陳鵬

摘 要：我國(guó)高速鐵路大量采用常用跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，部分運(yùn)營(yíng)高速鐵路橋梁支座存在安裝錯(cuò)誤的情況，橋梁結(jié)構(gòu)不能按設(shè)計(jì)規(guī)定方向變形伸縮，對(duì)線路平順性產(chǎn)生了一定影響，給高鐵運(yùn)營(yíng)安全帶來(lái)了安全隱患。對(duì)此，進(jìn)行鐵路橋梁支座更換有其現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；橋梁結(jié)構(gòu)；支座更換

引言：高速鐵路因其運(yùn)營(yíng)速度高，對(duì)軌道穩(wěn)定性的要求苛刻，為保障橋梁地段的軌道在動(dòng)、靜荷載共同作用的復(fù)雜運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下的穩(wěn)定性，橋梁的梁體設(shè)計(jì)也需要給予特別關(guān)注。為此，高速鐵路橋梁梁體的設(shè)計(jì)幾何尺寸都比較大，以便對(duì)在荷載作用下的梁體變形量進(jìn)行嚴(yán)格的限制。同時(shí)，較大的梁體幾何尺寸，使梁體圬工增加，進(jìn)而使梁體自重大大增加。目前，新建的公路橋梁幾乎全部選用橡膠支座。特別是高速公路橋梁，橡膠支座的用量大，病害多，事故頻繁發(fā)生，支座病害處治及更換刻不容緩。

1.高速鐵路橋梁工程概述

高速鐵路因其運(yùn)營(yíng)速度高，對(duì)軌道穩(wěn)定性的要求苛刻。為保障橋梁地段的軌道在動(dòng)、靜荷載共同作用的復(fù)雜運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下的穩(wěn)定性，橋梁的梁體設(shè)計(jì)也需要給予特別關(guān)注。為此，高速鐵路橋梁梁體的設(shè)計(jì)幾何尺寸都比較大，以便對(duì)在荷載作用下的梁體變形量進(jìn)行嚴(yán)格的限制。同時(shí)，較大的梁體幾何尺寸使梁體圬工增加，進(jìn)而使梁體自重大大增加。就高速鐵路橋梁的32m簡(jiǎn)支梁來(lái)看，梁體的寬度達(dá)到12m，梁高達(dá)到3.05 m，每孔預(yù)制梁需澆筑混凝土310 m 左右，梁體的自重接近900t?，F(xiàn)澆梁由于受澆筑過(guò)程中的內(nèi)模變形等影響，混凝土量更大，梁重甚至超過(guò)900 t，每個(gè)支座的平均荷載僅梁體自重一項(xiàng)便需要達(dá)到220 kN。而4 mx32m道岔梁的梁寬最大處可達(dá)到21.7 m甚至更寬，混凝土量達(dá)到

2321 m3，梁體自重達(dá)到6500t。2期恒載中軌道部分大約296kN/m，單支座承受的荷載可達(dá)到l5000kN。由于高速鐵路橋梁梁體自重巨大，與普速鐵路相比，高速鐵路橋梁支座及其安裝施工具有以下的特點(diǎn)。

（1）單個(gè)支座所承受的荷載大。

（2）支承墊石表面高程差的誤差必須嚴(yán)格控制尤其對(duì)于處在對(duì)角線上的兩塊支承墊石表面高差的控制，必須更為嚴(yán)格。

（3）支座的安裝施工務(wù)必正確無(wú)誤，以免因施工疏忽造成不必要的返工。

（4）一旦支座因某種原因需要更換 則更換施工需要慎重對(duì)待，避免對(duì)梁體產(chǎn)生破壞。

2.鐵路橋梁支座更換的施工方法

根據(jù)在上述工況和部位的區(qū)別，鐵路支座更換的難度有所不同。其中，連續(xù)梁由于其應(yīng)力體系比簡(jiǎn)支梁復(fù)雜，因此連續(xù)梁墩間支座的更換難度較大：而連續(xù)梁在無(wú)砟軌道及鋪軌施工完成且軌道已經(jīng)鎖定的情況下，中間墩上支座出現(xiàn)問(wèn)題 后，由于場(chǎng)地、應(yīng)力計(jì)算和對(duì)軌道、接觸網(wǎng)的影響不易確定，因此，其更換難度最大。下面以4 mx32 m道岔連續(xù)梁的中間墩的支座更換為例，介紹在該種工況條件下的鐵路支座更換方法。其他工況和位置條件下的支座更換，更易于操作。支座更換的總體方案是將梁端用千斤頂頂起一定高度，鑿除灌漿料及部分墊石，取出支座，更換同型號(hào)支座。將更換支座調(diào)整至設(shè)計(jì)和鐵路相關(guān)的《驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》要求后，灌注灌漿料并恢復(fù)墊石。

3.不中斷交通更換橋梁支座設(shè)備選擇

鑒于本次實(shí)施的項(xiàng)目橋梁整體長(zhǎng)度較長(zhǎng)，帶有曲線，并且處于不中斷交通的狀態(tài)下，這就要求設(shè)備系統(tǒng)必須具備如下幾個(gè)關(guān)鍵功能：

