桥梁支座病害及更换技术研究

2019-08-08杨璞

山西建筑 2019年15期

杨璞

(上海青发城市建设管理有限公司,上海 201700)

1 研究背景

我国桥梁规模及数量的不断增多，结构技术的不断创新与突破，促使桥梁支座领域取得快速发展，同时各种支座病害也逐步凸显出来，问题十分尖锐。本文从桥梁支座的主要功能及其重要性出发，对桥梁支座的发展现状及实际应用过程中的常见病害进行综述，从各方面深入分析桥梁支座出现病害的原因并就减少支座病害的措施进行探讨，最后结合山西太原某重点项目对支座的更换技术进行了重点研究。

1.1 支座的主要功能

桥梁支座，主要布设于桥梁上部梁体与下部墩台之间，其主要功能如下：

1)正常使用功能：传递竖向及水平荷载，适应结构平动、转动变形；

2)特殊功能：减震、抗拉、高度可调等。

1.2 桥梁支座发展现状

我国桥梁支座的发展始于20世纪60年代，已发展成熟，标准相当完善的主要有盆式支座、球形钢支座和板式橡胶支座等常规支座，以及如铅芯隔震支座，高阻尼隔震支座、拉索减震支座、摩擦摆减隔震支座等减隔震支座，此外，还包括如抗风支座、拉压支座、减振降噪支座、调高支座等特殊功能支座。

1.3 桥梁支座常见病害及原因分析

1)锈蚀严重、密封失效(见图1,图2)。成因：密封性能差；表面防腐处理不当，长期外露而失效。

2)橡胶老化严重(见图3)。成因：生产质量控制不严，使用再生胶；设计选型不当或安装质量控制不严，造成局部支座承载性能长期超出设计值。

3)支座位移、转角等过大而超出使用要求(见图4～图6)。成因：需求未能准确提供，设计富余量不够；安装控制不严，过早释放支座约束。

4)支座脱空，下垫石混凝土碎裂(见图7,图8)。成因：施工质量控制不严，误差过大；局部支座受载过大。

5)支座出现安装错误，影响正常使用(见图9,图10)。成因：安装质量控制不严。

2 减少桥梁支座病害的措施及常见支座更换方法

2.1 减少桥梁支座病害的措施

桥梁支座性能的好坏直接影响到桥梁结构的正常使用。因此，不仅应重视后期运营中的养护维修，更应重视前期的选型及质量控制。做到“防患于未然”，具体体现在以下几方面：

1)设计方面。

在选型时应充分考虑支座的性能参数需求，同时，应结合实际施工情况选择合理的支座类型，从源头避免病害的出现。如对于预制梁体支座，为适应梁体制作、安装等误差，可采用具有高度可调节功能支座进行支座高度调节，避免支座脱空，确保各支座受力均匀。

2)生产制造方面。

应坚持“质量第一”的控制原则，以质量为导向，注重从原材料至成品出厂全方位的质量流程控制及可追溯性验证。

3)安装方面。

应加强对安装人员质量意识的培训，应严格按照厂家安装指南及相应规范、标准进行产品的安装。应注重过程质量的检验，及时发现问题并解决。

2.2 常见支座更换方法

桥梁支座一旦出现病害后，一般很难通过简单的方法进行加固修复，通常需采取特殊措施将梁体顶升，进而对支座进行更换，目前，常用的梁体顶升方法及各自的优、缺点见表1。

表1 常见梁体顶升方法及各自优缺点一览表

3 山西太原某项目支座更换实例

3.1 工程概况

太原市某项目是太原市快速通道的重要组成部分，其为预应力连续箱梁结构。通过现场调查发现桥梁个别支座存在安装位置与设计不符、部分支座发生严重变形、垫石混凝土局部发生破损等病害(见表2)，已严重影响桥梁结构的正常运营。

3.2 工程场地特点、更换方法选择

为使桥梁结构能按设计要求正常运营，本着安全、可靠、经济、合理的基本原则，根据该桥各墩台所处位置现场环境条件，合理地选择不同方法对该桥病害支座进行更换维修(如表2所示)。

3.3 支座更换工艺流程

根据现场实际情况，确定本项目支座更换方法主要有两种：1)直接在墩顶及系梁上搭设支架，并在支架上安放千斤顶进行顶梁，更换支座(墩P5-1,P2-1,P3-1/2)；2)在地面上搭设支架，并在千斤顶上安放千斤顶进行顶梁，更换支座(墩P1-1/2)。

表2 支座病害及更换方法一览表

支座更换工艺流程为：1)场地平整、加固(支架基础承载力应满足设计要求);2)搭设支架(支架强度、刚度、稳定性应通过验算、满足要求);3)安放千斤顶(千斤顶使用前应进行校核，确保能正常使用);4)梁体顶升(采用同步顶升工艺，顶升前须进行试顶，确保无误后正式顶梁，顶升按照每顶5 mm便施加一次垫块、直至顶升高度高出支座本体高度5 mm左右的顺序依次缓慢、匀速进行);5)设置临时支撑(应采用可靠构件，如钢板);6)取出病害支座;7)支座垫石、梁底楔形块凿毛、找平，安装新支座，固定;8)灌浆(灌浆料采用无收缩高强灌浆料，技术性能满足相关标准要求);9)待灌浆料达到设计强度后，进行落梁，并对支座周边进行修饰;10)拆除支架、恢复场地。