史永峰

山东省公路桥梁检测中心有限公司 山东 东营 257100

引言

现代桥梁的长度、规模不断增加，支座成为影响桥梁安全可靠运行的重要构件。桥梁支座在桥梁中主要是承受上部结构的载荷作用力，并将这些载荷及时传导到桥梁底部基础工程中，减少桥梁上部的压力。因此，桥梁支座施工建设的质量直接影响桥梁的整体安全运行。桥梁支座如果发生破损的情况，非常容易出现影响桥梁安全的风险因素。本文从桥梁支座的特点出发，分析了桥梁支座发生破损的主要原因，对垫石加固桥梁支座的施工技术要点进行分析，研究了支座更换的工艺技术。

1 桥梁支座概述

1.1 桥梁支座

桥梁支座是位于桥梁的墩台之上，顶面用来支撑桥梁的上部结构；能通过把桥梁的上部结构固定在墩台上，将上部结构承载的作用力传递到墩台上。桥梁支座的作用主要是：有效传导桥梁上部结构产生的恒载，活载荷产生的竖向、水平方向的支撑反作用力。支座要保证上部结构在载荷、周围环境和天气环境的变化下，以及桥梁混凝土结构的收缩变形下能产生自由变形，这样就能保证上部桥梁结构在受力情况下满足桥梁稳固运行的静力图示。因为支座这种承上启下受力的主要作用，在施工中对支座的安全安装、可靠运行要高度重视。

1.2 桥梁支座的主要问题表现

我国桥梁施工中，虽然支座的作用非常重要，但受到多重因素影响，现有桥梁支座的安装质量还存在一些薄弱环节，和西方现代化国家的桥梁支座安装质量还有一定差距。目前，国内桥梁支座的质量问题主要表现为：一是桥梁支座的安装位置精度不高。桥梁的跨度结构和墩台之间设置的支座是保持桥梁稳定的重要构件，但目前存在支座横向偏移过大，顺桥向位置出现偏差，支座矩形支架长短方向受力不均匀等情况。二是桥梁支座的受力不均匀，没有完全受力，导致支座的结构部分出现受力过大的情况，从而产生支座脱空、半脱空，敲击移动等结合不紧密的情况。三是桥梁支座的垫石高度不符合设计要求，导致桥梁支座的承受负荷不均衡，桥梁质量不达标造成严重的安全隐患。支座垫石的问题主要表现为施工浇筑导致的脱空，桥梁支座下部垫层钢板受力不均匀或者是尺寸太小无法全面承力等。四是支座产生剪切力变形，导致桥梁支座的整体承载能力下降，存在断裂的风险。五是支座型号、施工流程不满足设计标准，导致支座的安全运行受到直接影响。六是支座梁的底部钢板没有经过良好的防腐处理，容易出现老化腐蚀现象，造成支座底部不牢固，出现较大位移或者是倾倒的问题。

1.3 桥梁支座存在问题的原因分析

从施工前期准备阶段看，桥梁支座的问题和支座选用的材料有很大关系。有的企业为节约施工成本，使用的支座钢材选用的是普通钢板，这些钢板存在废旧钢材回炉再造的可能，导致钢板很容易出现腐蚀、锈蚀情况。而且钢板的平整度不满足设计要求，外形尺寸存在偷工减料的缩水情况，这些问题都导致支座的钢结构质量受到直接影响。在进行支座安装过程中，因为施工操作人员对支座的安装经验不足，不能严格执行设计标准和工艺规范，导致支座的施工质量难以得到全面保证。因为支座的整体结构比较简单，安装的技术含量不是很高，导致施工人员忽视了支座安装的质量控制，存在施工放样细节处理不到位，支座标高控制不符合规范等[1]。

