桥梁加固及支座更换浅谈

摘要：通过工程实例，阐述桥梁加固和支座更换的施工技术，为桥梁维修提供实践经验。

关键词：桥梁顶升；持荷施工

由于社会的迅速发展，目前部分桥梁结构因过度疲劳而损坏或支座已到达设计使用年限。为减小经济损失及社会影响，目前主要采取桥梁加固与更换支座的方法来解决存在的问题。

一、工程概况

南京机场路互通D匝道桥，桥梁中心桩号为K28+149，跨径组合为（6×20+5×20）m，桥梁全长222.7m，桥面布置：单幅0.50m（护栏）+7.5m（行车道）+0.50m（护栏）。

我们对现场进行外观检查，发现7#墩顶西侧面，距顶缘65cm，横向裂缝1条，长2.1m，宽0.5mm，深102mm；7#墩顶东侧面距顶缘20cm-100cm，距北侧0-260cm范围，混凝土开裂、空鼓，东北角最为严重，剥落面积60cm×60cm，混凝土剥落深度达10cm，混凝土剥落处有白色物质，钢筋严重锈蚀、发黑，铁锈层片状剥落；7#墩支座损坏严重。

二、病害分析

根据以上现象，认为7#墩桥墩混凝土品质较差，空隙较多，受空气和雨水侵蚀，导致钢筋锈蚀，同时由于混凝土发生碱骨料反应，导致混凝出现开裂、剥落现象。混凝土的膨胀开裂又加速了筋的锈蚀，如此陷入恶性循环，对桥墩结构受力造成不利影响。

三、施工方案

南京机场路互通D匝道桥7#墩维修施工顺序为支架搭设顶升箱梁、持荷施工（墩柱加固、更换支座）、落梁、施工监控。

1、支架搭设

7#墩维修加固前，应搭设支架，并对箱梁各施加30t的顶升力，进行临时支承，以卸除7#墩顶部分竖向力，确保7#墩维修加固期间，桥梁结构安全。

7#墩承台进行扩大处理，并利用扩大后的承台作为顶升基础，加大部分承台先对基础底部土体进行处理，铺50cm厚碎石层，并在碎石层上浇筑200cm厚75cm宽C25混凝土（与原承台等厚），混凝土中上下布置两层钢筋网片，并用拉筋进行连接，同时在承台上植筋（φ20），在计算宽度范围内上层按20cm间距布置，下层按40cm间距布置。

临时支撑采用8根φ375×8的钢管桩，桩顶采用双拼HW300*300工字钢作为分配梁，以支承顶升箱梁的千斤顶。钢管桩间采用φ180*6钢管作为纵横向联系构件。

2、顶升箱梁

本次顶升系统采用自锁式PLC液压同步控制系统。采用PLC液压同步顶升技术，可从根本上解决了这一长期困扰移位工程界的技术难题，PLC控制液压同步顶升是一种力和位移综合控制的顶升方法，这种力和位移综合控制方法，建立在力和位移双闭环的控制基础上。由于该顶升系统采用的是自锁式千斤顶，可用于需长时间支撑重物的地方，它可在除去油压时利用螺母自锁装置仍可支持重物，而且安全可靠，易于操作控制，同时设计有安全保压装置，内置卸压阀防止过载，可保护千斤顶以利于安全操作。PLC液压同步控制系统中配备了4只千斤顶，顶升力不小于200t，油缸外径最大值按24.5cm计算，千斤顶本体高度不大于15cm。

顶升过程采用顶升力和位移双控的原则，首先在顶升系统的控制下开始称重，当实际顶升力接近设计吨位时，放缓顶升速度，并由专人在顶升过程试取原支座，使用位移传感器确认楔块与原支座刚刚脱离，能够取出支座，说明桥梁的全部荷载己转移至油缸上，此时记录各点反馈的实际荷载压力及位移量。通过反复调整各千斤顶的油压，可以使各点的压力与上部荷载大致平衡，并能保证顶升过程中的位移同步，则该组数据即为最终的称重结果。

