宋 福，石秋君，班新林，佟嘉明

(1.神華新準鐵路有限責任公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000;2.中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所，北京 100081)

隨著我國高速鐵路的陸續(xù)建設，橋梁結(jié)構(gòu)在線下工程中所占比例也不斷增加，其中多條高速鐵路60%以上正線采取了高架方式，32 m簡支箱梁作為一種常用梁型被廣泛地應用在高速鐵路橋梁建設中。橋梁支座作為橋梁工程上、下部結(jié)構(gòu)的連接、傳力部件，其優(yōu)、劣程度直接影響橋梁的整體性能。

盆式橡膠支座通常由上支座板(含不銹鋼板)、平面滑板、黃銅緊箍圈、中間鋼襯板、承壓橡膠板、橡膠密封圈、下支座板、錨栓等主要部件組成，其中承壓橡膠板是盆式橡膠支座的核心部件，起著承載、傳力、轉(zhuǎn)動的作用。支座的結(jié)構(gòu)構(gòu)造見圖1。

圖1 盆式橡膠支座結(jié)構(gòu)構(gòu)造

1 工程概況

新建鐵路石家莊至武漢客運專線鄭州至武漢段漯駐特大橋，位于鄭武鐵路鄭武定測第二段測段內(nèi)。專線設計速度350 km/h，正線數(shù)目為雙線，線間距5 m，橋上線路為CRTSⅡ型板式軌道結(jié)構(gòu)。孔跨布置為連續(xù)剛構(gòu)、24 m簡支梁、32 m簡支梁、連續(xù)梁，中心里程DK881+080.868，橋全長61 598.735 m。此前橋梁上部的防水層、防護墻、豎墻、底座板、軌道板及鋼軌已全部安裝完畢。

需要更換支座的橋址位于河南駐馬店市遂平縣境內(nèi)，上部結(jié)構(gòu)為標準設計的32 m后張法預應力混凝土雙線簡支箱梁;所用支座為客運專線鐵路盆式橡膠支座KTPZ-5500 kN、地震動峰值加速度≤0.1g、設計轉(zhuǎn)角0.02 rad。

在 1369#—1353#墩(DK895+130.750—DK894+607.325)合計16跨箱梁的64個支座，由于施工時將梁體兩端支座位置裝反需要更換，即將原固定支座與縱向活動支座進行調(diào)換，原橫向活動支座與多向活動支座進行調(diào)換。

為了減少支座更換工作對橋上線路的影響，建議同一墩上的兩孔簡支梁的梁端同時起頂，并控制起頂高度和速度一致，最大起頂高度控制在5 mm。支座更換方式示意如圖2。

圖2 支座頂升及調(diào)換方式

2 軌道系統(tǒng)受力檢算

1)計算模型

圖3 計算模型

圖3為參考德國博格公司相關設計理念，針對我國CRTSⅡ型板式無砟軌道系統(tǒng)的特點，建立的總長130.7 m的橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道系統(tǒng)的理論計算模型。

在計算模型中，橋梁結(jié)構(gòu)包括四跨32 m雙線預應力混凝土簡支箱梁(梁長32.60 m，跨徑31.50 m，梁端懸長0.55 m，梁縫0.10 m)，軌道系統(tǒng)包括兩線底座板、軌道板、CA砂漿層、硬泡沫塑料板、鋼軌等。其中，鋼軌與軌道板之間的扣件聯(lián)結(jié)用非線性彈簧模擬，底座板、CA砂漿層和軌道板按整體截面考慮，底座板與每跨簡支梁在固定支座上方利用剪力齒槽固結(jié)，底座板與橋梁之間的“兩布一膜”隔離層的滑動特性按非線性彈簧模擬，分布于每跨梁端兩側(cè)各1.5 m范圍內(nèi)的硬泡沫塑料板按彈簧模擬。

2)計算工況

在更換支座頂梁作業(yè)之前，必須確定頂升方式、頂梁位置、頂升高度，以及各千斤頂間的頂升高差等一系列控制指標。為此，假設需要更換的是5#支座(見圖3)，并對4#，5#支座同步頂升5.0 mm時軌道系統(tǒng)的受力狀態(tài)進行計算分析。

3)計算結(jié)果

表1為4#，5#支座同步頂升5.0 mm時，軌道系統(tǒng)中鋼軌和軌道結(jié)構(gòu)的應力極值，表中附加頂舉力指千斤頂克服結(jié)構(gòu)自重后需要的額外頂舉力。圖4、圖5為軌道結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及應力沿軌長方向的變化情況。