从施工管理阶段看，桥梁支座的安装施工管理中的问题主要表现为：施工管理中的技术交底内容不详实，技术要求不清晰准确，导致施工方和设计方对设计要求存在理解歧义。很多单位还在采用书面技术交底的方式，因此，现场操作人员很容易出现对施工安装要求不清楚、不到位的情况。施工人员的专业技术不到位，施工中没有领会施工标准和要求，导致施工中存在分工混乱、责任不明确等情况。施工监理在现场监督不够，现场操作人员施工标准随意降低，每道工序的施工验收难以全面落实，导致不合格的施工工序进入下一道施工流程作业，为后续的支座施工质量埋下风险隐患。施工部门对支座的安装不够重视，认为支座安装的技术要求不高，不需要做太多的技术和人员准备。而且桥梁支座的施工时间比较长，在后期管理中，存在管理松散、管理不到位的问题。目前很多施工企业尚未建立起桥梁支座的自检自查体系，在安装施工过程中，施工单位的质量意识不强，自检体系难以正常运作，现场质量管理人员责任心不够，导致桥梁支座安装质量受到负面影响较大，难以保证整体施工质量。

2 桥梁支座破损

2.1 桥梁支座的破损表现

桥梁支座产生变形开裂破损等情况，是桥梁施工中常见的问题，但对桥梁的整体质量和安全有重要影响。一般在桥梁支座正式安装完成后，桥梁运行一段时间，受到桥梁上部结构载荷的影响，各种问题会陆续爆发，如支座的垫石出现变形开裂、支座混凝土结构出现裂缝等桥梁支座的破损问题。这些问题如果不能及时处理就很容易导致支座的钢板、垫石接触不够紧固，产生上部的梁箱出现显著的滑移问题。产生这些问题的主要原因是：第一，支座的钢结构箱梁施工安装出现工艺问题，如单跨度的落梁在上梁后再进行焊接连接，这样相比整体焊接完成后再上梁施工的梁箱结构，很容易出现连接应力受力不均匀、应力释放分布不平衡等问题。第二，支座的钢板调平中施工工序不正确。施工单位在进行支座钢板调平中，因为前期板材加工精度不合格，导致落梁完工后存在大量间隙，只能采用钢板进行填充，现场施工的精度难以达到设计要求。第三，支座的垫石结构在没有进行预处理就进行施工，导致支座垫石上的钢板、螺栓等结构难以实现平整度要求，在进行打孔锚固垫石结构时，因为遇到垫石内部的钢筋结构，只能导致孔位错位，让后续的钢板施工时出现孔位不准的情况，为减少施工量，存在现场施工单位强行安装钢板，直接影响支座整体安全[2]。

2.2 桥梁支座破损问题的处理措施

针对桥梁支座存在的各种破损问题，要组织技术工艺专家在现场调查之后进行有效及时处理，避免破损问题加剧，导致桥梁支架难以正常运行。桥梁支座破损问题的处理措施主要包括，顶升现有桥跨的箱梁结构，对桥梁支座出现的破损区域进行修复，更换全部的支座垫石，再重新将落梁安装落下。问题处理的工艺方案如下：

一是做好施工准备。桥梁支座的破损治理属于返工的内容，在正式施工之前，要对需要的材料、设备和人员进行有效组织，对送达现场的施工原材料、半成品质量进行检查，确保项目施工所有使用的材料和构件都符合设计要求。要对施工中需要用到的千斤顶等设备进行校准，需要使用的各类配套专业技术人员都要选用具备上岗资格证书的人员。

二是提高对顶升力等参数指标的计算精度。要在施工现场针对箱梁的受力计算注重全面而不遗漏，注意将箱梁防撞设施的重量计入相关的顶升力参数指标中，要把设计数值和实地测得的数值进行对比后进行桥梁支座的承载力计算。在具体施工过程中，千斤顶等设备安装完成后，统一在之下放置标好编号的油管，并做好记录工作，确保千斤顶的工作状态处于可控状态。

三是桥面约束拆除中要避免出现桥面位移。在顶升施工工序解除之前，保证联系桥梁的纵横结构都处于稳固状态，如伸缩缝、止水条和防撞护栏的连接钢筋等，避免梁体在顶升施工中出现横向位移问题。如果桥梁支座的盖梁设计有混凝土的限位块，就要利用楔形钢块控制混凝土坡面的伸缩部位，以避免限位块发生纵向偏移。

四是保证临时支撑的强度。顶升施工中，要为千斤顶设置临时的钢支撑保险装置，一般是设置在支座箱梁的正下方。支撑结构的钢管壁厚要超过1cm，直径大于15cm，以保证钢支撑的稳固。箱梁的顶升施工中要严格执行施工需要，保证安全施工和施工质量。在箱梁进行顶升施工之前要进行试顶升，主要是以正式顶升的流程组织人员、设备进行演练，保证正式顶升施工中工序质量符合要求和标准，为正式施工做好准备。正式顶升施工中，首先要优化调整顶升力；其次采用支座联合顶升操作，提高支座之间的顶升同步精度。在箱梁脱离之后，要安装稳定可靠的临时支撑，及时组织垫石施工，更换支座，保证新更换的支座钢板和箱梁形成紧密接触，保证受力均匀。

