刚构桥盆式支座更换技术

刚构桥盆式支座更换技术 

高文波（武汉二航路桥特种工程有限责任公司） 

摘要：通过广州某大跨度刚构桥更换4000KN 盆式支座的实例，详细说明盆式支座更换技术。

 关键词：刚构桥；盆式支座；同步顶升；绳锯；更换

 1 工程概况 

广州某大跨度刚构桥（86m+160m+86m）进行维修加 固施工，由于桥梁加固增加了结构重量，边墩单支座反 力达到3800KN， 超出原支座设计承载力（3000KN） 26.7%，需对边墩支座进行更换,将GPZ3000KN 盆式支座 更换为GPZ4000KN 盆式支座。通过同步顶升系统将梁体 顶起15mm（由于是刚构桥，顶升高度很小，设计规范最 大顶升高度为15mm），取出原盆式支座，用绳锯切割原 支座垫石，用环氧材料找平新垫石并固定新支座，然后 梁体归位。

 2 施工过程 

2.1 主要施工设备 主要施工设备有超薄液压千斤顶（吨位为 1000KN）、电动高压油泵、绳锯。 梁体顶升选择电动液压泵站32 点顶升系统，32 点 顶升系统使用一台电动泵站，多个分配器及调速截止阀 和特殊的薄型千斤顶可实现同步提升功能。 液压泵站：电机功率2.2KW、工作压力70 MPa、低压 流量7L/min、高压流量1.5L/min、油箱容积80L。 液压顶：最大顶升力1000KN、工作行程16mm、本体 高度96mm、伸展高度112mm、本体外径180mm。 绳锯：采用喜利得D-LP32 型液压金刚石绳锯，设备 轻巧，切割效率高、功率大、易操作、环保。

 2.2 千斤顶、临时支撑数量及布置 在梁体顶升施工中，同步顶升系统相邻千斤顶之间 的高差不超过0.5mm。箱梁单支点重量在4000KN 以下， 为确保施工安全系数在每端盖梁上放置16 台千斤顶（2 个支座旁边各放8 个1000KN 的千斤顶），共用一台电动 油泵，单个顶为100t,以保证顶升施工同步联动进行。 临时垫块采用直径Ф325mm×8mm 钢管8 个，钢管 上下口与10mm 厚钢板焊接。临时垫块、千斤顶均为2 排，进行交叉摆放，同时在两台千斤顶中间安放行程为 30mm 的百分表，顶升高度控制在设计15mm 以下。 正式顶升前进行试顶：千斤顶安装完毕后，待临时 支撑稳定后，即可开始试顶；试顶主要是为了消除支撑 本身的非弹性变形，在主梁还没有正式顶起时即可停 止，并停放约一小时进行观察无任何变化后即可进行整 体顶升。

 2.3 支座更换施工流程 盖梁表面清理→安装临时支撑及千斤顶→整体顶 升→进行临时支撑→千斤顶回油→拆除原支座→切割 支座垫石→修补找平垫石、安装预埋钢板→安装新支 座→千斤顶顶升→拆除临时支撑→梁体归位。

 2.3.1 安设千斤顶、临时支撑 清除盖梁顶面垃圾，安放千斤顶及临时支撑，千斤 顶上下均设置钢垫板，防止对砼局部造成破坏。准确量 取盖梁顶至箱梁底板下缘的距离，按照高度加工临时支 撑，确保临时支撑顶面至箱梁底板距离不超过10mm，方 便顶升施工。 

2.3.2 整体顶升 由于桥梁为刚构桥，设计要求整个顶升高度不超过 15mm，对顶升的设备要求相当的高，综合考虑采用精密 的同步顶升系统，顶升过程中，各顶的高差严格控制在 0.5mm 范围内，全程采用百分表监测梁体顶升位移情 况。及时检查整个千斤顶间百分表升量高差，若高差超 过控制值时，必须进行适时调整后才进入下一个顶升周 期，达到同步顶升的目的。 起顶前，将千斤顶及临时支撑用薄钢板垫实，将间 隙尽量控制在1～2mm 以内。顶升过程中梁每升高5mm 为一步，每步顶升高程与油压进行观测，同时在临时垫 块上加放一块5mm 的钢板，然后千斤顶回油，让梁回落 在临时垫块上，注意千斤顶顶升及回油过程中保持缓慢 均匀。 起顶时梁每升高5mm 就加垫一块钢板，同时用百分 表加强监测控制，确保每个千斤顶的顶升高度相同。 千斤顶放置在支点位置，由专人指挥，统一发令。千 斤顶由油泵控制，油泵控制16 台千斤顶，每个支座专人 负责，随时监控千斤顶伸长值，保证每个千斤顶的顶升 高度基本保持一致，误差控制在0.5mm 以内。

