普通公路桥梁支座缺陷的处置方法探析

汪有红 （安徽省引江济淮集团有限公司，安徽 合肥 230000）

1 桥梁支座概况

东上林桥、沈家门桥位于浙江省杭嘉湖东部平原，行政区域上属于湖州市。

在交工前自检中发现二座桥支座系统存在安装缺陷。具体情况如下：

①东上林桥：桥梁相应河道桩号为TL6+419.44处新建。桥梁上部构造采用（16+20+16）m预应力混凝土空心箱梁，下部结构构造为柱式桥墩，钻孔灌注桩基础，桥宽6.5m,两侧混凝土护栏底部宽0.5m,桥梁净宽5.5m，桥梁全长56.84m。

桥梁断面横坡为从中轴线以2%坡向两侧,桥面纵坡为4%,斜交角度为9°,桥面铺装采用12cm厚C40防水混凝土,内设间距为桥10cm×10cm的钢筋网，上铺沥青混凝土面层。

②沈家门桥：桥梁相应河道桩号为TL7+127.76。桥梁上部构造采用（16+20+16）m预应力混凝土空心箱梁，下部结构构造为柱式桥墩，钻孔灌注桩基础，桥宽6.5m，两侧混凝土护栏底部宽0.5m，桥梁净宽5.5m，桥梁全长56.84m。

桥梁断面横坡为从中轴线以2%坡向两侧,桥面纵坡为4%,斜交角度为0°,桥面铺装采用12cm厚C40防水混凝土,内设间距为桥10cm×10cm的钢筋网，上铺沥青混凝土面层。

二座桥梁支座上的楔型钢板安装不符合设计和规范要求，伸缩缝端桥板四氟支座上没有放置不锈钢板，部分支座局部脱空、倾斜、部分支座下调整用的钢板采用多块钢板及部分支座下调整用的砂浆超过5mm未采用钢板，部分支座变形。

2 支座缺陷处置要求

采用上部结构整体顶升，安装楔型钢板，并用环氧树脂与空心板梁黏贴牢固，支座校准，铁板防腐，四氟支座上放置不锈钢板，用环氧砂浆垫实支座，部分支座下调整超过5mm采用钢板垫实。

3 支座缺陷处置方案的确定

首先根据该二座桥均为单幅三孔简支结构的结构特点，二端设置伸缩缝，确定选用桥梁整体同步顶升方式。起顶设备选用，首先计算现状桥梁的实体结构抬升重量，并综合考虑相关影响因素、顶升设备的安全富余度，按不小于计算抬升重量的1.5倍作为选取顶升设备的标准。其次计算出支座的抗压弹性模量容许值（实际抗压弹性模量值已无法试验测得）及支座上部承受的最不利组合外力，得出支座可能发生的最大的压缩变形值，并适当考虑支座承载后的最大变形值，再加上安装楔型垫块和滑动钢板的厚度，对该支座最大顶升量进行控制。本工程采用PLC八点同步顶升系统控制顶升作业，顶升时对压力与行程双控制，并以板梁顶升行程为最终控制。可以有效消除边梁板（因本身自重及桥面附属设施，如混凝土护栏、分联处连接件的影响，与中梁板在顶升力上差异较大）与中梁板间的顶升力差异，有效防范由于起顶不均匀而造成桥面的剪切破坏。

4 支座缺陷处置施工

4.1 施工准备

①根据确定的施工方案，沈家门桥、东上林桥上部结构静载重量计算：中孔20m中板（12.511 ×3）m、边 板（13.036×2）m、绞缝 3.475 m共计67.08 m3或167.7t。16+16空心板梁中板 51.972m、边板 39.04 m、绞缝7.92m共计98.932m或247.33t。桥面铺装28.6 m或71.5t。防撞护栏104m共计47.7 m或119t。因此沈家门桥、东上林桥的上部结构静载重量为605.08t。实际顶升理论工作重量907.62t。详细计算见下表所示。

沈家门桥、东上林桥桥梁上部结构静载重量计算及顶升千斤顶配置表

顶升作业前，先搭设顶升工作平台，两侧桥台处支座系统在桥台靠河侧搭设一个工作平台（东上林桥0号台、3号台。沈家门桥0号台、3号台），其余的桥墩处租用船只并在船仓口铺设木板作为工作平台，平台需牢固可靠，确保施工操作人员及监控工作人员在作业时的安全。