五是提高垫石施工的稳固性。垫石的尺寸大小要满足设计要求，一般选用100cm左右的小正方体石材为宜。垫石钢筋周围的处理中，要针对垫石的间距大小来合理布置钢筋位置，保证钢筋植入的数量，注意施工时钻孔的深度和直径精度，做好孔洞的清洁，为后续的锚固螺栓安装做好准备。

六是支架更换过程中要注重细节精度的把控。在更换支座施工中，对于橡胶支座，利用倒链进行牵引施工，保证支座平台高度和预埋的钢结构顶面的水平。旧橡胶支座移除之后，新的橡胶支座也利用倒链移动到安装位置，要从安装的定位、高程、平整度、外观完整度等多方面坚持监控安装情况，全部指标合格之后才能进行灌浆固定施工。

七是做好支座调平和垫石灌浆、落梁等后续操作。要严格执行设计标准，保证后续各项施工满足设计要求，确保支座梁体稳固地支撑桥梁上部结构[3]。

3 桥梁支座垫石加固

桥梁支座的维护保养中，支座如果出现凹凸不平就会导致箱梁受力不在统一平面上，从而支座出现悬空问题，影响桥梁的整体稳定和安全。目前主要采用3种主要的技术来治理桥梁支撑垫石加固问题，增加垫石的稳固性。

一是捣振填埋半干硬砂浆技术。该技术能使用简单的施工工具，在较短时间内完成支座垫石加固。操作的流程是，首先把支座底部的支撑面采用风镐、弯嘴等设备进行凿毛处理，在经过检查之后进行捣振泥浆施工，采用先上后下，先轻后重的方式进行捣鼓、封固施工。支座使用的捣填泥浆一般不高于100mm，如果超过范围就要用分层分次捣固施工，确保捣固厚度不超标。在捣固完成之后，要采用水泥砂浆制作流水坡，坡度控制在1∶1.5，顶面要略低于支座底面，以避免底部积水。前面施工完成之后，就对流水坡和砂浆面进行湿草袋覆盖的养护。一般养护7d左右。

二是环氧树脂砂浆技术。主要是利用新型的环氧树脂砂浆混凝土进行施工，利用环氧树脂砂浆混凝土施工效率高、凝固快的优势，缩短施工周期。在施工中也要进行凿毛施工。为避免环氧树脂在支座上过于黏稠，可以先在支座底模刷涂机油、垫上塑料材料如旧水泥袋进行隔离。环氧树脂混凝土相比传统混凝土具有更好的强度，能更好地保证垫石结构不出现开裂等问题。

三是注铅技术。该技术主要是提高平板支座的整治处理强度。主要是要把支座顶起之后，沿着支座四周开凿出一条环形槽。在清理环形槽并干燥之后，作出支座顶面的围模，一般高度和宽度要适应支座的底缝情况进行调整。要设置注铅液的入口和排气孔。在利用铁桶加热铅块之后，将铅液快速注入围模中。要一次性注满支座的缝槽。在注入1～2min之后，就可以进行多余铅体的清理，并利用锤击，保证铅体和混凝土槽口的紧密连接[4]。

4 桥梁支座更换

桥梁支座的更换目前常用的是扁顶法更换，就是利用超薄液压千斤顶顶起梁体。用在控制梁体上升速度，保证同一桥跨中各梁体受力均匀同步的情况下进行支座更换。鞍座支撑法、枕木支撑法等也是常见的更换方式，桥梁支座更换施工要使用多种大型机械设备，如液压站、装载车、气割设备、液压分配均衡器等。

5 结束语

桥梁支座破损是影响桥梁安全使用的重要因素。本文分析桥梁支座破损后的施工流程，针对桥梁垫石加固研究了技术施工方法。要高度重视桥梁支座破损更换和垫石加固工作，以桥梁支座的安全运行保证桥梁的安全可靠使用寿命。