①具有足夠大的頂升噸位，能同時(shí)把一聯(lián)的連續(xù)體系整體頂升，且各個(gè)頂升點(diǎn)都由一個(gè)控制中心進(jìn)行統(tǒng)一控制；

②具備在通車(chē)狀態(tài)能正常工作的性能，能抵抗較大的橫向沖擊力；

③精密的同步性，不論在橋梁的縱向或是橫向，各個(gè)頂升點(diǎn)相互之間必須保證精密同步，相互之間的相對(duì)位移必須滿足連續(xù)梁體系的結(jié)構(gòu)受力要求；

④設(shè)備系統(tǒng)，特別是液壓系統(tǒng)的密封材料應(yīng)能抵抗側(cè)向荷載的沖剪；

⑤設(shè)備本身具備自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能對(duì)設(shè)定的各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)并隨時(shí)調(diào)整；

⑥設(shè)備系統(tǒng)有自動(dòng)安全保險(xiǎn)裝置，能在意外或超負(fù)荷施工時(shí)自動(dòng)報(bào)警或停止施工。

全自動(dòng)控制液壓系統(tǒng)為基礎(chǔ)的頂升設(shè)備系統(tǒng)。該套設(shè)備在計(jì)算機(jī)控制下能保證整個(gè)橋梁體系在足夠大的多點(diǎn)頂升力作用下，能同步頂升，同步回落，且整個(gè)設(shè)備裝置配有自動(dòng)鎖定系統(tǒng)，在油泵的壓力下只能供油，不能回油，能抵抗較大的沖擊力對(duì)千斤頂?shù)臎_擊，適合通車(chē)狀態(tài)下作業(yè)。油缸進(jìn)行特殊處理，使千斤頂獨(dú)特的支撐設(shè)計(jì)可承受油缸承載能力 10%的側(cè)向負(fù)載，特別適宜頂升帶有曲線的橋梁。

4.設(shè)計(jì)頂升過(guò)程

本次采用二次頂升，即先頂升一側(cè)的橋臺(tái)和相鄰橋墩，并對(duì)其支座進(jìn)行更換；然后再對(duì)另一側(cè)的橋臺(tái)和相鄰橋墩進(jìn)行頂升和支座更換。

根據(jù)設(shè)計(jì)頂升噸位，按 2～3倍的安全系數(shù)確定千斤頂?shù)膫€(gè)數(shù)和噸位。

設(shè)置備用千斤頂，噸位按照 4～5倍設(shè)置。

稱(chēng)重預(yù)壓：在頂升前對(duì)橋臺(tái)千斤頂和橋墩主千斤頂進(jìn)行預(yù)壓，保證千斤頂與梁（板）的接觸嚴(yán)密。

試頂：頂升前應(yīng)首先進(jìn)行試頂，試頂力達(dá)到頂起力的 80%，目的是保證支墊物與蓋梁、梁板底部的密切接觸，并持續(xù)觀測(cè) 2～4 h以上，防止出現(xiàn)翹曲、接觸不嚴(yán)密等現(xiàn)象。

當(dāng)橋墩千斤頂?shù)竭_(dá)行程后，頂升位移設(shè)置為 2 cm，到達(dá)可以更換支座的高度后停止頂升，橋臺(tái)千斤頂繼續(xù)頂升 2～3 mm 左右再停止頂升。

到達(dá)頂升高度后，立即安放臨時(shí)支座，拆除舊支座，安放新支座。

支座更換完畢后，拆除臨時(shí)支座，同步回落千斤頂，將板體緩慢下落就位。檢查支座的就位與承載情況。如果個(gè)別支座依舊存在脫空現(xiàn)象，要重新頂升，支墊，找平支座。

支座安裝完成后也要持續(xù)的對(duì)軌道的變形進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)，測(cè)量期不得少于3個(gè)月，第一周不少于4次，其后每周的觀測(cè)次數(shù)可以相應(yīng)遞減，但當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有明顯的異常時(shí)，應(yīng)立即組織相關(guān)人員分析數(shù)據(jù)，查找原因，并采取相應(yīng)的措施。通過(guò)最終分析觀察數(shù)據(jù)變化，評(píng)估因支座更換對(duì)接觸網(wǎng)和軌道造成的影響，必要時(shí)采取措施對(duì)軌道和接觸網(wǎng)進(jìn)行復(fù)位。

結(jié)束語(yǔ)

高速鐵路支座可能因各種原因被破壞，鐵路支座更換的現(xiàn)象在所難免。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹ё鼡Q方案、謹(jǐn)慎的施工和嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理控制，是支座更換成功和梁體安全的保障。通過(guò)安全可靠的施工和嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)控，完全可以達(dá)到延長(zhǎng)梁體壽命.減少運(yùn)營(yíng)干擾的目的。

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（作者單位：中車(chē)建設(shè)工程有限公司）