表1 同步頂升5.0 mm時的附加頂舉力和軌道系統(tǒng)應力極值 MPa

圖4 軌道結(jié)構(gòu)軸力

圖5 軌道結(jié)構(gòu)應力

計算表明，鋼軌和軌道結(jié)構(gòu)的受力最不利位置在4#支座和5#支座間梁縫的上方。

4)頂升高度的影響

更換支座頂升梁體時，梁體的最終頂升量要根據(jù)實際情況和具體需求確定，但必須考慮頂升高度對橋上軌道系統(tǒng)的影響。4#，5#支座同步頂升時，頂升位移與支座附加頂舉力、梁縫位置正上方混凝土軌道結(jié)構(gòu)應力之間的關系分別見圖6、圖7。

圖6 同步頂升時附加頂舉力與頂升位移的關系

圖7 同步頂升時軌道結(jié)構(gòu)應力與頂升位移的關系

3 頂梁及更換支座

3.1 頂梁作業(yè)

在更換支座之前，首先應將支座周圍的圍板拆除，然后將支座下座板周圍的灌漿料清除干凈，并安裝支座的臨時連接裝置，保證支座更換時的整體性;同時拆除錨固螺栓，準備頂梁。

頂梁作業(yè)的施工應控制好下述幾點。

1)千斤頂選擇

漯駐特大橋橋梁的結(jié)構(gòu)形式為標準設計的32 m后張法預應力混凝土雙線簡支箱梁，通橋(2008)2322A-Ⅱ，此種梁頂梁位置大多設置在梁端支座內(nèi)側(cè)防落梁處。因此，建議施工時頂梁位置設在梁端支座內(nèi)側(cè)的防落梁處。頂升梁體更換支座時，拆除防落梁裝置，在箱梁底面的預埋鋼板位置進行頂梁作業(yè)，千斤頂要求的數(shù)量與支座的數(shù)量相同。

頂梁作業(yè)時，橋上不允許列車通行，千斤頂?shù)捻斉e重量為橋梁自重和二期恒載之和。綜合考慮各種不利因素的影響，計入1.2倍以上的增大系數(shù)比較合適，但各個千斤頂?shù)捻斉e重量也不宜有較大差別。據(jù)此，對頂梁換支座時千斤頂?shù)倪x擇提出如下建議:

①千斤頂?shù)臄?shù)量n。n≥N+1，N為頂梁位置處支座的數(shù)量，增加的1個千斤頂為備用千斤頂。

②千斤頂?shù)膰嵨籺。T≥t≥1.2R，T為支座的噸位，R為支座的恒載反力，即“自重+二期恒載”時的反力。

郝桂芹說,打單號,十個號范圍就小嗎？組六時,買方勝率33%,組三 20%,要是豹子呢,勝率只有10%。如果買單選和組選,從“000”到“999”,那是一千個號呵。單選勝率千分之一,組選勝率是千分之三呵。這個范圍是什么概念？是太平洋、大西洋、印度洋呵。而那個撲朔迷離的開獎號,就是一根針,一根飄忽不定的針,你知道嗎？！

2)起頂量控制指標

根據(jù)德國無砟軌道維修中關于更換橋梁支座或者由于橋墩下沉對橋梁支座進行調(diào)整的說明和我國《客運專線預應力混凝土預制梁暫行技術條件》及設計要求，各種工況下(包括頂梁換支座時)，梁體四支點應位于同一平面，誤差不應大于2 mm，且同跨橋梁梁端兩個支座在頂升過程中的位移之差不允許超過1 mm;同時根據(jù)以往的科研報告及理論分析和更換支座的實際施工經(jīng)驗，在頂升高度≤5 mm時，不致對橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道系統(tǒng)造成明顯的不利影響。

根據(jù)上述規(guī)定，提出CRTSⅡ型板式無砟軌道橋梁頂梁作業(yè)的起頂量控制指標如下:

①同一橋墩上的所有支座必須同步抬高;

②一個橋墩上所有支座的頂升量h≤5 mm;

③同一橋墩上兩跨梁的頂升高差Δh1≤1.0 mm，同跨梁一端兩個支座的頂升高差Δh2≤1.0 mm;

④當僅頂升一個橋墩不能滿足要求時，可以在相鄰橋墩上同時操作，以獲得更大的頂升高度。此時，各橋墩必須同時滿足上述①～③條的要求。

3)頂梁作業(yè)流程(圖8)

圖8 頂梁作業(yè)基本流程

頂梁時，按照每分鐘0.1～1.0 mm的上升速度開始頂升，頂升高度達到1 mm時，停止頂升，由專業(yè)人員觀察梁體微小變化;每頂升2 mm停止1次，在墩柱上安裝臨時支撐，采集位移數(shù)據(jù)，并與理論計算數(shù)據(jù)復核。如果實測數(shù)據(jù)與理論計算數(shù)據(jù)吻合繼續(xù)頂升，否則應立即查找和分析原因，直到頂升高度達到支座調(diào)換安裝的施工要求。當原支座能夠順利取出時，必須馬上停止頂升，立即加固臨時支撐。

