老福山立交橋橋墩支座更換設(shè)計(jì)

鄭永陽(yáng)

（南昌市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院，江西 南昌 330038）

1 工程概況

南昌市老福山立交橋建于1993年。老福山立交位于南昌市南北向主干道八一大道、井岡山大道。設(shè)置在八一大道、井岡山大道、站前路、站前西路、廣場(chǎng)南路等五條道路的匯合處，是南昌市交通咽喉及樞紐，交通十分繁忙。

老福山立交為環(huán)形立體交叉，一層為地面，主要為非機(jī)動(dòng)車道，二層環(huán)橋分別設(shè)有4條單向匝道，4條雙向匝道與上下層道路相接，三層高架為南、北向機(jī)動(dòng)車輛直行。

本橋按荷載汽車-20級(jí)，掛車-100設(shè)計(jì)。

124#～128#高架橋北端位于R-450 m曲線內(nèi)，南端為直線段，橋面寬15.88 m?？鐝綖?6.41 m+3×18 m，為40#鋼筋混凝土箱梁（現(xiàn)澆）。下部為單樁單柱，單點(diǎn)支承，樁徑為1.5m，柱徑為1.2 m，柱用25#混凝土澆筑，樁為鉆孔灌注樁。

2 病害分析

老福山立交橋至今運(yùn)營(yíng)時(shí)間已有近20 a，支座已經(jīng)不具備原有的全部功能，部分支座在施工過程中安裝不平整，也影響支座功能的使用；已經(jīng)出現(xiàn)了部分支座損壞、墩柱傾斜、上部結(jié)構(gòu)箱梁位移后不能夠回位的橋梁病害，已經(jīng)嚴(yán)重影響到橋梁使用的安全。根據(jù)橋梁檢查情況和專家評(píng)審意見，各橋墩處支座予以更換。

3 設(shè)計(jì)概要

結(jié)構(gòu)采用空間程序（橋梁博士V3.0）電算內(nèi)力，頂升工況：箱梁鋼筋混凝土容重26 kN/m3；模板重 0.5 kN/m2；橋面鋪裝 10 cm，容重 26 kN/m3，及欄桿5.83 kN/m。不考慮車輛及人群荷載。

4 主要施工方案

4.1 箱梁頂升支架方案

支座更換最關(guān)鍵的是將上部結(jié)構(gòu)箱梁頂起，頂升的高度既能滿足支座更換的凈空要求，又能滿足上部結(jié)構(gòu)箱梁受力方面的要求；同時(shí)頂梁支架的結(jié)構(gòu)形式和施工安排盡量減少對(duì)城市交通的影響。

綜合各方面的要求，本次支座更換的橋梁頂升使用超薄千斤頂和125#～127#墩柱夾箍加強(qiáng)，超薄千斤頂直接安放在墩柱頂?shù)姆桨?，使頂梁支架占地面積小、承載能力大、便于安裝和拆除、安全可靠。布置頂梁千斤頂時(shí)圍繞墩柱對(duì)稱布置，保證墩柱均勻受力。

4.2 箱梁頂升施工方案

箱梁頂升前，全面檢查箱梁已有裂紋情況，在頂升過程中安排專人觀察裂紋發(fā)展情況，以便及時(shí)作出方案調(diào)整；頂升完成以后，再對(duì)裂紋檢查，并對(duì)前后裂紋作出比較。對(duì)墩柱裂紋進(jìn)行加固封閉處理。

拼裝鋼管腳手架、安裝墩頂夾箍。液壓千斤頂按設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑奈恢冒惭b到位。

每個(gè)橋墩頂升力按設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑臄?shù)值執(zhí)行，頂梁頂點(diǎn)位置分別在每個(gè)墩柱的兩側(cè)對(duì)稱布置頂梁支點(diǎn)，每側(cè)頂梁支點(diǎn)布置2臺(tái)液壓千斤頂，這樣每個(gè)橋墩布置4臺(tái)液壓千斤頂（124#和128#墩對(duì)稱布置2臺(tái)千斤頂），共使用液壓千斤頂32臺(tái)。

各頂點(diǎn)頂力對(duì)頂梁過程中梁體上部結(jié)構(gòu)受力影響很大，頂力控制要求準(zhǔn)確，因此施工中的頂力嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的頂力控制，并做到分級(jí)、同步加載；在千斤頂與箱梁底板之間加墊橡膠墊和鋼墊塊，確保箱梁混凝土局部受力安全。

千斤頂布置以后，按計(jì)算頂力試頂，檢驗(yàn)液壓設(shè)備狀況，保證各機(jī)械和設(shè)備符合規(guī)定要求，用鋼墊塊打好臨時(shí)支撐，轉(zhuǎn)入下一道施工工序。

頂梁：本項(xiàng)目頂升使用先進(jìn)的同步頂升系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)箱梁頂升位移和頂力嚴(yán)格控制的目標(biāo)。按照分級(jí)、均衡、同步加載的方法，將該橋上部結(jié)構(gòu)全部頂起。加載過程中，按照各頂點(diǎn)設(shè)計(jì)頂力分級(jí)、均衡、同步加載，控制每一臺(tái)的頂力，防止橋梁上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不均衡受力，防止墩柱出現(xiàn)偏心受力。箱梁頂升到位，使用臨時(shí)鋼墊塊對(duì)千斤頂布置保險(xiǎn)后，開始更換支座。

