宋小峰，錢 野，張 強(qiáng)

（1.南通市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，江蘇 南通 226618；2.江蘇遠(yuǎn)平園林建設(shè)有限公司，江蘇 泰州 225300）

0 引言

支座結(jié)構(gòu)體系是橋梁工程重要的支撐結(jié)構(gòu)部位，其主要承擔(dān)著傳遞橋梁上部荷載的作用。支座結(jié)構(gòu)體系若在橋梁建成或使用過程中發(fā)生破損，直接影響整個(gè)橋梁的安全使用。同步頂升法可有效解決此類問題，在不破壞上部結(jié)構(gòu)的情況下完成支座結(jié)構(gòu)體系的修復(fù)及更換工作［1］。

1 工程概況

南通市A高架下穿滬通鐵路，上跨錫通高速 F、G 匝道橋，線路全長約 1.7 km。本次作為實(shí)例分析的 RD 2 匝道橋跨徑組合為 2×35+29+3×30+30（m），全長 220.45 m。主梁采用等高單箱單室斷面，梁高為1.8 m，頂板懸臂長度 1.75 m，梁內(nèi)只設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋，采用 C50 混凝土澆筑。橋梁橫斷面布置為：0.5 m（護(hù)欄）+7.5 m（行車道）+0.5 m（護(hù)欄）=8.5 m，設(shè)計(jì)荷載為汽車荷載采用城-A 級(jí)，同時(shí)滿足公路-I 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)速為上下匝道橋 40 km/h。

2 病害分析

在日常質(zhì)量檢查中發(fā)現(xiàn)該新建 A 高架橋 RD2 匝道第 2 聯(lián)箱梁橋臺(tái)位置北側(cè)的支座調(diào)平塊混凝土表面不光滑，兩個(gè)邊角部位結(jié)構(gòu)松散（見圖 1），輕敲后剝落。究其成因主要為：混凝土澆筑前清理沖洗時(shí)，綁扎鋼筋和支立內(nèi)模時(shí)的雜質(zhì)累積在最低處的調(diào)平塊凹槽內(nèi)，由于管理疏忽，工作人員未沖洗干凈。為防止病害進(jìn)一步擴(kuò)大，影響整個(gè)支座支撐結(jié)構(gòu)體系，決定采用同步頂升法修復(fù)支座調(diào)平塊。

圖1 調(diào)平塊破損位置圖（單位：mm）

3 同步頂升設(shè)備選擇

根據(jù) RD2 匝道第 2 聯(lián)箱梁結(jié)構(gòu)體系計(jì)算出：本聯(lián)箱梁總重量 1 853.8 t，橋臺(tái)處的支座反力 1 853.8/4/2 =231.8 t，因此選用 300 t 的油壓千斤頂 2 臺(tái)，最大頂升力達(dá) 600 t，開始頂升后，考慮橋臺(tái)支座反力會(huì)承受部分中墩支座的反力，因此選用的千斤頂?shù)捻斏κ怯?jì)算反力的 2.5 倍以上，儲(chǔ)備量很大，滿足頂升力要求。同時(shí)，計(jì)算出橋臺(tái)處箱梁的容許位移量為 30 000×1/1 600=18.75 mm，實(shí)際施工時(shí)只需頂升8～10 mm 既可取出支座，在允許值以下。

4 同步頂升施工工藝

頂升施工工藝流程：搭設(shè)施工作業(yè)平臺(tái)→安裝千斤頂、百分表→試頂→頂升→支座拆除→調(diào)平塊檢測處理及支座安裝→卸荷落頂［2］。

4.1 搭設(shè)施工作業(yè)平臺(tái)

在搭設(shè)施工作業(yè)平臺(tái)之前需重點(diǎn)檢查梁體及周邊觀感質(zhì)量，清除雜物，排除無關(guān)約束。同時(shí)要求作業(yè)平臺(tái)處要給施工人員留有足夠的操作空間，平臺(tái)要有足夠的穩(wěn)定性、強(qiáng)度和剛度。RD2 匝道第 2 聯(lián)橋臺(tái)位置高度適中，地坪坡度較緩、地面堅(jiān)實(shí)，綜合考慮可利用現(xiàn)有地坪處理后作為施工平臺(tái)。

