桥梁支座同步顶升更换技术

顾兆华 马泽华 沈杰

摘要：桥梁支座更换时需采用千斤顶将板梁顶升至一定高度，然后将橡胶支座更换，再通过千斤顶落梁。为了保证支座更换时整跨或整联梁体受力均匀，不出现非受力裂缝，我们采用了 PLC同步顶升的工艺，大大提高了施工效率，同时也保证的支座更换时梁体的安全性。

关键词：PLC同步 更换支座

1、前言

随着公路交通的不断发展，公路运输能力不断提升，桥梁载荷不断增加，桥梁橡胶支座的老化、变形、破坏等现象越来越严重。由于橡胶支座的正常使用年限大多在 7～10年，因此当桥梁橡胶支座出现损坏时需及时进行更换。以往采用按墩台单顶顶升更换支座时，往往单顶承载很大，顶升困难，而且容易使桥梁桥面系出现裂缝，加剧桥梁结构的损坏。近年来，我们在进行桥梁橡胶支座更换时采用了 PLC同步顶升施工工艺，提高了工效，也避免了桥梁结构受损的情况。

2、工艺简介

PLC英文全称 ProgrammableLogicController，中文全称为可编程逻辑控制器。它通过一台油泵给没，再分别通过一级分路器、二级分路器给每只千斤顶给油加压，使得各千斤顶顶升速度保持一致。我们在 G204南延宁通高速跨线桥的橡胶支座更换工程中，采用了山东德州市生辉液压有限公司生产的 24点 PLC同步顶升控制系统，有效地保证了施工质量，顺利完成施工任务。

3、同步顶升施工技术

3.1千斤顶选择配置

根据施工图设计、单个支座 R及 FLD确定顶升千斤顶的配置数量 配置数量应考虑两个因素：一是墩台空间位置允许尺寸 二是千斤顶最大顶升力和最大行程。

根据设计图纸本项目千斤顶及临时支撑选择如下表：

3.2顶升方案

1）采用“中断交通，纵向单墩或整联（根据设计要求）、横向同步顶升梁体”的方式进行梁体的同步顶升，以桥台或盖梁为顶升支撑面进行梁体顶升。G204南延宁通高速跨线桥采用单墩或半幅整联整体顶升。

2）顶升及更换支座的顺序：

G204南延宁通高速跨线桥：先封闭西侧交通，使车辆行人借道东半幅通行，依次进行西侧第一联 4#墩单墩顶升、西侧第二联整联顶升、西侧第四联整联顶升、西侧第五联整联顶升 待西侧半幅全部更换完支座后，再封闭东侧交通，使车辆行人借道西半幅通行，依次进行东侧第一联 1#墩单墩顶升、东侧第二联整体顶升、东侧第四联 12#墩单墩顶。

3.3千斤顶及临时撑的布置

顶升施工前，需要首先确定千斤顶的位置，根据设计图纸的要求，确定安装位置，并清理干净。千斤顶安装时，为了增加局部承压面积，在千斤顶与板梁底面、盖梁接触面放置钢垫板。千斤顶轴线必须竖直，垫板底面必须水平。安装时采用水平尺校准水平，并对钢垫板与盖梁的接触面用环氧砂浆进行调平，使千斤顶安装垂直牢固，以确保千斤顶竖直受力如图。

连续处墩顶按上图布置形式布置千斤顶及临时支撑，每处墩顶有 4片箱梁，按施工图设计共设千斤顶 16台，临时支撑 16个。为确保顶升过程中结构的安全，拟在每处横隔板处加设 2台临时支撑，共有横隔梁 4片，增设临时支撑 8个。

3.4顶升阶段

3 4.1安装千斤顶、临时支撑等。

在千斤顶安装前在梁底及墩台顶面相应位置处进行调平，并在梁底及墩台顶设 1cm厚的钢垫板以扩散应力，使上下钢垫板保持水平，以确保千斤顶竖直受力。经查阅相关桥梁竣工图纸，两座桥梁桥面均有 2%横坡，横坡由盖梁、桥台形成，箱梁底面成水平状态，而盖梁、桥台顶面横向有 2%的横坡，因此在墩台顶设置钢 垫板时，采用带有 2%倾斜面的可调平的楔形钢板，以保证千斤顶支撑水面。

3.4.2安装 PLC同步顶升系统，并连接位移传感器，安装百分表。

位移传感器、百分表等控制系统布置如图：

位移传感器布置数量与板梁数量相同，布置在每片板梁端部，分别与梁底面和盖梁侧面连接，用于控制梁体同步位移，与液压系统连接，同时控制计算机协同工作。

百分表布置于梁底位置，如上图所示：

①盖梁侧面 4只百分表布置于桥台一侧或桥墩两侧，用于监控位移传感器，以便校验同步位移量;

