试谈桥梁工程橡胶支座的更换方案

橡胶支座在桥梁上的应用已有60年左右的历史，支座是桥跨结构的支承部分。它的作用是将桥跨结构的支承反力传递给墩台，并保证桥跨结构在荷载作用下能满足设计要求的变形。在经过长时间的使用后，难免会出现不同程度的磨损，如高温后剪切变形、裂缝或裂纹、破损、偏位等，这样的支座就必须及时更换。本文浅谈橡胶支座的更换方案。

桥梁是公路的重要组成部分，桥梁的养护、维修的好坏直接影响到公路交通行车的安全与畅通。中国的经济高速发展，公路交通量也日益猛增，运输车辆的载重量加大，缩短桥梁的使用寿命，从而公路桥梁的养护，维修要做到及时、准确。在桥梁结构中，支座是桥梁结构中一个特殊而重要的部件，连接桥梁上、下部结构的传力装置，承担着传递上部结构的支承反力和保证结构在活载、温度变形、混凝土收缩、徐变等因素下的自由变形。桥梁支座是桥梁的维修和养护就是关键之一，对已经出现问题的桥梁支座，要及时进行更换，以延长桥梁的使用寿命。

一、工程概况：

杭金衢高速公路金华段一座混凝土桥梁，支座保护层已开裂、剥落、钢板外露，已影响到桥梁的使用安全，为了保障该桥的正常运营，现要求对该桥出现病害的支座进行全部更换处理，进行支座更换，桥梁上部结构是预制T型梁，桥梁全长180m（25m*3+30m+25*3m），每片梁重约64t、81t，支座是橡胶支座。

二、支座更换方案

首先根据该桥梁的结构特点，左右幅为分离结构，更换时可左、右幅分别进行操作。同时考虑该桥面结构为整体现浇结构，为避免分别起顶对桥面板的剪切破坏，应采用同时起顶方式。起顶所用的设备应综合考虑各种不利因素的影响，取用计算抬升重量的1.2倍以上作为选取设备的依据。其次根据支座的形状系数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），计算支座上部承受的恒载外力值与活载外力值，得出支座可能产生的压缩变形值，并适当考虑支座压溃后的变形增大值，作为控制该支座最终的起顶量的控制值。为了避免在桥台及桥墩分联处的起顶可能对固结墩处主梁的损坏，在起顶前，首先根据预估的起顶量，计算出固结墩处主梁可能产生的下缘拉应力值，计算的拉应力值应小于该标号砼的允许拉应力值，并作为起顶过程的控制值。确定千斤顶的起顶位置，并对该位置进行局部承压计算，以保证局部承压面的安全性。

三、施工工艺

支架搭设。在箱梁桥墩处两侧横桥向搭设能承受桥面重量的钢架，要求钢架上能放置5台100吨千斤顶。

施工平台搭设。搭设脚手架工作平台,平台面距梁底1.7m,平台宽1.6m沿盖梁通长搭设,面铺木板并绑扎牢固、安全可靠。

桥墩、台顶面及箱梁底面检查。检查桥墩、台顶面及箱梁底面，尤其是需要搁置千斤顶和支撑垫块处。要求此处混凝土面无破损，平整。顶升千斤顶采用的扁顶，T梁处桥墩扁顶设置在墩顶、台顶面之间，不需专门搭设反力支架。箱梁处桥墩千斤顶设置在反力架顶与台底面之间。

千斤顶及垫板安装、对中。YBD100顶放置在T型梁底与桥墩、桥台或临时钢支架之间，并将活塞朝上,然后在千斤顶底部和顶面垫好承压钢板以增加局部受力面。

级同步加压顶举梁幅到位及更换新支座：①斤顶与油泵油管接好，检查无误后,等待指挥信号发出。在顶举过程中采用一人一机一顶同步测量、同步顶升的施工方法。设置一名指挥长，统一指挥各油泵操作员。指挥长用高音喇叭或对讲机下达指令,油泵操作员开动油泵，缓慢将梁顶起，以每3mm为一级，千斤顶到达设定高程时停顿,由监控人员将位移值报告给指挥长。等到每台千斤顶都到达同一高程时,再由指挥长向油泵操作人员发出下一级操作指令，重复上述步骤直至将箱梁顶起至所需高度。②用支撑钢垫块临时支撑箱梁,保证每块垫板稳固,并且支垫到位,保持千斤顶油压。③原橡胶支座,用新橡胶支座予以更换。新支座安装时，支座位置按十字中心线对中，纵横向误差在允许范围之内。

