同步顶升法修复桥梁支座调平块实例分析

宋小峰，钱 野，张 强

（1.南通市建设工程质量监督站，江苏 南通 226618；2.江苏远平园林建设有限公司，江苏 泰州 225300）

0 引言

支座结构体系是桥梁工程重要的支撑结构部位，其主要承担着传递桥梁上部荷载的作用。支座结构体系若在桥梁建成或使用过程中发生破损，直接影响整个桥梁的安全使用。同步顶升法可有效解决此类问题，在不破坏上部结构的情况下完成支座结构体系的修复及更换工作［1］。

1 工程概况

南通市A高架下穿沪通铁路，上跨锡通高速 F、G 匝道桥，线路全长约 1.7 km。本次作为实例分析的 RD 2 匝道桥跨径组合为 2×35+29+3×30+30（m），全长 220.45 m。主梁采用等高单箱单室断面，梁高为1.8 m，顶板悬臂长度 1.75 m，梁内只设置纵向预应力钢筋，采用 C50 混凝土浇筑。桥梁横断面布置为：0.5 m（护栏）+7.5 m（行车道）+0.5 m（护栏）=8.5 m，设计荷载为汽车荷载采用城-A 级，同时满足公路-I 级标准，设计时速为上下匝道桥 40 km/h。

2 病害分析

在日常质量检查中发现该新建 A 高架桥 RD2 匝道第 2 联箱梁桥台位置北侧的支座调平块混凝土表面不光滑，两个边角部位结构松散（见图 1），轻敲后剥落。究其成因主要为：混凝土浇筑前清理冲洗时，绑扎钢筋和支立内模时的杂质累积在最低处的调平块凹槽内，由于管理疏忽，工作人员未冲洗干净。为防止病害进一步扩大，影响整个支座支撑结构体系，决定采用同步顶升法修复支座调平块。

图1 调平块破损位置图（单位：mm）

3 同步顶升设备选择

根据 RD2 匝道第 2 联箱梁结构体系计算出：本联箱梁总重量 1 853.8 t，桥台处的支座反力 1 853.8/4/2 =231.8 t，因此选用 300 t 的油压千斤顶 2 台，最大顶升力达 600 t，开始顶升后，考虑桥台支座反力会承受部分中墩支座的反力，因此选用的千斤顶的顶升力是计算反力的 2.5 倍以上，储备量很大，满足顶升力要求。同时，计算出桥台处箱梁的容许位移量为 30 000×1/1 600=18.75 mm，实际施工时只需顶升8～10 mm 既可取出支座，在允许值以下。

4 同步顶升施工工艺

顶升施工工艺流程：搭设施工作业平台→安装千斤顶、百分表→试顶→顶升→支座拆除→调平块检测处理及支座安装→卸荷落顶［2］。

4.1 搭设施工作业平台

在搭设施工作业平台之前需重点检查梁体及周边观感质量，清除杂物，排除无关约束。同时要求作业平台处要给施工人员留有足够的操作空间，平台要有足够的稳定性、强度和刚度。RD2 匝道第 2 联桥台位置高度适中，地坪坡度较缓、地面坚实，综合考虑可利用现有地坪处理后作为施工平台。

4.2 顶升支撑点布置

直接在桥台承台上安装Ф400×13 mm 钢管支撑，钢管两端焊接 Ф530×20 mm 法兰及加肋板做底座。桥台承台到梁底的最大高度为 165 cm，千斤顶高度 40 cm，自由行程20cm，顶升前预升 10 cm，支墩高度165-（40+10）=115 cm。钢管支撑需有足够的稳定性及强度，为保证安全，两个钢管支撑间加 10# 槽钢剪刀撑横向连接，钢管支撑底座与承台植筋焊接连接，用Ф16 钢筋植入深度 20 cm，每个柱脚 4 根（见图 2）。

图2 钢管支撑顶升示意（单位：mm）

4.3 安装千斤顶、百分表

安装千斤顶垫钢板，并摆放平整、密贴；安放千斤顶、百分表，连接电动油泵。千斤顶安放需将放置炮筒及千斤顶位置的承台顶面和箱梁腹板位置底面进行清洁打扫及打磨处理［3］，梁底与千斤顶之间放置 400 mm ×400 mm×30 mm 调平钢板，如千斤顶还不能与梁底面接触良好，则需要加垫相应厚度的钢板，保证相互良好接触。千斤顶的安放不能影响取出支座及相应处理工作。

4.4 试顶

在正式顶升前进行试顶，检查两个千斤顶的同步性、稳定性。确认一切正常后开始试顶。试顶高度定为2 mm，试顶过程中，对箱梁及承台进行监测，观察有无异常变化，如油管接头、千斤顶工作是否正常，有无漏油现象，若发现问题应立即停止顶升［4］。

