池 飛，金 程

（1.寧波市政公用工程安全質(zhì)量監(jiān)督站,浙江寧波 315300；2.寧波市政工程建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，浙江寧波 315012）

0 引言

支座是橋梁結(jié)構(gòu)的重要組件之一，它的主要作用是將橋梁上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到橋墩上，同時(shí)也能消除橋梁的溫度變化、梁體撓曲以及混凝土收縮等因素對(duì)橋梁產(chǎn)生的應(yīng)力影響，使橋梁處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)[1]。支座的形式種類豐富，有鋼筋混凝土擺式支座、板式橡膠支座、盤式橡膠支座等，這些支座的結(jié)構(gòu)和受力特點(diǎn)也各不相同。支座在行車荷載、自身形變以及外部環(huán)境的不斷作用下，不可避免地會(huì)產(chǎn)生開裂、位移、局部脫空生銹等各種病害，當(dāng)病害比較嚴(yán)重時(shí)，就必須更換支座。更換支座需要暫時(shí)封閉橋梁，而這會(huì)對(duì)城市交通帶來重大的影響，因此更換支座應(yīng)快捷、方便，盡量減少對(duì)城市交通的影響。

1 工程概況

寧波市某橋梁位于高架匝道入口，日常交通流量大，支座形式為盆式橡膠支座。在檢查維護(hù)中發(fā)現(xiàn)該橋梁的部分支座發(fā)生了不同程度的開裂、變形等現(xiàn)象，經(jīng)過有關(guān)檢測(cè)單位評(píng)測(cè)，部分支座病害已較嚴(yán)重，需要對(duì)其進(jìn)行更換。

該橋結(jié)構(gòu)為板式梁橋，寬度為20 m，跨徑為10 m，根據(jù)橋梁維護(hù)單位的檢測(cè)觀察，需要更換病害嚴(yán)重的15個(gè)支座。由于該橋梁的交通作用重要，更換支座要盡快完成。工程所在地區(qū)缺乏專門用于支座更換的同步頂升設(shè)備，且受現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境約束，操作空間狹小。施工方根據(jù)橋梁高度、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境及自身技術(shù)等方面，改裝了一套懸掛式支架用來作為更換支座的支架裝置。該裝置由型鋼組合焊接而成，操作簡單，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，適合該工程的支座更換。

2 懸掛支架結(jié)構(gòu)

懸掛支撐支架由型鋼焊接組合而成，配合千斤頂使用。支架采用型號(hào)為Q235的型鋼，有I10工字鋼、I14工字鋼以及I20 b工字鋼等，連接采用滿焊形式，支架結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 支架結(jié)構(gòu)圖（單位：mm）

根據(jù)板梁的尺寸以及重量，擬用6個(gè)支架支撐一塊板梁，兩端各3個(gè)，I20 b工字鋼作為分配橫梁安置在支架上，每塊板梁一端使用兩個(gè)20 t千斤頂作為支撐頂點(diǎn)，千斤頂設(shè)置在兩個(gè)支架的中點(diǎn)。

板梁的頂升應(yīng)同步進(jìn)行，現(xiàn)選取最重的邊梁來安全性驗(yàn)算，邊梁單片重100 kN，千斤頂將板梁頂升的高度較小，整個(gè)板梁可以視為簡支在兩端的千斤頂上，兩端各承受50 kN的豎向荷載，I10號(hào)工字鋼作為支撐梁擱置在蓋梁上，I10號(hào)工字鋼的自由端部設(shè)置錨固點(diǎn)，限制豎向及水平向位移。

使用MIDAS結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件分析結(jié)構(gòu)受力情況（見圖2）。根據(jù)支架結(jié)構(gòu)形式和安置方式，將I10號(hào)工字鋼的端部限制其X、Y、Z方向的位移，在I10工字鋼與蓋梁的接觸面上設(shè)置Z方向的點(diǎn)彈簧連接，荷載作用在支架之間I20 b工字鋼的中間位置。

圖2 MIDAS模型

在完成材料、截面、荷載以及邊界條件的定義后可以開始進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果匯總見表1～表4[2]及圖3。

表1 軸應(yīng)力統(tǒng)計(jì)表

表2 剪應(yīng)力統(tǒng)計(jì)表

表3 彎曲應(yīng)力統(tǒng)計(jì)表

表4 組合應(yīng)力統(tǒng)計(jì)表

圖3 組合應(yīng)力圖

從結(jié)果計(jì)算表中可以看出，最大應(yīng)力發(fā)生在安置在蓋梁上的I10工字鋼，組合應(yīng)力的最大值達(dá)到了195 MPa，雖然未達(dá)到許用的設(shè)計(jì)應(yīng)力值，但預(yù)留的安全系數(shù)已經(jīng)比較小，施工方對(duì)受力較大的I10工字鋼進(jìn)行加強(qiáng)，上下各覆1 cm的鋼板。經(jīng)過加強(qiáng)后的結(jié)構(gòu)最大組合應(yīng)力減小到88.2 MPa，結(jié)構(gòu)安全系數(shù)充分[2]。

