钢梁板桥摇轴支座纵向位移病害整治的实践

秦美荣 上海铁路局上海工务段

钢梁板桥摇轴支座纵向位移病害整治的实践

秦美荣 上海铁路局上海工务段

对京沪线新孟河桥32 m下承式钢梁板桥摇轴支座纵向病害分析，采用活动支座端顶梁，移动支座锚栓使支座底板相对于摇轴处于正确位置。

钢梁板桥；摇轴支座；纵向位移；病害整治

1 概况

京沪线K1267+181 2468#桥（新孟河桥）为3孔为LP＝16m钢筋砼梁及1-LP＝32 m下承式钢板梁组成的复线桥，全长96.9 m，建成年度1960年。桥上线路情况：P60轨无缝线路，直线，平坡，允许速度160 km/h，锁定轨温下行为33.1°，上行右33.5°左31.8°，电气化区段，单孔钢梁重83 t。

1985年3 月发现该桥摇轴支座牙板在座板顶面出现水平裂纹，桥梁工区对裂纹做了处理，没过多久该裂纹又重现，而且有扩展速度增快趋势，至2013年底，先后三次对4个活动支座牙板焊补更换。该桥2孔钢板梁宁端4个活动摇轴支座上摆均有不同程度纵向位移，最大水平达49 mm，以至于支座两侧牙板被剪断，破坏了支座稳定性，危及钢梁安全，对行车带来安全隐患，经报批上海铁路局同意对该桥支座病害进行大修整治。

2 原因分析

（1）桥头及桥上无缝线路在那段时间无较大的施工作业，检查桥上钢轨无爬行现象。钢梁、固定支座及墩台无异常变化。

（2）观测剪断的牙板，发现根部一侧与下摆底板顶死，并且有明显的磨损痕迹。测量支座位移，发现4个支座均超过容许位移量，因此，可以断定，牙板的断裂是因为支座底板不正牙板受纵向力过大而造成。

（3）该桥支座存在摇轴倾斜转动角度较小的缺陷。根据现场测量，摇轴倾角达到4°时，牙板即受挤压开始变形，摇轴的转动角度满足不了位移的需求，导致上摆带动摇轴一起向跨中移动，支座牙板和牙板螺栓被剪断。

（4）该桥使用年限久远，支座部件长期承受上部构造恒载和活载作用及昼夜温度变化对线桥设备造成极大冲击和振动，直接影响到桥梁部件的使用寿命。

3 整治方案

根据位移造成的后果，采取改进牙板设置和顶梁整正下座板的办法解决。

3.1 新牙板宽度适当的减小以增大支座的位移调整量

根据观测，常州当地年最低气温在-8℃，有记载历史最低气温为-18℃，新牙板安装后应预留的调整量

△＝0.0000118×（18-8）×32 000＝3.8（mm）取△＝4 mm。

也就是说，新牙板单侧宽度减小4 mm，就可以满足极端低温时的梁端位移。同时要确保新牙板的强度大于旧牙板，选用强度更高的材料，由既有的A3钢改用Q345B，并适当增加厚度。

既有牙板是在受到摇轴底步纵向剪力而破坏的，预留调整量后，只有新牙板的受剪面积大于旧板即可满足强度要求。

旧板受剪截面积S旧＝60×20＝1 200 mm2；

新板受剪截面积S新＝52×25＝1 300 mm2，符合要求。

3.2 顶梁整正下座板

（1）施工前联系相关部门作好现场调查和施工交底。

（2）对现场情况详细分析，对梁端、人行道、桥面等全面检查，有影响顶梁的情况均预先拆除，消灭（两梁之间连接的人行道螺栓及外侧人行道连接的螺栓事先松开，梁另一端顶梁封锁前用硬木抄实顶死），对桥上现有电缆等设备做好保护措施。

（3）调查、测量支座位置，确定好千斤顶的位置。经调查：支座与放置千斤顶位置距离80cm，两千斤顶位置距离3.8m，千斤顶放置位置净高为（56～58）cm,现场取孔钻操作空间为53 cm。千斤顶的位置：活动支座端横梁顶梁预留位置放置千斤顶。

