设备，并采用PLC控制系统统一控制。PLC系统配备位置传感器和压力传感器来控制顶升高度和顶升力，并设有顶升高度限位装置。顶升千斤顶应有自锁装置已防止顶升过程中突然回落。

6 支座更换

6.1 试顶升

同步顶升系统调试完毕后，先进行试顶升。试顶升分两步进行，第一步以顶升力控制为主，顶到支座计算反力的50%左右，持荷5-10分钟检查顶升设备的安全性，无任何异常后千斤顶回落到原位；

第二步以顶升位移控制为主，宜将梁体顶升至脱离原支座1～2mm，检查所有支座与梁体脱开情况，同时测定梁体总重及各支座反力；检测后应迅速将千斤顶回落到原来位置，此阶段停放时间应不大于5分钟。

6.2 正式顶升

现场设总指挥，所有施工口令由总指挥下达。正式顶升时，采用分级加载，按照每3min顶升1mm的速度顺序进行，末级加压值按最终顶起量控制。当实际顶升力接近设计吨位是，放缓顶升速度，并由专人在顶升过程中试取原支座，当顶升至合适高度，支座与梁底脱离，能够去除原支座时即可停止顶升。然后安装辅助支撑，辅助支撑应可以微调，且采用机械锁定，防止松动。

在同步顶升过程中，箱梁墩之间顶升的相对高差控制在3mm内，最大顶升高度为5mm。

6.3 支座拆除及更换

为确保处理效果和施工质量，在梁体顶升到位并支撑稳定后，取出原支座，凿除破损的支座垫石，并根据原楔形块、梁底预埋钢板、新支座尺寸和垫石高度重新调整垫石和楔形块的高度。

支座垫石的处理

凿除破损的支座垫石，按照原垫石钢筋层绑扎钢筋，并立模浇筑高强早强自流平砂浆，并在垫石上顶面增设一块1cm厚正方形镀锌钢板，尺寸比支座直径大3cm。

6.4 安装新支座

同一墩台上安装的支座横向成一条直线，且到台帽中心线的垂直距离一致，最小不低于5cm；新支座安装时，尽量按照原有支座位置摆放；新支座安装好后，其顶面标高要求与原有支座顶面标高一致；新支座安装好后，其上下表面要求与台帽顶和粱底密贴。四氟滑板支座下部应设置3mm厚的镜面不锈钢板（见图3）。

图3

6.6落梁

支座安装完成后，拆除临时支撑体系，将梁体按照当时时的分级步骤同步回落，落梁时采取与顶升相同的保障措施。落梁后须保证所有支座与梁体接触密贴可靠，支座与梁底接触保持水平。如不满足要求，必须重新进行顶升纠正，顶升方法、步骤如前文所述。

7 结束语

支座更换是一项复杂、严谨的工作。先简支后连续箱梁桥支座的更换对施工技术和施工经验要求较高，必须严格统一指挥，控制相邻墩台的高差，确保结构不会因顶升受力不均衡产生次应力和次生病害。因此，施工过程中，必须严格按照施工图纸和相关技术规范、标准施工，确保顶升前后梁底标高不变，支座与梁体密贴。

参考文献：

[1]周明华、翟瑞兴，公路桥梁橡胶支座更换技术的探讨，现代交通技术，2005年3月，第3期。

[2]JTG/T T23-2008 公路桥梁加固施工规范【s】。

[3]DB 32/T 2173-2012 公路桥梁橡胶支座更换技术规程。