千米万斤 举重若轻——浅谈大规格支座维护技术

  公路桥梁是我国交通基础设施的重要组成部分。作为桥梁结构中的关键支承构件，支座被设置在梁体与墩台之间，起到承上启下的作用（类似于关节对于人体的功能），可以传递梁体作用的反力、适应桥梁位移并满足桥梁梁端转角。而随着桥梁运维时间的增长（年龄的增长），桥梁支座也出现不同程度的损伤（关节老化），有些甚至危及结构安全，一定要进行桥梁支座的维修或更换才可能正真的保证运营安全。

  本文述及的大规格支座包括竖向承载能力为65000kN的盆式橡胶支座和纵向变形量≥±1000mm的球形钢支座，由于其性能指标明显大于中小桥梁支座，决定了其养护技术方案复杂，顶升施工难度更高、潜在施工风险更大的特点，有必要对大规格竖向支座养护的关键技术进行阐述和总结。

  3.四氟板磨损、失效：受限于原材料耐久性影响,四氟板出现挤出、过度磨耗,导致梁体局部偏压，出现支座钢对钢摩擦的情况。

  根据病害情况、施工难易程度、工程建设价格等考虑，一般采取两种处置方式：第一种为整体更换。即将旧支座取出后，更换新制作的新支座（新工艺、新材料、耐久性更好）；第二种则为现场维修。在同步顶升后更换新四氟滑板，需考虑现场维修过程中使用临时支撑，并对其他构件做现场养护。

  某主跨为165m预应力混凝土连续箱梁桥，于2001年建成通车，其主墩采用QPZ65000盆式支座，支座型号包括纵向、双向、横向和固定四类，单个支座重量达15吨。

  该桥因支座出现滑动受限和异响明显（钢对钢摩擦）的情况，拟对其进行顶升更换维修。

  由于建成年代比较早远，支座锚固螺杆均未设置套筒，且主墩净空空间存在限制，主要技术难度在于千斤顶的布置、既有支座的拆除和新支座的固定安装等。

  受限于现场主墩空间，为便于施工（施工空间充足）、满足利用原墩顶主梁横隔板、便于千斤顶临时锁定空间等要求，布置如图4。

  受梁体纵向位移影响，原预埋钢板存在与千斤顶碰撞风险。为保证顶升有效，需对梁底进行调平，调平高度与预埋钢板外露高度持平，找平后在底面设置不锈钢板+双层四氟板，满足梁体纵向位移。

  因墩顶存在局部错台、局部混凝土松散的情况，在千斤顶布置前需对错台部分进行现场墩顶调平，凿除松散混凝土20～30mm，采用结构胶进行调平，保证千斤顶顶升安全。

  支座的取出和新支座安装均受现场上下螺杆外露长度的影响。理想状态是梁体整体抬高，高度至少要达到上、下螺杆外露长度之和（上螺杆至梁体底面、下螺杆至垫石顶面），需要将全桥梁底同步顶升40cm以上。若考虑此顶升高度，因现场无法实施，则一定要采取封闭桥梁的交通组织方案。

  受原梁底预埋钢板限制，上螺杆无法增设套筒，更换新支座必须利用原上锚固螺杆。同时为控制顶升高度，本次采用旧支座分体取出，新支座分体安装的方案。

  将旧支座分体取出，再将新支座分体安装，当新支座上下构件就位后，安装限位挡块。

  对原下螺杆位置混凝土进行局部凿除，切割原螺杆部分。套筒下半部分与原螺杆相连，上半部分则与新螺杆连接，套筒周边设置焊接钢筋，与原混凝土梁体钢筋焊接。

  将固定支座拆除，在安装前可将前后支座更换完成并临时锁定后进行。固定支座安装好后，将临时锁定解除。

  某大跨钢箱梁斜拉桥已投入运营超过12年，采用球形钢支座，其竖向承载能力最大值为17000kN，纵向允许变形为±1000mm。该桥支座存在平面滑板剩余磨耗较低、滑动面钢对钢摩擦和钢构件锈蚀等状况。鉴于支座原钢构件功能完好，具备重复利用的功能，从经济合理的角度考虑，在进行顶升后，对支座钢构件实施维修保养，并更换滑板材料。

  该桥梁支座的顶升维护具有“柔性”梁底（钢箱梁底板刚度低）、大吨位、大位移和现场保养等技术特点。

  钢箱梁底板板厚较混凝土箱梁小很多，其结构刚度则远小于混凝土梁，如果采用千斤顶直接顶升钢箱梁的方式，因千斤顶位于梁底顶升力较大且集中，易造成钢箱梁局部受力不足以满足结构承载力要求，而产生局部梁底变形。

  为保证顶升安全，可选用千斤顶+顶升分配梁的方式。将顶升分配梁布置于支座横桥向两侧及纵桥向横隔板位置（横隔板具有承受支座局部荷载、分散支座反力的作用），并保证顶升过程中分配梁始终顶升在横隔板位置，以满足最大纵向位移要求。

  旧支座拆卸后，需在现场做维修保养工作。整个维养周期较长，若在维修保养期间全部利用千斤顶+顶升分配梁的方式来进行临时支撑，有可能会出现个别千斤顶失效，导致临时支撑系统失稳，危及主梁安全。为防止此情况，在维修保养施工期间，应当设置通用支座代替原支座，起到临时支撑的作用。

  涂装选用单涂层刷涂体系，一次性成膜厚度400um。涂料可使用无溶剂改性环氧纳米级重防腐涂料，达到现场操作的环保、安全性要求，涂层体系附着力不低于3MPa。

  在传统桥梁支座更换中，需要对顶升力、顶升高度进行监控，主要强调顶升安全和同步性。而大规格支座的顶升监控，还应当对主梁变形、关键截面应力和索力等进行监控，根据计算分析情况设定各预警值。

  普通桥梁支座更换验收一定要满足《公路工程质量检验评判标准》（JTG F80-1-2017）规范的要求，更换后梁体标高要求与支座更换前一致；大吨位支座顶升更换后验算，则受限于梁底标高测量、支座压缩变形和顶升精度控制等，落梁后标高的控制要求也有所不同。

  针对大规格竖向支座的养护维修，项目团队当前已经成功完成多座悬索桥（主跨＞1000m）、斜拉桥（主跨＞600m）和预应力混凝土连续梁桥（主跨＞150m）的竖向支座顶升养护工程，支座竖向承载能力最大值可达到65000kN。

  大规格竖向支座通常应用于跨江跨海等重要桥梁。开展此类支座养护关键技术探讨研究和实施，有利于指导支座维修养护工作，从而可提高结构安全与耐久性能，降低桥梁运行风险，并获得良好的社会效益。

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