潘志強，李 浩

（河北城興市政設計院股份有限公司，河北 保定 071052）

0 引言

目前橋梁工程多采用梁式橋，梁式橋在上部梁體和下部結(jié)構(gòu)間需設置支座系統(tǒng)，橋梁支座是連接梁橋上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的重要結(jié)構(gòu)部件，位于主梁和墊石之間，它能將橋梁上部結(jié)構(gòu)承受的荷載和變形可靠地傳遞給橋梁下部結(jié)構(gòu)，是橋梁重要的傳力裝置。按照《城市橋梁設計規(guī)范》（CJJ 11—2011）、《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG D60—2015）等國家規(guī)范規(guī)定，橋梁的使用年限一般為100年，而橋梁支座的使用年限僅為20年，因此橋梁使用過程中必然需要多次更換支座。

由于受目前采用橋梁支座豎向高度無法調(diào)整這一因素制約，橋梁支座更換時需對橋梁梁體頂升起一定高度，才能把支座取出更換，當對梁體頂升時，由于梁體發(fā)生了強制位移，不可避免地會造成梁體結(jié)構(gòu)、橋面鋪裝、伸縮裝置等結(jié)構(gòu)的損傷。

支座更換工藝需同一墩臺上的各片梁體同時頂升，故需要大型同步頂升設備，且頂升技術(shù)要求較高，大型頂升設備的采用和較高的技術(shù)要求也造成橋梁支座更換費用的居高不下。

為解決以上問題，本文給出了一種新型易更換支座系統(tǒng)，該支座系統(tǒng)可以實現(xiàn)在不需梁體頂升的狀態(tài)下，完成支座系統(tǒng)的更換，從而避免對梁體結(jié)構(gòu)、橋面鋪裝、伸縮裝置等結(jié)構(gòu)的損傷。

1 支座系統(tǒng)介紹

對于目前建設的橋梁，中小型橋梁占絕大多數(shù)，該類橋梁一般采用梁橋形式，支座系統(tǒng)多為板式橡膠支座，下面以此類型橋梁支座為例說明本文給出支座系統(tǒng)的基本原理。此支座系統(tǒng)主要包括橡膠支座部分和支座總高調(diào)整裝置兩部分，橡膠支座與支座總高調(diào)整裝置之間采用環(huán)氧樹脂進行粘接。根據(jù)橋梁工程設計理論和工程實踐，因摩阻力的存在，上部梁體、支座系統(tǒng)、支座墊石各部分之間均無須另設固定措施，即可實現(xiàn)各部分安裝完成后的位置固定。

支座系統(tǒng)主要包括板式橡膠支座、楔形支撐板上板、楔形支撐板下板、對拉螺桿、螺母。支座系統(tǒng)基本構(gòu)造如圖1所示。

圖1 支座系統(tǒng)示意圖

當新建橋梁時在板式橡膠支座下方增設楔形支撐塊系統(tǒng)，支座更換時通過轉(zhuǎn)動對拉螺栓螺母，實現(xiàn)楔形支撐板上板和楔形支撐板下板之間的相互錯動，從而實現(xiàn)對楔形支撐塊總高度的調(diào)整，進而實現(xiàn)原支座的卸除和新支座的安裝就位。

由于楔形支撐板上板和楔形支撐板下板接觸面傾斜角度不大，可以很好地實現(xiàn)在對螺桿施加對拉力不大的條件下就產(chǎn)生對梁體很大的頂升力，因此施工中僅需人工采用扳手對螺母進行轉(zhuǎn)動就可實現(xiàn)支座豎向位置的調(diào)整過程。同時由于扳手對螺母的單位轉(zhuǎn)動角度對支座豎向位移的改變量很小，可以很好地實現(xiàn)對支座位置的精確控制，這也為支座更換的精度提供了可靠保障。下面通過計算示例說明支座更換僅需人工操作就可實現(xiàn)。目前常用板梁梁端支反力見表1。

表1 常用板梁支座反力表

假設上部梁體為跨徑20 m的空心板梁，根據(jù)表1，支座上部承受板梁荷載為317 kN，楔形支撐板斜面坡度為1/10，螺母螺紋間距為1 mm，螺紋周長為20 mm，扳手力矩比為1/15。根據(jù)以上條件計算對扳手需施加的作用力：

由以上計算可知，通過控制斜面坡度、螺紋間距、螺桿直徑、扳手型號可以輕松實現(xiàn)單人更換橋梁支座，且更換工具簡單易操作。

此支座系統(tǒng)施工過程中在無須對梁體結(jié)構(gòu)頂升的狀態(tài)下，完成支座系統(tǒng)的更換，避免對梁體結(jié)構(gòu)、橋面鋪裝、伸縮裝置等結(jié)構(gòu)的損傷。同時無須采用大型同步頂升設備，只需采用普通千斤頂，對單片梁體進行支撐后就可完成支座更換，可大大降低施工技術(shù)難度和支座更換費用。

2 支座系統(tǒng)更換流程

此新型支座系統(tǒng)更換具有良好的可實施性，施工采用器械均為簡單器具，且可單人操作，無工程風險，技術(shù)易于掌握，可大幅降低支座更換難度和費用。采用施工器械為千斤頂、位移計、扳手。工程中支座更換工藝流程如下：

（1）采用普通千斤頂支撐單片梁體，支撐單片梁體時采用位移計進行輔助測量，通過千斤頂保證對梁體支撐力的施加，同時通過位移計控制梁體的位置不發(fā)生改變。

（2）千斤頂對梁體支撐就位后，采用扳手轉(zhuǎn)動楔形支撐塊螺母，降低楔形支撐塊總高度，卸除原支座。

（3）將新支座放置于楔形支撐塊頂面正確的位置，采用扳手轉(zhuǎn)動楔形支撐塊螺母，增加楔形支撐塊高度。

（4）采用扳手進一步擰緊楔形支撐塊螺母，當通過位移計觀測到梁體即將發(fā)生抬升時，不再通過擰緊螺母調(diào)整楔形支撐塊高度。

（5）卸除千斤頂，完成支座更換。

3 支座系統(tǒng)優(yōu)點

此新型支座系統(tǒng)解決了以下技術(shù)問題，具有以下工程優(yōu)點：

（1）施工過程中在無須對梁體結(jié)構(gòu)頂升的狀態(tài)下，完成支座系統(tǒng)的更換，從而避免對梁體結(jié)構(gòu)、橋面鋪裝、伸縮裝置等結(jié)構(gòu)的損傷。

（2）無須采用大型同步頂升設備，減少施工設備投入和施工技術(shù)難度。

（3）只需采用普通千斤頂，對單片梁體進行支撐后就可完成支座更換，可大大降低支座更換費用。

（4）通過在橋梁施工階段適當調(diào)整支座總高度，消除橋梁上下部結(jié)構(gòu)施工誤差造成的橋梁各支座受力不均現(xiàn)象，避免部分支座因受力過大而過早破壞，從而延長橋梁支座體系的使用壽命。

4 結(jié) 語

本文給出的支座系統(tǒng)無須采用大型同步頂升設備，只需采用普通千斤頂，對單片梁體進行支撐后就可完成支座更換，可大大降低施工技術(shù)難度和支座更換費用。同時可以實現(xiàn)在不需梁體頂升的狀態(tài)下，完成支座系統(tǒng)的更換，從而避免對梁體結(jié)構(gòu)、橋面鋪裝、伸縮裝置等結(jié)構(gòu)的損傷。