頂梁過程中，以頂力和位移雙控，保持梁體原受力狀態(tài)，保持各頂升點(diǎn)位移一致。保證頂梁位移在相鄰兩墩的位移高差不超過4 mm。具體頂力大小、油表讀數(shù)、分級(jí)控制、位移測(cè)量將按設(shè)計(jì)圖紙給出的頂力，結(jié)合頂?shù)男阅苤朴喸敿?xì)的頂升施工工藝。

頂升到位以后，將各支點(diǎn)臨時(shí)固定，確保個(gè)固定點(diǎn)牢靠以后，轉(zhuǎn)入支座更換工序。

4.3 支座更換施工方案

箱梁頂升以前，對(duì)全橋支座安裝和使用情況做出全面的檢查，針對(duì)支座存在的不同問題提前制定好相應(yīng)的更換方案，提前安排好支座更換的材料、設(shè)備和人員。

為確保預(yù)埋螺栓的完好，將原支座上下位移超出預(yù)埋螺栓，水平移動(dòng)取出原支座后，將新的支座平移安裝到位，用預(yù)埋螺栓固定；為保證支座安裝平整，上下支座板用鋼楔塊墊平，在上下支座板周圍做好封閉，注滿環(huán)氧樹脂。

4.4 124#墩～128#墩箱梁平移方案

124#墩～128#墩上部結(jié)構(gòu)箱梁目前處于扭曲變位，而且不能回位的情況，該情況影響到該段箱梁的結(jié)構(gòu)安全，要求平面移動(dòng)將該段箱梁回歸到原設(shè)計(jì)位置。

封閉該段交通，拆除兩端伸縮縫。124#～128#墩共有10個(gè)墩柱，10個(gè)盆式橡膠支座。將該段箱梁的四個(gè)方向設(shè)置水平移動(dòng)限位器；按照橋梁頂升方案將該段箱梁頂起，將10個(gè)盆式橡膠支座的約束全部解除，并將10個(gè)盆式橡膠支座內(nèi)的四氟板上投放硅脂，增加滑動(dòng)性，將整段箱梁安放在10個(gè)支座的四氟板上；在伸縮縫處布置水平千斤頂，給箱梁水平施力，調(diào)整四個(gè)方向的水平限位器，將箱梁調(diào)整到位。

箱梁調(diào)整到位之后，及時(shí)按照支座更換施工方案更換橋墩的10個(gè)盆式橡膠支座。

4.5 126#墩傾斜處理方案

126#墩傾斜7 cm，不能施行強(qiáng)制回位，應(yīng)該采取自動(dòng)回位的施工方案。

按照橋梁頂升方案將該段箱梁頂起，更換為特制的單向滑動(dòng)支座，并將支座內(nèi)的四氟板上投放硅脂，增加滑動(dòng)性，將箱梁安放在支座的四氟板上，等待一段時(shí)間，做好過程觀察，讓墩柱自由回位；待墩柱回歸到位后，將該墩單向滑動(dòng)支座固定，轉(zhuǎn)換為固定支座。

5 施工步驟及施工工藝

5.1 拆除伸縮縫

拆除橋頭兩側(cè)伸縮縫，在原伸縮縫的間隙處用木板或橡膠臨時(shí)填塞，避免起頂時(shí)梁體的縱向滑移。

5.2 支架搭設(shè)

采用竹子、木材、鐵線搭設(shè)施工平臺(tái)安放設(shè)備，平臺(tái)寬度要求滿足油泵、材料、工作人員操作的要求，支架要穩(wěn)固。

5.3 梁體頂升及支座更換

頂升前要先在墩柱頂支座鋼板范圍以外鑿開部分混凝土，整平并清理干凈，對(duì)每個(gè)墩臺(tái)的左、右原始高度進(jìn)行記錄，以便比較和控制頂升量，在施工過程中要仔細(xì)觀察活塞面上升是否均勻，出現(xiàn)不均勻情況要停止加油壓并馬上卸載，重新放置鋼板調(diào)整好位置再加油壓頂升。本次頂升為整聯(lián)同步頂升，每次頂升高度控制在5 mm以內(nèi)，每次頂升完成以后，需馬上比較各墩臺(tái)之間的頂升量及一個(gè)墩臺(tái)左、右兩側(cè)的頂升量的偏差，使每個(gè)墩臺(tái)之間的頂升高差控制到小于4 mm范圍內(nèi)。不斷重復(fù)以上過程直至符合新盆式支座的安裝高度要求。

頂升完成后，安裝好新的盆式橡膠支座，就可以卸載了。卸載施工工藝與頂升施工工藝正好相反，每次下降5 mm，做出檢查。卸載完成后，對(duì)盆式支座進(jìn)行補(bǔ)焊，支座更換結(jié)束。

6 結(jié)論

目前，正在服役的城市立交橋數(shù)量非常多，其中的大多數(shù)橋墩支座都存在不同程度的病害，給橋梁的安全性、耐久性和可靠性帶來了不利影響。正確分析和總結(jié)既有立交橋橋墩支座的病害及其成因，對(duì)于橋梁的維修有著重要意義，同時(shí)，本文提出的更換支座的措施對(duì)今后橋墩支座更換也有重要的參考價(jià)值。

[1]姚玲森.橋梁工程[M].北京:人民交通出版社,1996.

[2]JTGD62-2004,公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].2004.

[3]JTG D60-2004,公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S].2004.