 2.3.3 顶升时的监控措施 用百分表监控梁体位移，百分表设置在盖梁顶面， 同时在箱梁侧面及支座垫石侧面作标记观测确定梁体 顶升高差。观测人员要随时与油泵操作人员保持密切联 系，指导操作人员进行操作。

 2.3.4 支座拆除 箱梁顶升到位后，用薄钢板塞紧临时支撑，确保梁 体底部和临时支撑接触紧密。临时支撑稳定后，千斤顶 缓缓回油，避免千斤顶处于长时间的高应力状态。 用氧割割除盆式支座上盖板四周的螺栓，用手动葫芦取 出支座上盖板。

 2.3.5 垫石切割 由于更换后的支座高度增加以及在垫石顶面增加 连接钢板，为保证箱梁高程不变，需对垫石进行凿除。箱 梁底下空间不足300mm，垫石的尺寸为1000×800mm，采 用普通的凿除工具很难对垫石全断面进行凿除，满足设 计要求，经过多方比较采用绳锯能很好的达到降低垫石 高度的要求。用绳锯切割时，在支座垫石四周做好高度 标记，用切割机切槽，并在四周安装定位导向轮，尽量控 制绳锯切割垫石顶面的平整度，将切割后的垫石顶面的 修补找平层厚度控制在不超过1cm。垫石切割后，用葫 芦将垫石切除部分及盆式支座底座板一起取出。

 2.3.6 安装新支座 对垫石顶面用环氧砂浆修补、抹平，保证垫石顶面 高程及平整度符合规范要求。在环氧砂浆达到强度后用 墨线确定好x、y 轴方向，确保支座垫石中心在x、y 轴方 向与支座底座板重合。防止焊接烧坏环氧砂浆找平层， 提前将支座底座板和下垫钢板焊接在一起；为保证钢板 和垫石充分接触紧密，在钢板底面和垫石顶面铺设2mm 左右的环氧胶泥，且加强了支座和垫石的联系。支座底 座板焊接完毕后，再安装支座上盖板，上盖板和箱梁底 板预埋调坡钢板用环氧胶泥粘接连接。支座的初始位移 受气温等因素的影响，以旧支座与主梁中轴线的偏移值 作为新支座安装的初始位移值。 

2.3.7 梁体归位 支座安装完毕后，对安装的新支座进行全面检查， 确保各项指标满足规范要求后开启同步顶升系统，将箱 梁顶起5mm 以内，撤出临时支撑，然后千斤顶回油，梁体 归位后拆除同步顶升设备。 

2.4 施工注意事项 

在正式顶升前，应对同步顶升系统进行调核、试顶， 确保同步顶升系统各部位使用效果良好且能熟练操作， 才可以正式对桥梁实施顶升。 千斤顶起重行程小，禁止使用时超过额定行程，使 用多个分配阀，使各千斤顶负载均衡，梁体顶升后，禁止 将千斤顶作为支撑物使用。使用过程中避免千斤顶剧烈 振动并根据使用情况定期检查。 绳锯切割施工，危险较大，做好安全防护工作。

 3 结束语 

3.1 工程总结 ⑴精确同步顶升。由于桥梁为刚构桥，为保证桥梁 的安全，按照设计要求整个支座更换的过程，梁体顶升 高度不超过15mm，且为了不破坏伸缩缝，要求将伸缩缝 两端的箱梁（换支座端）和T 梁同步顶升。整个顶升过程 对系统的同步性要求很高，各顶高差不超过0.5mm，在 顶升10mm 以内及完成支座更换任务，且对伸缩缝没有 任何影响。 ⑵不封闭交通。整个施工过程在完全没有封闭交通 的情况下进行，最大高度不超过10mm，桥梁整体顶升非 常平稳，对桥面通行完全没有影响。 ⑶采用新设备。受现场条件限制，采用较为先进的 32 点同步顶升系统及喜利得绳锯切割机才能满足施工 需要，但是施工成本较高。 3.2 体会 大跨度刚构桥更换大吨位的盆式支座，在国内没有 类似施工经验可以借鉴，施工难度、风险都很大，通过自 身不断努力顺利的完成了盆式支座的更换任务。监测结 果显示，8 个盆式支座位置更换前后高程差最大为2mm， 最小为0.2mm，完全达到设计的预期目的，为今后同类 桥梁更换支座提供的宝贵的经验

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