4.5 顶升

顶升施工采用双控模式，以顶升力控制为主，位移控制为辅［5］。顶升施工时用一台油泵进行加压，以保证两只千斤顶的同步性，顶升中严格控制油压和千斤顶行程，确保两侧同步顶升。当梁体达到顶升设计高度后，持荷、稳压，取出支座。通过预安装的百分表随时监控梁体顶升的高度及位移量，两端顶升最大偏差控制在1 mm 以内，如偏差大应马上停泵调整，最高顶升高度为8～10 mm。

顶升过程中，安排专人对箱梁的各个部位及桥台和相邻桥墩进行监测并记录数据，观测有无异常变化，确保施工中均匀顶升，上部结构不出现裂缝、偏移。此外，安装 2 套百分表监测梁体横向位移变化，若出现异常现象，应立即停止顶升，查明原因并调整，以确保施工安全。

4.6 支座拆除

拆除支座前安放临时支墩，临时支墩采用Ф400×13 mm 钢管，钢管两端焊接Ф530×20 mm 法兰（见图 3），顶部法兰焊接时保证和箱梁底面平行，开始顶升即可放置在台帽外侧，随着箱梁的顶升逐渐推进塞进。当顶升高度达 8～10 mm 时，即可拆除锚栓螺栓从上而下取出支座，取出的支座各个部件用塑料薄膜包裹，防止污染。拆除及组装的全过程邀请支座生产厂家专业人士现场指导。

图3 临时支墩平面布置图

4.7 调平块处理及支座安装

在支座拆除后，观测混凝土接触面是否有杂质，如有需凿除调平块后安装支座立模封闭注浆，如无既可重新安装支座。

1）混凝土表面处理。对需修补的部位进行剔凿、清理，将杂物全部剔除，将需修补加固的部位进行打凿平整。检查凿除后混凝土表面是否密实，有无明显空隙，如有空隙也应凿除，并用水冲洗干净，然后在新旧混凝土接触面处涂刷一层水泥浆，以便更好地加强结合面的粘结［6］。

2）修补材料及修补方法。为保证调平块修补质量，采用注浆法对调平块进行修补，取出支座后垫石底部至调平块底净高为 18.5 cm，施工空间能够满足施工，支座下部垫石不受影响。现场注浆模板采用定制钢模，模板与梁体及支座上钢板进行可靠连接，接缝处粘贴密封胶，在模板侧面顶部开孔，模板北侧设置注浆孔，模板南侧设置出浆孔。灌注材料采用箱梁预应力孔道高标号压浆材料，施工方法同箱梁的孔道压浆，压浆后养护7 d，施工时现场预留同条件试块 2 组，待强度达到设计要求（C 50）的 90 % 以上后拆除支架及模板。

3）支座安装。调平块修补完成后既可重新安装支座，注意检查原支座是否损坏，若损坏则需更换相应类型新支座，支座设置需与设计图纸保持一致，并保证支座安装稳固。

4.8 卸荷落顶

落梁时以 2 mm 为一级，逐级缓慢回落，逐级退出临时支撑垫块，使梁体均匀缓缓落下。支座安装符合要求后，回收千斤顶，拆除临时支撑，让梁板回落到原有标高。

4.9 施工监测

施工监测的重点主要有：顶升控制点的位移同步性、上部结构纵横向位移偏差、钢支撑垂直度变化等。监测必须在顶升前取得原始数据，并贯穿于顶升与回落的全过程中。

1）竖向位移同步性监测。顶升点位移差对梁体内力影响较大，为了保证梁体结构的安全，对竖向位移同步性的监测是重中之重，以千斤顶的顶升力进行校核，使用百分表测量监测。

2）千斤顶压力监测。由于竖向位移偏差的存在，千斤顶顶升力与理论值之间会存在一定的偏差，为了保证液压系统的安全，任何情况下千斤顶的压力不得超过理论压力的 20 %，且不得超过千斤顶额定顶升力的 75 %。

3）箱梁水平位移误差监测。以桥台上的抗震挡块作为参照物，顶升的全过程用百分表定时观测箱梁的水平位移。

4）支撑结构垂直度偏差监测。支撑结构安装垂直度控制在 0.5 %，顶升过程中不得超过 1 %，当接近 1 % 时应暂停顶升、分析原因，采取确实可行的纠正措施后，方可继续顶升。

5 修复完成后桥梁评价

同步顶升修复完成后，采用观察法、无损检测法、动静载试验检测法对 RD2 匝道第 2 联箱梁进行全面检查。检查结果为：①该联箱梁结构整体状况较好，未因顶升施工造成箱梁结构缺陷、构件病害产生；②主梁混凝土强度、钢筋保护层厚度符合设计要求；③动静载试验检测表明：该联箱梁结构刚度、强度满足设计要求，整体处于弹性工作状态，承载能力满足设计荷载城-A 级（同时满足公路-Ⅰ级）标准的要求。

6 结语

本文是针对新建桥梁支座调平块破损，采用整体同步顶升技术进行处理的案例。同时，在一些服役多年的桥梁工程中，也可采用整体同步顶升技术对老化、损坏的支座进行更换等，从而提高桥梁技术等级和服务水平。该项技术具有良好的社会效益及经济效益，值得广泛推广运用。Q