3、持荷施工

持荷施工阶段是整个维修施工过程中较为重要的步骤，主要是将将墩柱项破损的混凝土清除干净，并对锈蚀钢筋进行除锈、阻锈处理；采用聚合物砂浆修补至原结构表面，养护达到设计强度后，进行粘贴钢板加固；粘贴钢板加固完成后，缓慢卸除临时支承荷载；对全桥所有裂缝进行封缝、灌缝处理，裂缝宽度≥0.15mm的进行灌缝处理，裂缝宽度

取出7#墩的盆式支座，采用结构胶及契型钢板调平。最后安装符合要求的新支座。

4、落梁施工

当新支座安装好之后，再次顶升梁体至能够解除千斤顶锁定，将锁定螺母调至千斤顶顶端，确保能够安全落顶。

落梁时分三级缓慢进行回落，第一级回落至控制顶升力的60%，第二级回落至控制顶升力的30%，第三级回落至油顶压力均为零，此时油顶不承受压力，箱梁重量全部由支座承受。

5、施工监控

（1）顶升点处主梁竖向位移监控

在顶升点附近，采用位移传感器（可连续监测累计位移量并自动输入同步控制系统）和百分表（按一定位置布设），尽量靠近顶升点竖向设置，采集主梁同步顶升、落梁过程中的竖向位移数据。通过竖向位移监测，严格控制各顶升点之间的相对顶升位移差。

为了确保落梁后，主梁底面至墩台顶面的净高能够保持顶升前净高，避免因同步顶升引起竖向强迫位移，在顶升前通过弹线、标记等方式在桥梁墩台处设净高观测点，作为同步落梁前的净高控制标准。

（2）主梁平面位移监测

主梁纵桥向位移：对伸缩缝宽度变化情况进行观测，以反映主梁的纵桥向位移情况。

主梁横桥向位移：在每道伸缩缝横桥向两侧设置刻度线等标记，以反映主梁的横桥向位移情况。

（3）主梁裂缝监测

除在顶升前进行详细检查外，在顶升、落梁期间加强对裂缝的观测，对顶升前的已有裂缝进行长度、宽度的观测与记录，同时一旦发现有新生裂缝立即中止顶升，查明原因后再做处理。

（4）桥位环境温度监测

在施工期间，除主要工况必须进行气温和箱梁温度观测外，每天的早、中、下午和晚上都要进行一次温度观测。施工监控期间的气温以及梁体温度是非常重要的监测内容。

四、应急预案

1、在运行过程中如果遇到爆管和撞缸问题

（1）这种现象不会影响整个系统的正常工作，因为在实际施工过程当中4个200T油顶，有足够的保险系数，同时在爆管后各油顶将保持原有压力，在未打开回油阀的情况下不会发生压力降现象；

（2）现场技术人员交代班组长安排施工人员向油顶旁塞垫块，然后通过操作台同步降使桥梁降落到垫块上，然后再进行处理以上问题。

（3）现场操作人员对整个系统包括线路油管等进行全面的检查，发现问题及时解决，如现场仍不能发现问题可与厂家进行联系，要求厂家安排人员到现场进行检测调试。

2、在顶升过程中桥梁发生左右顶升高度不同

在操作系统中，顶升之前需要先设定顶升位移误差，如果实际顶升位移产生的误差大于系统中设置的位移误差，操作系统将会强行退出同步顶升状态，起到一种防错措施，如果要纠正此错误，可以通过操作系统中的权值微调来解决。

3、施工过程中突然停电

（1）在发生停电时整个系统将维持原有压力值，确保整个系统的稳定；（2）及时拧紧自锁螺母；（3）及时启动备用电源进行顶升作业（4）安排电工检查工地线路，确保工地线路的正确安全。

4、施工过程中出现传送数据异常

（1）及时关闭操作系统，及时拧紧自锁螺母；

（2）检查数据传输线路及各工作传感器；

（3）在现场技术人员不能解决的情况下及时与生产厂家联系，要求厂家派人到现场进行解决，确保整个系统的安全、可靠。

五、总结

实践证明，桥梁加固和支座更换具有社会影响小、施工技术成熟、施工时间短等优点；同时具有较大的安全风险，但只要我们在事前对方案进行周密的设计，事中严格控制各项工序，事后加强施工总结，就会以较小的社会影响、较短的施工工期迅速的恢复桥梁的使用功能。