3 更換支座施工工藝

更換支座時(shí)應(yīng)將板梁暫時(shí)提升一定的高度，使原支座與板梁脫空，取出舊支座，然后將新支座安裝就位，新支座選用耐高溫、耐老化的氯丁橡膠支座，支座的材料質(zhì)量和技術(shù)性能應(yīng)符合《公路橋梁板式橡膠支座》（JT/T 4-2004）的要求[3]。待新支座安裝到位后，將板梁緩緩落下，拆除支架，恢復(fù)交通。具體工藝流程：清除蓋梁頂面雜物和垃圾→支架定位及固定→I20b工字鋼橫梁安裝→千斤頂定位及安裝→安裝高度監(jiān)控標(biāo)尺→預(yù)頂及校正→梁體頂升→支座更換→梁體回落→拆除支架。

該支架安裝方便，頂升作業(yè)操作簡單，需要配套的工具也較容易實(shí)現(xiàn)，只需要將板梁頂升一定的高度，使其滿足更換支座所需的空間，再快速取出舊支座，換上新支座，落梁，完成支座更換。

4 施工中的注意事項(xiàng)

（1）橋梁頂升應(yīng)同步進(jìn)行。在支座更換之前，要先對(duì)工程情況進(jìn)一步分析了解，首先根據(jù)板梁的截面和長度等信息，計(jì)算出每片板梁的總重量。板梁頂升過程中，全橋的千斤頂?shù)捻斏龖?yīng)對(duì)稱同步進(jìn)行，盡量減少頂升不一致對(duì)橋梁的剪切破壞。

（2）蓋梁頂面應(yīng)將雜物清除干凈，保證支架的安裝位置干凈、平整，保證支架安裝平整。

（3）在千斤頂?shù)捻斆嬖O(shè)置鋼墊板，使千斤頂?shù)氖芰Ω鶆蚱胶?，避免在操作過程中支架的偏載，保證施工過程的安全性。

（4）頂升過程中，對(duì)于頂升高度的控制是操作的關(guān)鍵。根據(jù)高度監(jiān)控標(biāo)尺實(shí)施控制頂升高度，使梁體平衡頂升。待梁體離開支座一定的高度后，進(jìn)行支座更換操作。

（5）在開始頂升操作之前，應(yīng)進(jìn)行試頂，試頂可以消除支架本身的非彈性變形，待頂升同一梁體的千斤頂能夠?qū)⒘后w橫向各支撐點(diǎn)高度保持在同一水準(zhǔn)線上之后，再進(jìn)行頂升作業(yè)。

（6）頂升應(yīng)緩慢、平衡進(jìn)行，實(shí)時(shí)觀測(cè)高度監(jiān)控標(biāo)尺上的讀數(shù)，與千斤頂?shù)母叨炔畈荒艹^5mm。

（7）頂升到位后，應(yīng)立即進(jìn)行支座更換工作。施工人員快速將舊支座取出，并將底面清理干凈，緊接著進(jìn)行新支座的定位放線，確定位置后，將新支座安裝到位，并進(jìn)行固定。

（8）更換完畢并檢查各支座準(zhǔn)確到位后，方可開始同步落梁。

（9）落梁完畢后，必須仔細(xì)檢查支座有沒有脫空現(xiàn)象，如有則重新頂升，加墊薄鋼板處理。

5 結(jié)語

橋梁安全是關(guān)系到社會(huì)民生的重大問題，橋梁支座與混凝土結(jié)構(gòu)相比，使用壽命較短，而橋梁一般位于交通流量大的運(yùn)輸樞紐，封閉橋梁影響面廣，更換橋梁支座應(yīng)安全快速，盡可能地將影響范圍降到最低。本文中所使用的懸掛式支架，能夠快速、安全地進(jìn)行橋梁支座的更換，應(yīng)用較簡單，施工方應(yīng)對(duì)支架的結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行驗(yàn)算，確保施工安全。實(shí)踐證明，應(yīng)用懸掛支架能夠快速、簡單地進(jìn)行支座更換，這對(duì)以后的城市橋梁支座快速維修更換工作具有一定的參考價(jià)值。

[1]何志勇.公路橋梁支座更換方法[J].企業(yè)科技和發(fā)展，2009,20(266):185-187.

[2]JTG/T F50—2011，公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S].

[3]彭建綱.橋梁支座更換施工技術(shù)[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2010(150):125-126.