3.2 支座更換

在頂梁作業(yè)結(jié)束后，迅速取出原有支座，鑿去支承墊石頂面混凝土灌漿層，用高壓水槍清洗混凝土表面，然后將備好的支座安放入位，調(diào)平支座。

更換支座作業(yè)應控制好下述幾點。

1)螺栓及套筒直徑不匹配

本次支座的更換為原固定支座與縱向活動支座進行調(diào)換，原橫向活動支座與多向活動支座進行調(diào)換。由于該種支座采用螺栓與套筒的錨固方式，具備支座更換的條件，但套筒已與墩體通過灌漿料連接成整體;因此本次更換作業(yè)在不破壞套筒的前提下進行，即利用原位處的套筒固定更換后的支座。原固定支座與縱向活動支座的上下支座板的固定螺栓型號一致，可以直接進行調(diào)換，但原橫向活動支座與多向活動支座的下座板螺栓型號和預留套筒的直徑大小有差異，即原橫向活動支座螺栓的直徑為36 mm，多向活動支座螺栓的直徑為24 mm。據(jù)此，對換支座時螺栓直徑大小的變化提出如下建議。

①原橫向活動支座換至原多向活動支座處后，將橫向活動支座的下座板螺栓孔內(nèi)加裝一過渡套筒，套筒外徑為φ38 mm，與原螺栓孔配合，內(nèi)徑為φ26 mm，與M24的螺栓相配合，但要保證更換后的螺栓與套筒和下座板之間的緊密連接。并且將M24螺栓材質(zhì)進行提升，使更換后的螺栓在抗剪強度上滿足原設計要求。

②原多向活動支座換至原橫向活動支座處后，將多向活動支座的下座板進行更換，換成螺栓孔為M36的橫向活動支座下座板，使之與預埋套筒內(nèi)徑相匹配。

2)梁端位移

考慮到梁體在溫度、徐變、荷載等條件的影響下將產(chǎn)生梁端的縱向位移，對支座更換產(chǎn)生不利影響。經(jīng)對現(xiàn)場進行的實地考察顯示，由于梁體在施工和安裝時與目前更換支座的環(huán)境溫度基本一致，且橋梁施工后還沒有正式驗收運行，所以梁端并沒有發(fā)生明顯的縱向位移(實測值均＜1 mm)。由于錨栓孔直徑均比錨栓直徑大2 mm，該位移不會影響錨栓的正常安裝。

3)支座灌漿

支座更換后，需要對更換過的支座重新灌漿，灌漿要求應與安裝支座時的施工要求一致，待新灌砂漿層的強度達到設計值后，方可落梁。

4 應急措施

在橋梁的頂升施工中，首先應制定安全可靠、技術可行的施工方案，確保橋梁的結(jié)構(gòu)安全及施工的順利進行，避免異常情況的發(fā)生。但橋梁同步頂升技術有一定的風險，頂升過程中有一定的不確定性。因此針對頂升過程中的關鍵環(huán)節(jié)，假定某種意外情況發(fā)生并制定相應的應對措施，方能在緊急情況下有的放矢，及時正確地處理問題?，F(xiàn)根據(jù)本項目的施工特點及以往的施工經(jīng)驗建議制定如下應急措施。

1)可成立以項目經(jīng)理為首，由橋梁、液壓等方面的專家及經(jīng)驗豐富的技術人員組成的應急領導小組，在緊急情況下可以隨時啟動應急程序。

2)液壓千斤頂漏油。千斤頂應采用較先進裝置，且在頂升前做保壓試驗，理論上漏油的可能較小;如遇千斤頂漏油，泵站不斷給油即可，并及時用臨時支撐支撐。

3)頂升過程中偏向。應采用百分表控制的同步頂升，并由另一套標高及位移測量系統(tǒng)進行復核，必要時進行調(diào)整。

4)頂升系統(tǒng)故障。立即由專業(yè)工程師對系統(tǒng)進行檢查，盡快排除故障，現(xiàn)場有足夠的備品、備件。

5)頂升過程中單點停止工作。停止頂升，臨時支撐，檢查截止閥工作情況，必要時進行調(diào)換。

6)頂升過程中各組位移差超出允許范圍。檢查電子百分表的安裝情況和各油缸的給定壓力，必要時進行調(diào)整。

5 結(jié)語

本文針對我國CRTSⅡ型板式無砟軌道系統(tǒng)的特點，分析了在頂梁作業(yè)時鋼軌應力和軌道結(jié)構(gòu)應力的變化。從計算結(jié)果可以看出，頂升位移和軌道系統(tǒng)的狀態(tài)之間具有較好的線性相關關系，施工時的頂升高度控制在5 mm不致對橋上軌道系統(tǒng)造成明顯的不利影響。同時提出了頂梁作業(yè)時的主要控制指標和頂梁作業(yè)基本流程及應急措施，保障了支座更換工作的正常進行。

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