4.2 頂升支撐點(diǎn)布置

直接在橋臺(tái)承臺(tái)上安裝Ф400×13 mm 鋼管支撐，鋼管兩端焊接 Ф530×20 mm 法蘭及加肋板做底座。橋臺(tái)承臺(tái)到梁底的最大高度為 165 cm，千斤頂高度 40 cm，自由行程20cm，頂升前預(yù)升 10 cm，支墩高度165-（40+10）=115 cm。鋼管支撐需有足夠的穩(wěn)定性及強(qiáng)度，為保證安全，兩個(gè)鋼管支撐間加 10# 槽鋼剪刀撐橫向連接，鋼管支撐底座與承臺(tái)植筋焊接連接，用Ф16 鋼筋植入深度 20 cm，每個(gè)柱腳 4 根（見圖 2）。

圖2 鋼管支撐頂升示意（單位：mm）

4.3 安裝千斤頂、百分表

安裝千斤頂墊鋼板，并擺放平整、密貼；安放千斤頂、百分表，連接電動(dòng)油泵。千斤頂安放需將放置炮筒及千斤頂位置的承臺(tái)頂面和箱梁腹板位置底面進(jìn)行清潔打掃及打磨處理［3］，梁底與千斤頂之間放置 400 mm ×400 mm×30 mm 調(diào)平鋼板，如千斤頂還不能與梁底面接觸良好，則需要加墊相應(yīng)厚度的鋼板，保證相互良好接觸。千斤頂?shù)陌卜挪荒苡绊懭〕鲋ё跋鄳?yīng)處理工作。

4.4 試頂

在正式頂升前進(jìn)行試頂，檢查兩個(gè)千斤頂?shù)耐叫?、穩(wěn)定性。確認(rèn)一切正常后開始試頂。試頂高度定為2 mm，試頂過程中，對(duì)箱梁及承臺(tái)進(jìn)行監(jiān)測，觀察有無異常變化，如油管接頭、千斤頂工作是否正常，有無漏油現(xiàn)象，若發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)立即停止頂升［4］。

4.5 頂升

頂升施工采用雙控模式，以頂升力控制為主，位移控制為輔［5］。頂升施工時(shí)用一臺(tái)油泵進(jìn)行加壓，以保證兩只千斤頂?shù)耐叫裕斏袊?yán)格控制油壓和千斤頂行程，確保兩側(cè)同步頂升。當(dāng)梁體達(dá)到頂升設(shè)計(jì)高度后，持荷、穩(wěn)壓，取出支座。通過預(yù)安裝的百分表隨時(shí)監(jiān)控梁體頂升的高度及位移量，兩端頂升最大偏差控制在1 mm 以內(nèi)，如偏差大應(yīng)馬上停泵調(diào)整，最高頂升高度為8～10 mm。

頂升過程中，安排專人對(duì)箱梁的各個(gè)部位及橋臺(tái)和相鄰橋墩進(jìn)行監(jiān)測并記錄數(shù)據(jù)，觀測有無異常變化，確保施工中均勻頂升，上部結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)裂縫、偏移。此外，安裝 2 套百分表監(jiān)測梁體橫向位移變化，若出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即停止頂升，查明原因并調(diào)整，以確保施工安全。

4.6 支座拆除

拆除支座前安放臨時(shí)支墩，臨時(shí)支墩采用Ф400×13 mm 鋼管，鋼管兩端焊接Ф530×20 mm 法蘭（見圖 3），頂部法蘭焊接時(shí)保證和箱梁底面平行，開始頂升即可放置在臺(tái)帽外側(cè)，隨著箱梁的頂升逐漸推進(jìn)塞進(jìn)。當(dāng)頂升高度達(dá) 8～10 mm 時(shí)，即可拆除錨栓螺栓從上而下取出支座，取出的支座各個(gè)部件用塑料薄膜包裹，防止污染。拆除及組裝的全過程邀請(qǐng)支座生產(chǎn)廠家專業(yè)人士現(xiàn)場指導(dǎo)。

圖3 臨時(shí)支墩平面布置圖

4.7 調(diào)平塊處理及支座安裝

在支座拆除后，觀測混凝土接觸面是否有雜質(zhì)，如有需鑿除調(diào)平塊后安裝支座立模封閉注漿，如無既可重新安裝支座。

1）混凝土表面處理。對(duì)需修補(bǔ)的部位進(jìn)行剔鑿、清理，將雜物全部剔除，將需修補(bǔ)加固的部位進(jìn)行打鑿平整。檢查鑿除后混凝土表面是否密實(shí)，有無明顯空隙，如有空隙也應(yīng)鑿除，并用水沖洗干凈，然后在新舊混凝土接觸面處涂刷一層水泥漿，以便更好地加強(qiáng)結(jié)合面的粘結(jié)［6］。