（4）计算支座下座板的拨移量（相对于上摆）

下座板拨移量按下面公式求得

式中△1——下座板拨移量（mm）；

δ0——下座板正常的偏移量；

δ1——下座板实际的偏移量（mm）“-”表示伸向伸向跨度以外。

下座板正常的偏移量可按下列公式计算求得δ0＝αL（t0-t）：式中α—线膨胀系数，钢为0.0000118

L—梁的跨度（cm）；

t—施工时梁的温度（°C）；

t0—设计安装时支座温度，即支座下摆、底板和轴各中心线重合时的温度，可按下式求得：

t0＝（t0p±△k/2αL）

式中 t0p—一年中最高和最低温度的平均值（°C）；

△k—活载所产生的梁端纵向位移（cm），主梁下弦杆支承在支座上的用（+），上弦杆支承在支座上的用（-）。

△k/2αL的近似值，钢板梁为20°C，温度值应连同本身符号代入公式。

根据公式和实测偏移量计算出的拨移量为：

下行南侧+300 mm,北侧+15 mm;上行南侧+18 mm,北侧+ 23 mm。

固定支座梁端顶梁封锁前用硬木抄实，控制梁体自由伸缩。

（5）铺设脚手板作为施工用脚手架，脚手架必须有足够强度，同时作好保护措施，以免脚手架被过往船只撞坏，确保施工和人身安全。夜间如不拆除脚手架，点警示灯防护，并派人看守，脚手架尺寸结合现场实际情况搭设，脚手架吊绳采用Φ25白棕绳。

（6）做好千斤顶垫木、顶梁时顶铁保险等。保险在千斤顶内侧，用顶铁保险及架支点加固，必须有足够承载能力及稳定性，安放千斤顶要平整，上下加垫10 mm钢板，根据千斤顶安放位置及高度找平，下部用4根线路木短枕（长40 cm）捆扎牢固，千斤顶在使用前要进行试验。

（7）支座全面清洁，摇轴间流油要清除干净，暴露其支座杆件和结构。摇轴支头螺栓加油后上紧，支座防震架全面清除，活动支座上座板和下床板要用角铁刚性联接，防止顶梁时支座倾倒，同时起到顶梁时可将支座底板同时抬高的作用。

（8）封锁前凿除14只锚栓外围砼，事先加工好需更换的14只锚栓成品，临近电气化立柱侧2只锚栓，本次大修不更换，现场定好位置，电钻凿除外围部分砼，孔眼扩孔。支座锚栓重新定位用BY-JG45自流平加固料，灌浆料必须要有材料性能等技术参数的资料，并严格按照设计要求的配合比调制。

（9）事先加工好支座牙板及各种硬木等，千斤顶、空心钻等各种工机具全面检查，确认状态完好方可使用，各种工具事先列好清单，备足带齐，对千斤顶进行检验，照明设备状态良好及数量要充足。

（10）对防护信号、对讲机进行清点、充电，确认使用性能完好。防护与慢行办法应按《安规》规定设置防护，由车间副主任以上到现场检查确认。

主要施工工艺：凿除部分垫石→顶梁→移动底板→落梁→重新锚固螺栓

3.3 顶梁布置（见图1）

图1 顶梁布置

根据梁底净空、恒载反力大小和必要的顶力储备量，选择2台100 t千斤顶，操作时同时起落。

做好千斤顶垫木、顶梁时顶铁保险等。保险在千斤顶内侧，用顶铁保险及架支点加固，必须有足够承载能力及稳定性，安放千斤顶要平整，上下加垫10 mm钢板，根据千斤顶安放位置及高度找平，下部用4根线路木短枕（长40 cm）捆扎牢固，千斤顶在使用前要进行试验。

3.4 主要施工步骤（见图2）

图2 施工步骤

该整治项目于2015年9月16日实施完成，经过近一年的运营实践证明，整治效果良好，没有发现新的牙板变形和剪断问题，梁体、支座和桥墩均没有出现异常。

[1]居炎飞.聂兴信.现代桥梁工程施工技术通病防治及可靠性评估实用手册.北京电子出版物出版中心.2003.

[2]王岭海.刘斌.铁路桥梁涵洞隧道紧急抢修及检测养护实用手册.北京科大电子出版社.2005.

[3]中华人民共和国铁道部.铁路桥隧建筑物修理规则.中国铁道出版社. 2012.

[4]中国铁路总公司.普速铁路工务安全规则.2014.

责任编辑：许耀元 张建强

来稿日期：2016-08-03