中铁二十一局集团路桥工程有限公司 西安 710065
摘要：本文结合某铁路特大桥球形钢支座板水平超限病害维修整治施工，探讨采用大吨位千斤顶顶梁进行支座调整的工艺流程，对其它型号支座水平调整及转角超限维修或更换支座提供借鉴作用。
关键词：铁路桥梁 球型钢支座 水平超限。
引言
随着国家经济发展，我国铁路运营里程突飞猛进，新建铁路特别是高铁线路桥隧比很高，由于桥梁工程的广泛应用，桥梁支座作为连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件，其不仅要承受恒载和活载引起的竖向力和水平力，还要满足梁体结构在活载、温度、混凝土收缩和徐变等因素作用下变形的需要。在线路投入运营后部分支座出现支座板水平超限等局部病害，其原因可能为支座设计缺陷、支座制造质量或施工安装误差造成，在出现问题后如果不及时采取整治措施将严重影响桥梁支座的使用寿命[1]，甚至行车安全。因此就支座水平超限病害处治尚需展开探索与研究。
1项目概况
某特大桥设计最高时速160km/h，上构采用孔跨布置为15×32+2（5×32+3×24+23×32）m预应力混凝土简支T梁，桥梁支座采用《通桥（2013）8160》球形钢支座。由于桥梁结构弯曲变形、纵横坡、安装误差等原因，在桥梁运营后出现支座水平超限及转角超限等病害，影响线路行车安全。本桥在运营后发现部分支座存在以下问题：
（1）上下支座板不水平四角高差超限；
（2）梁体预埋钢板与上支座板不密贴。
针对检查发现的问题如不及时进行整治，极易引发桥梁的其他病害，还会降低桥梁的正常使用寿命，严重的将危及行车安全。为桥梁的安全使用，决定采取措施进行支座水平超限病害整治。对检查发现的问题支座型号进行统计，按照支座外形尺寸加工对应的楔形钢板，该桥支座型号统计如表1，支座顺桥向构造见图1。
表1支座外形尺寸、锚栓及定位尺寸表
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图1顺桥向支座结构
2处治思路与流程
采用液压千斤顶梁体顶升法，顶升前需要拆除梁体防震落梁纵向连接杆，松开梁端10m范围内钢轨扣件，减少梁体顶升的约束力，以确保梁体能够顶升自由。在梁体外侧设置支撑部件，避免梁体在顶升作业过程中横移，以防梁体倾覆的风险，支撑部件必须具备足够的刚度。
顶梁前在梁体采用PLC液压同步系统限位技术和顶升监控系统，四角布设100T液压千斤顶，然后进行支座杂物清理，打开支座螺栓，将梁体缓慢抬升，调整完成后重新灌注自流平砂浆，自流平砂浆达到强度达到要求后缓慢收千斤顶落梁就位。对于支座上底与梁体不密贴填塞楔形钢板，并用高强砂浆进行填塞，下支座板不水平凿除自流平砂浆，支座调整到位后重新灌注，超限处治工艺流程见图2。
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图2支座调整工艺流程
3顶升过程及注意事项
3.1 千斤顶选择与布置
（1）在千斤顶的选择上，应综合考虑各种不利因素的影响，按照不小于计算顶升重量的1.2倍的增大系数选择千斤顶吨位[2]，同时要考虑墩台作业面的影响。
（2）千斤顶布置在梁底纵向中心线两侧，宜对称布置，梁底及墩顶均应设置钢垫板，墩顶存在的坡度通过钢楔形块和干硬性砂浆找平以保证千斤顶的垂直度。为避免在千斤顶上下部位出现应力集中对混凝土造成局部损伤，最上层和最下层所用钢板厚度应大于2cm[3]。
3.2计算顶升面混凝土强度是否满足要求
根据千斤顶触梁面积、顶升过程最大顶升力计算梁体接触面局部承压应力，同上计算墩帽千斤顶接触面（一般油缸外径）局部承压应力，依据最新版《铁路桥涵混凝土结构设计规范》（TB10092-2017）进行计算：
计算混凝土局部承压应力提高系数
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计算混凝土局部承压应力