2）修補(bǔ)材料及修補(bǔ)方法。為保證調(diào)平塊修補(bǔ)質(zhì)量，采用注漿法對(duì)調(diào)平塊進(jìn)行修補(bǔ)，取出支座后墊石底部至調(diào)平塊底凈高為 18.5 cm，施工空間能夠滿足施工，支座下部墊石不受影響?，F(xiàn)場注漿模板采用定制鋼模，模板與梁體及支座上鋼板進(jìn)行可靠連接，接縫處粘貼密封膠，在模板側(cè)面頂部開孔，模板北側(cè)設(shè)置注漿孔，模板南側(cè)設(shè)置出漿孔。灌注材料采用箱梁預(yù)應(yīng)力孔道高標(biāo)號(hào)壓漿材料，施工方法同箱梁的孔道壓漿，壓漿后養(yǎng)護(hù)7 d，施工時(shí)現(xiàn)場預(yù)留同條件試塊 2 組，待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求（C 50）的 90 % 以上后拆除支架及模板。

3）支座安裝。調(diào)平塊修補(bǔ)完成后既可重新安裝支座，注意檢查原支座是否損壞，若損壞則需更換相應(yīng)類型新支座，支座設(shè)置需與設(shè)計(jì)圖紙保持一致，并保證支座安裝穩(wěn)固。

4.8 卸荷落頂

落梁時(shí)以 2 mm 為一級(jí)，逐級(jí)緩慢回落，逐級(jí)退出臨時(shí)支撐墊塊，使梁體均勻緩緩落下。支座安裝符合要求后，回收千斤頂，拆除臨時(shí)支撐，讓梁板回落到原有標(biāo)高。

4.9 施工監(jiān)測

施工監(jiān)測的重點(diǎn)主要有：頂升控制點(diǎn)的位移同步性、上部結(jié)構(gòu)縱橫向位移偏差、鋼支撐垂直度變化等。監(jiān)測必須在頂升前取得原始數(shù)據(jù)，并貫穿于頂升與回落的全過程中。

1）豎向位移同步性監(jiān)測。頂升點(diǎn)位移差對(duì)梁體內(nèi)力影響較大，為了保證梁體結(jié)構(gòu)的安全，對(duì)豎向位移同步性的監(jiān)測是重中之重，以千斤頂?shù)捻斏M(jìn)行校核，使用百分表測量監(jiān)測。

2）千斤頂壓力監(jiān)測。由于豎向位移偏差的存在，千斤頂頂升力與理論值之間會(huì)存在一定的偏差，為了保證液壓系統(tǒng)的安全，任何情況下千斤頂?shù)膲毫Σ坏贸^理論壓力的 20 %，且不得超過千斤頂額定頂升力的 75 %。

3）箱梁水平位移誤差監(jiān)測。以橋臺(tái)上的抗震擋塊作為參照物，頂升的全過程用百分表定時(shí)觀測箱梁的水平位移。

4）支撐結(jié)構(gòu)垂直度偏差監(jiān)測。支撐結(jié)構(gòu)安裝垂直度控制在 0.5 %，頂升過程中不得超過 1 %，當(dāng)接近 1 % 時(shí)應(yīng)暫停頂升、分析原因，采取確實(shí)可行的糾正措施后，方可繼續(xù)頂升。

5 修復(fù)完成后橋梁評(píng)價(jià)

同步頂升修復(fù)完成后，采用觀察法、無損檢測法、動(dòng)靜載試驗(yàn)檢測法對(duì) RD2 匝道第 2 聯(lián)箱梁進(jìn)行全面檢查。檢查結(jié)果為：①該聯(lián)箱梁結(jié)構(gòu)整體狀況較好，未因頂升施工造成箱梁結(jié)構(gòu)缺陷、構(gòu)件病害產(chǎn)生；②主梁混凝土強(qiáng)度、鋼筋保護(hù)層厚度符合設(shè)計(jì)要求；③動(dòng)靜載試驗(yàn)檢測表明：該聯(lián)箱梁結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，整體處于彈性工作狀態(tài)，承載能力滿足設(shè)計(jì)荷載城-A 級(jí)（同時(shí)滿足公路-Ⅰ級(jí)）標(biāo)準(zhǔn)的要求。

6 結(jié)語

本文是針對(duì)新建橋梁支座調(diào)平塊破損，采用整體同步頂升技術(shù)進(jìn)行處理的案例。同時(shí)，在一些服役多年的橋梁工程中，也可采用整體同步頂升技術(shù)對(duì)老化、損壞的支座進(jìn)行更換等，從而提高橋梁技術(shù)等級(jí)和服務(wù)水平。該項(xiàng)技術(shù)具有良好的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益，值得廣泛推廣運(yùn)用。Q