②根据桥梁的现状，首先测量出各墩台顶面到板梁底的高差。二座桥高差都在18cm以上25cm以下。

③根据调查结果，准备了15台50t扁式千斤顶，其中12台套为起顶所用，另外3套为备用；还有40台30t扁式千斤顶，其中24台套为起顶所用，另外12套为备用。根据桥梁实际情况所用千斤顶尺寸：30t扁式千斤顶本体高度122mm，行程60mm。50t扁式千斤顶本体高度112mm，行程60mm。

顶升液压系统采用单作用脉宽控制PLC八点同步顶升系统，见图1所示。

图1 单作用脉宽控制PLC八点同步顶升系统示意图

④经过调查测量，测出各梁板支座面的横向及纵向的坡度数据，根据各数据加工的楔型钢板及部分支座下调整超过5mm空隙所采用的钢板，并且做好防腐。同时还要准备好不锈钢板、硅脂、环氧树脂、干燥的细砂。

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⑤对墩台面与板梁底部间的杂物进行认真清理、拆除支座附近和板梁周围的多余约束。

⑥千斤顶放置，桥梁中板在梁板端部接缝处放置千斤顶，边板在外腹板底放置千斤顶。在千斤顶顶、底部安放厚20mm的支垫钢板（钢板平面尺寸：150mm×150mm×20mm）。具体位置见图2所示。

图2 千斤顶安装布置图

受力计算：32×9.8×1000n/(150×150)mm=13.94n/mm小于桥梁墩台帽的混凝土抗压强度C30。

⑦顶升位移控制用位移传感器，安放在靠近板梁的根部，每个墩、台中间安装一个传感器，见图3所示；同时在两端桥台上和桥面伸缩缝两侧共设置8处位移观测点，用于观测桥台和桥面伸缩缝处的位移变化。

图3 位移传感器布置图

4.2 顶升施工

①顶升作业前，对桥梁两端进行临时封闭，联系交通部门发布禁行通告，并安排专人全过程值守，避免作业时外围车辆的误入。

②准备工作完成后，在工作组长的统一指挥下，PLC八点同步顶升系统操作人员根据操作台发出操作指令，使千斤顶全部同时顶升。等贴合压力值达到后，顶住梁底，这时顶升自动停止，并将该点位置作为同步的零点。接下来开始发出指令进行顶升，在操作指令设置中，设置顶升过程中的顶升速度，每顶升1mm为一个指令及位移变化量不得超过0.2mm，完成一个顶升指令程序后进行下一过程的顶升，同时对每次顶升进行量测，及时进行修正，而后继续下一个指令程序和顶升过程，如此循环，直到全部顶升到位，总顶升高度25mm。整个顶升过程中，安排专人随时观察梁板、桥面及附属设施稳定状况，如发现异常，立即报告工作组长，由工作组长决定是否停止顶升。

③顶升到确定的高度后，梁底安放预先准备的楔形木块及支垫钢板，进行临时支垫，支垫要求稳定牢固，支垫时对千斤顶继续稳定供油，不可放松千斤顶。

⑤对于支座局部脱空或由于梁体安装不当和梁底表面不平整所造成的支座偏压，采用环氧胶泥和楔形钢板，对局部脱空部位进行填充，确保支座处于全截面受压状态。

⑥支垫完成后，安装经防腐处理过的楔形钢板，楔形钢板用环氧树脂粘结在梁板底面。0号、3号桥台滑动支座上加装不锈钢板，不锈钢板用硅脂粘于支座上。

⑦支座更换完成后,待环氧砂浆到达规范要求强度后,方可进行落梁施工。落梁施工需按规定要求逐步进行，先拆除梁底临时支撑，然后同步缓慢松懈千斤顶，直到梁体下落就位。下落过程中，严格按操作程序进行，防止不均衡下沉，造成桥面损坏或个别千斤顶因超压毁坏。

4.3 支座更换施工注意事项

①桥梁顶升前，认真检查千斤顶的顶置部位的衬垫放置位置是否准确，严格防范顶进千斤顶直接顶升梁板底部，避免梁板的损坏。

②严格控制梁体的顶升高度，避免顶升高度过高，造成桥面及附属设施的损坏。

③顶升过程中要安排专人随时观察梁板、桥面及附属设施的变形情况，如发现异常，立即报告工作组长，由工作组长决定是否停止顶升和采取何种处理措施。

④整体顶升到位后，支座系统缺陷处置时，操作人员需使用专用工具换放支座和支垫钢板。

5 结语

桥梁支座缺陷处置，随着处置技术的不断完善，在普通公路桥梁的支座维护中得到广泛应用。通过东上林桥、沈家门桥支座缺陷的处置实施，总结了在普通公路桥梁支座缺陷处置的方法和控制要点，为今后类似普通公路桥梁支座缺陷处置或支座更换提供一点借鉴。