・９６・ 北 方 交 通 ２０１２ 桥梁支座更换设计 张大伟 （辽宁省交通规划设计院，沈阳摘１１０１６６） 要：对目前国内广泛使用的更换支座的方法进行了分析总结，在内蒙古大广高速赤峰至茅荆坝（蒙冀界） 段公路工程中采用了一种安全可靠、省时省力的支座更换方法一同步顶升系统；对该法的设计、作用原理进行了阐 述，并介绍了其施工过程，为更换桥梁支座提供参考。 关键词：桥梁支座；同步顶升系统；整体顶升；ＰＬＣ 中图分类号：Ｕ４４３．３６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—６０５２（２０１２）０５—００９６—０３ １ 前言 作控制系统、千斤顶和油管、分流器等组成。一个泵 站的流量通过分流器输出，分别提供给三十二个执 行油缸，位移控制系统根据三十二个不同测点回馈 的信号，控制三十二个油缸的带载顶升的速度，实现 整个混凝土连续梁体的同步提升动作，从而实现同 步顶升的目的。该系统具有以下优点： 内蒙古大广高速赤峰至茅荆坝（蒙冀界）段公 路工程属于高速公路改扩建项目，其第二设计合同 段包含２２座原有大中桥的改扩建设计，经过检测： 部分早期建造的桥梁（主要是空心板桥）支座经过 多年使用后已经开始损坏、移位，但上部空心板、桥 面铺装状况基本良好。支座作为桥梁上下部结构的 （１）整体安全可靠，功能齐全； （２）操作控制模块集中，执行油缸可以同时控 制，也可以单独控制； （３）同步控制点数量可以根据需要调整，最多 有过７８个控制点同步顶升的工程实例； 关键连接构件，损坏后必须更换。业主为了降低工 程造价，要求必须在不破坏原有桥面铺装的情况下 更换旧支座，这就给支座的更换带来了难度。 ２支座更换方案 设计在制定支座更换方案中列出以下几种方 案： （４）各控制点同步偏差极小，结构物同步位移 精确。 （１）满堂支架法：其支撑面为桥墩下部的新建 顶升基础。满布式支架法的工作原理是在桥墩台两 侧新加顶升基础，用贝雷架、槽钢、螺栓连接成受力 的钢筋梁，受力梁上架千斤顶，在梁两端同步顶升， 待梁体抬升到施工高度后更换支座。该方法技术简 图１ 同步控制系统流程不意图 单，对原桥的结构尺寸基本无特殊要求，但该方法施 工规模较大，对施工场地有一定要求。 （２）抱柱施工法：其工作原理是在桥墩（台）的 桩基顶面台阶上设置钢制斜支架，支架通过横抱箍 固定于桥墩墩柱上，支架高度至桥面底板，在支架顶 面设大吨位千斤顶，千斤顶上置通长型钢托架，千斤 顶顶托架将桥面板顶离支座，再进行更换。 针对多片预制结构组成的桥面系，该系统可以 实现在不破坏铰缝、铺装的条件下实现支座、支座垫 石的更换与维修，降低施工成本、减少施工周期，最 大限度地减少了对道路的通行限制。 ４同步顶升技术要点 （１）顶升工艺流程 施工准备一在桥台（墩）处凿除预放千斤顶位 置一监测设备的安装一试顶升（问题反馈及处理） 基于简易可行、节约投资，又缩短工期、确保工 程质量的考虑，结合本项目的实际情况，设计最终选 用同步顶升上部梁板更换支座的方案。 ３顶升系统原理 一正式顶升一第一次顶升完成一临时支撑的放置一 继续顶升至设计位置一Ｉ临时支撑的放置一落梁至临 时支撑上一安装铸铁块垫石及支座一现场清理 （２）顶升 同步顶升系统由电动机、高压液压泵、油箱及操 第５期 张大伟：桥梁支痤更换设计 ・９７・ 图２顶升工艺流程不恿图 ①预顶升（以梁体顶起５ｒａｍ为准） 预顶升主要目的为消除顶升系统可能出现的问 题，如油路接头漏油、油泵压力不够等，同时消除顶 升过程中可能出现的非弹性变形。 预顶升以千斤顶顶至设计荷载为控制荷载，要 确保在顶升中梁体同步被顶起，并应持荷５ｒａｉｎ以上 卸载。卸载后应认真检查系统的各自控制系统及表 观现象，检查重点有：所有油路有无漏油现象、千斤 顶有无异常现象、供电线路的表观磨损等。卸载后 同时还应认真检查千斤顶上下钢板有无变形现象， 必要时可调整钢板的厚度以满足顶升要求；认真检 查千斤顶放置位置下的结构物有无区别于顶升前的 现象，如存在，应认真查出原因后方可正式顶升，严 禁情况未明时继续进行顶升。 所有各项均核对无误后可再次顶升一个量程， 即ｌＯｅｍ，顶升到位后应及时加上辅助支撑。 ②换顶 对于要求顶升高度较大，大于千斤顶有效行程 时，则需要换顶。加高千斤顶必须严格按照既定的 方案进行，控制内容包括千斤顶下部加高钢板数量、 高度及下次顶升高度等。顶升换顶过程中，如换顶 时间预计要超出ｌＯｍｉｎ，在其他墩处应把梁落于临 时支撑上，严禁以千斤顶持续承载换顶的方式进行 换顶作业。 加高千斤顶前应提前在加高的位置放置标线， 加高后的千斤顶要求可参考预顶升部分。 （３）顶升至设计位置 经现场再次确认千斤顶无移位等现象后可统一 继续顶升工作。根据不同墩号顶升工作需要不同顶 升循环才能顶升至设计高度，应严格过程中的换顶 作业等工序。应注意顶升过程中千斤顶不可顶升至 顶的最大的行程高度，应考虑７０％一８０％的降效。 顶升至设计高度位置过程中，临时支撑超过 ２０ｃｍ以上时应对临时支撑进行点焊连接，防止可能 出现的失稳及侧倾斜撑现象。顶升过程应严格按照 规定分级加载控制程序执行。 （４）临时支撑的放置 临时支撑的放置位置应考虑新支座垫石的安装 宽度，留出足够安装对应的支座垫石进口宽度。支 座垫石安放时应在相应位置凿除垫石槽，并将Ｌ型 角钢与支座垫石预留钢板进行上下焊接，焊接完毕 后检查焊缝并用环氧砂浆修补边槽。待形成一定强 度后放置垫石支座。 （５）落梁 落梁程序与顶升程序相反，应严格执行其程序。 落梁前应确认所有临时支撑已拆除、钢垫块已安装 好。落至支点承载以后应注意位移和压力传感器所 示数据，各墩减速是否一致，位移变化是否一致，相 差过大时应找出原因处理后重新落梁。 （６）临时设施的安全拆移 临时设施的拆移应注意安全、有序，采用与顶升 时相同的保障措施进行监控，同时应注意成品保护 和拆除时的施工安全。 ５ 同步顶升注意事项 （１）在顶升第一次完成后墩、帽顶基面清理及 ｛ 系 ） ｌ － －ｌ 系粱 ＼卜＼桥墩 图３ 顶升反力体系示意图 ・９８・ 北 方 交 通 ２０１２ 凿除清理伸缩缝 凿除基面凸起部分，并清除破碎松散混凝土渣 性，以保证顶升过程中的顶升系统能真实反映顶升 过程中的情况。 子。在桥台（墩）预支临时钢垫块部分如存在钢筋 头的应予以割除并处理至低于混凝土表面高度。采 用炮机凿除伸缩缝，并对其伸缩缝进行清理，观察是 （５）其他准备工作 顶升前应断开顶升施工处的桥面联系，以保证 支座更换不影响到相邻跨的结构，先凿除桥面处的 现浇混凝土，然后切断连接钢筋以解除两跨之间的 否梁端与背墙有间隙（或梁端与梁端）。 （２）顶升系统的调试安装 顶升系统采用位移和顶升压力的双控作为顶升 控制依据，外部数据采集以位移电子传感器作为位 移采集，压力传感器作为压力采集。顶升前应单一 和统一调试各控制系统的正常运行性，以保证顶升 过程中的正常进行。 联系，施工应采用人工凿除，避免使用机械损伤梁 体。 对搭设的顶升支架进行检查，保证其足够的强 度、刚度、稳定性，支架跨中挠度要小于１０ｒａｍ，确保 在梁被顶起时支架不倒塌、不倾斜、沉降较小且均 匀。顶升前应认真检查防侧移装置及限位装置。 ６结论 （３）监测设备的安装 监测设备为顶升系统的配套设备，主要为压力 传感器、位移传感器、百分表等。 在桥梁改造工程中采用先进的ＰＬＣ液压整体 同步顶升技术，可以使桥梁在安全、稳定的可控状态 位移传感器的安装应注意安装位置必须在支顶 千斤顶位置附近，最近的距离控制以真实反映顶升 过程中的位移情况。压力传感器的安装应保证配套 安装，真实反映千斤顶所承受的压力数值。同时应 在梁底板安装百分表作为辅助位移控制和纠正控制 措施。 （４）顶升前系统不同人员排异检查 下实现整体抬高，抬升后的柱垂直度、中线、标高等 均满足规范要求。这就大大降低了改造的费用，降低 了对交通流的影响，对既有桥梁改造问题提供了新思 路，为创造环保型社会、节约型社会作出了贡献。 参考文献 ［１］张丽芳，郭涛，吴文清．旧桥拓宽中拼接方式对旧桥受力状态的 影响分析［Ｊ］．公路交通科技，２００６，２３（０２）：１０２—１０５． ［２］徐伟炜，吕志涛，丁汉山．智能预应力梁的变位控制理论及方法 『Ｊ］．公路交通科技，２００６．２３（１２）：６７—７１． 顶升系统安装完成后应保证两人以上的排异检 查，且应保证两人的排异检查的时问、工况等的隔离 Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ｂｒｉｄｇｅ Ｓｕｐｐｏ￣ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｗｉｄｅｌｙ——ｕｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｔ ｈｏｍｅ ｆｏｒ ｒｅｐｌａｃｉｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔ ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ． Ｉｎ ｈｉｇｈｗａｙ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｃｈｉｆｅｎｇ—Ｍａｏｊｉｎｇ Ｄａｍ（ｂｏｕｎｄａｒｙ ｏｆ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ ａｎｄ Ｈｅｂｅｉ）ｏｆ Ｄａｇｕａｎｇ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ，ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｓａｆｅ，ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ ｔｉｍｅ—ｓａｖｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｒｅｐｌａｃｉｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔ—ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｌｉｆｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ． Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｃｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｕｓ ｐｒｏｖｉ— ｄｉｎｇ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｓｕｐｐｏｒｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｂｒｉｄｇｅ ｓｕｐｐｏｒｔ；Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｌｉｆｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｌｉｆｔｉｎｇ；ＰＬＣ