②盖梁端部 2只用于监控梁体侧向位移（设置侧向限位装置），布置于挡块与边梁之间，横桥向放置，两侧边梁各设置 1只。

③盖梁端部另外 2只用于监控梁体水平向位移，布置于挡块与边梁之间，顺桥向放置，两侧边梁各设置 1只。

位移传感器数据由计算机记录，并做数据处理，由高度自动化设备配合计算机软件实现同步位移 百分表由现场技术人员在每級顶升（或落梁）后抄录，并与位移传感器进行比对，如发现偏差较大，停止顶升（或落梁），查明原因，待问题解决后，方可继续施工。

3.4.3试顶升（贴合）

整个顶升系统安装完成后，正式顶升前，所有相关约束解除，先试顶升 1mm，然后锁定液控阀，保持油缸压力不变，并持荷 20分钟，观察各支点处千斤顶系统情况，以便消除支架的非弹性变形及基础沉降并考核整个顶升系统的工作状态。

试顶升时，通过系统称重功能，对每片梁体进行称重，并与理论支反力进行比对，如发现有较大偏差时，及时向监理、业主汇报，制定解决方案后，方可继续施工。

3.4.4正式顶升

淤试顶完毕，开始正式起顶，按照每级顶升 1mm的顺序进行。梁体顶升到预定高度后（最大不超过 5mm），锁定安全锁止阀，调整临时支撑高度，保证临时支撑与梁底密贴，保持千斤顶油压不变，将梁体支撑在临时支撑、千斤顶上。

于每顶升一级（1mm）观测位移传感器读数及百分表，数据分析无误后，方可进行下一级施工，同步顶升误差控制在依0.5mm，若超出，需查明原因后重新顶升。

盂顶升高度控制原则：旧支座能取出，新支座能顺利安装为宜，一般顶升高度为 3耀4mm，最大顶升高度不超过 5mm。

3. 4.5调整临时支撑高度，使之与梁体密贴。（第一次调整：上升）

3. 4.6侧向限位装置为梁体顶升到位后，使用木质楔块将挡块和边梁间空隙楔紧，防止梁体顶升后，受动载影响，梁体姿态发生变化。

在千斤顶和临时支撑持压时间，即支座更换过程中，用百分表随时监控梁体姿态，如出现梁体偏斜等情况，立即恢复梁体约束，报请监理、业主，待解决方案确定后，立即纠正，方可恢复施工。

3. 5持荷施工阶段（支座更换）

3. 5.1支座拆除

梁体同步顶升到位后对原有旧支座进行拆除。

（1）安排专人负责每 30分钟记录一次百分表，并分析数据，若记录数据与顶升完成后数据差值大于 0.5mm，应立即增加临时支撑，稳定梁体，查明卸载原因，并恢复持压。

（2）支座拆除前复查支座测量数据，并一一核对，为支座安装做好准备。

（3）支座拆除过程中，不能采用大功率设备凿除梁底楔形块混凝土，以免损伤梁体及其他构件。

3.5.2支座安装

对于板式橡胶支座，按设计要求，在各支座垫石上放置相应类型的新支座，相关注意要点如下：

（1）新支座安装时，尽量按照原有位置安放。若原有支座出现明显偏位或缺失时，应在梁体同步顶升到位后根据梁底预埋钢板位置重新确定新支座的安装位置

（2）在同一墩臺上同一排支座横向成一条线，且到台帽、墩顶中心线的垂直距离一致，避免支座出现偏心受压现象

（3）应按要求正确安放支座，支座中心应与支座垫石几何中心保持一致，确保支座上、下表面与梁底及支座垫石密贴以保证支座顶、底面全部参与受力。

（4）对于四氟板滑块支座要将有四氟板面的一面向上放置，并将四氟板面涂满硅脂油，降低摩擦系数。

3.6落梁阶段

待支座安装到位后，再次测量检查支座安装情况，确保所有支座安装正确。顶升，打开千斤顶安全锁止阀，将梁体顶升 0.5mm左右，并使千斤顶处于持压状态。降低临时支撑（第二次调节：降低），降低高度不小于 5mm。拆除侧向限位装置，落梁。

待落梁结束后，全面检测支座是否存在病害，坚决杜绝更换后仍存在支座脱空，变形等现象。全面检查控制系统和监控系统各项数据，确保顶升前和落梁后梁体恢复到原来位置，实际误差控制在 0.5mm。全面检查桥梁其他位置受力情况，防止个别支座脱空造成梁体纵向或横向局部应力集中。

4、结束语

随道公路交通的发展，桥梁支座病害越发容易出现。整个桥梁结构寿命长达 100年，而橡胶支座的使用年限往往不足 10年，橡胶支座在整个桥梁结构中承担着传递荷载的作用，支座的显得十分重要，因此在桥梁支座的更换在今后的桥梁工程中会经常出现。通过本工程的实施，我们总结出 PLC同步顶升更换支座的施工技术，为以后类似的工程施工积累了经验。

参考文献：

[1]叶公路工程质量检验评定标准曳（JTG F80-1-2017）.

[2]叶公路桥涵施工技术规范曳（JTG/T F50-2011）.

[3]叶公路桥梁加固施工技术规范曳（JTG/T J23-2008）.

[4]叶公路桥梁橡胶支座更换技术规程曳（DB32/T 2173-2012）.

（作者单位 ：如皋市水利建筑安装工程有限公司 ）