级卸压同步落梁。座更换验收合格后,将顶升千斤顶缓慢卸压落梁到位。落梁时,注意避免碰撞支座,以保证支座位置。降落时,亦按顶举时同一步长步阶缓慢降落,有利于梁就位准确且与支座密贴;若梁就位不准确或与支座不密贴,应报监理和有关单位代表,查明原因,采取有效措施予以纠正后,重新调整。

四、确保桥梁结构安全的措施

更换桥梁支座总的指导思想为用千斤顶将梁顶起安放在临时支座上，等新支座复位后，再使梁彻底复位。但是由于梁顶起的同步性不易控制,本次更换支座的难点在于如何确保桥梁结构安全，因此，根据这一技术难点我们制订以下相关的技术措施。

（1）证顶升时梁体混凝土局部不受破坏。因为梁体（幅）的自重相当大，则要求必须具有大吨位的千斤顶才能使梁体顶起来，当局部单位面积上的顶升力大于混凝土的抗压强度，则对混凝土造成局部压碎。因此根据这一特点，我们在千斤顶上下各设置一块钢板，保证单位面积上的顶升力小于混凝土的抗压强度。

（2）保证顶升时梁体因局部应力突然增加而不受破坏。顶升时，当梁体因局部应力的突然增大，造成应力集中现象当应力释放时，则会在梁体薄弱环节造成对梁体的破坏，结合这一

专为更换支座设计特点，应对总的顶升量分割成几级小的顶升高度来完成，每一级提升量到位后用垫块垫牢。

（3）防止梁体因纵向位移过大而导致梁体破坏。虽然顶升的梁体都是T型梁,但T型梁上还有桥面铺装层,桥面可视为半刚性组合连续梁;所以顶升高度必须控制在梁体允许变形范围之内。在一般情况下T梁顶升高度约10~12mm,才能进行支座更换。即桥墩处的梁体竖向位移量约10~12mm,本桥是否在允许范围之内,请设计院计算审核。如桥面铺装层在顶升前先行打掉，顶升时梁体变形则相对容易控制。对于有的桥梁作过垮间混凝土连接的，则需连续的几跨同时顶升。

（4）防止梁体横向位移而导致失稳破坏。为防止梁体在顶升过程中发生横向位移，如有必要则应在墩顶两侧设置防侧移的限位装置。

（5）建立观察系统。本次顶升，系统较单一，力学模型简单直观，所以不采用应力应变仪监测，拟采用一人一机一顶同步测量位移,同时派两名技术人员在顶升过程中对梁体进行观察，一旦发现问题立即通知停止顶升，待问题解决后再继续进行顶升。

五、支座更换注意事项

（1）在整个顶升、落梁施工过程中，必须跟踪监控，且在顶升和落梁的过程中，千斤顶须缓缓上升和下降。采用拼积木方式（拆垫与步阶等厚钢板），以3mm为活塞行程步长，3mm为一个控制步阶，逐步顶升与降落梁体，以控制操作同步。

（2）顶举时按先顶后支,落梁时按先拆后降的原则。这次用扁千斤顶技术进行支座更换，不仅成功地完成了对该桥支座的现场处置，而且整个施工过程始终处于受控状态。该桥的顺利施工，也表明了我们的施工方法和施工控制技术的可行性。随着旧桥加固改造的步伐加快，一些主梁尚好的桥梁仍需利用，桥梁支座的更换就迫在眉睫，而支座的整体更换施工就大有市场。

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