如计算结果小于下表混凝土局部承压应力计算值则满足局部承压强度要求。
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3.3支座顶升过程控制
设备安装完成后专人进行检查，确保各设备安装到位后进行顶升系统调试，设备调试完成后进行梁体预顶升。以检查顶升系统的可靠性，同时消除顶升系统（找平层、钢垫板、千斤顶）的非弹性变形[4]。
操作过程中必须确保千斤顶顶升作业的同步性，确保千斤顶同步顶升高度差不大于2mm，避免因千斤顶顶升力不均在梁底产生较集中应力而损伤梁体结构。通过梁底的顶升量传感器和油压传感器将数据采集到电脑，使用数据软件实施分析数据进行处理进行高精度控制以确保顶升施工的安全性。
（1）试顶
准备工作完成后（如检查垫块、千斤顶安装、承力基础、所有施工设备及材料等），同步开启千斤顶，进行试顶，根据顶升量传感器将试顶升量控制在2mm，持荷时间不少于5min，系统无异常后卸载。卸载后对受力混凝土面情况、千斤顶安放情况、钢垫板变形情况、油泵油路情况、动力及数据线情况进行检查，如有异常必须找到原因并解决，否则严禁继续顶升。试顶升完成后，整理试顶升梁体姿态、梁体位移情况，以供正式顶升提供参考依据。
为确保顶升的同步性，对顶升点的实际荷按照以下公式进行计算：
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（2）顶升准备
1）再次对顶升系统进行测试，确定无异常状况。
2）确定观测点。
3）梁端伸缩缝位置无影响顶升连接的情况。
4）进入施工现场的人员必须经过培训且分工明确，严禁非相关人员进入施工现场。
5）在梁端使用钢垫块作为梁体纵向位移限位装置，用钢板填塞防震落梁缝隙作为梁体横移限位装置。
（3）顶升作业
正式进入顶升作业，千斤顶在计算机的控制下千斤顶同步顶升梁体，各顶之间以位移分级控制，顶升以2mm为一级，控制顶升速度不超过1mm/min，各项高差严格控制在0.5mm范围内。每顶升2mm在专用垫块上填插钢板并观察千斤顶及梁体状况，确认各项状况良好后进行下级顶升，如此反复直至达到要求的顶升高度为止，在施工时相关人员应做好顶升记录工作，确保梁体在支座调整前后一致[5]。
（4）支座超限整治
上支座板水平超限梁体顶升加塞楔形钢板，并用环氧树脂进行密封，示意如图3。
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图3上支座板水平超处治示意图
下支座板水平超限，对自流平砂浆凿除后，顶升梁体调整支座后重新进行灌注，具体施工示意图如图4。
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图4下支座板水平超限处治意图
3.4支座顶升注意事项
（1）现场人员分工明确，恪尽职守密切关注顶升过程以便第一时间发现顶升异常，确保顶升施工的安全作业；
（2）负责观测记录人员做好顶升过程的记录工作；
（3）加强顶升过程巡视工作，密切关注顶升系统的工作状态。
（4）顶升前彻底清理顶升作业面的异物，无关物品不得在顶升作业面放置；
（5）对检测梁体纵横向位移的检测岗位设置一岗双人，一旦位移超限，应立即通知负责人停止顶升；
（6）顶升施工中无关人员禁止入场。
4结束语
通过对该铁路特大桥支座水平超限问题的整治，增强了桥梁的整体刚度。其中千斤顶同步顶升是关键，其对桥梁顶升过程整体安全性、稳定性起着至关重要的作用[6]。经过半年的运营后检查支座工作状态良好，证明这次整治工作达到了预期效果。随着国家铁路建设的大力发展，桥梁规模不断增加，支座的运用也会也来越广泛。由于各种因素影响造成支座在运营后需维护或调整，本次成功的调整实践，有效解决了桥梁支座水平超限病害，亦为其它型号桥梁支座水平超限或转角超限的维修调整提供参考积累实践经验。
参考文献：
[1]王海龙.铁路桥梁支座常见病害分析与改造方法研究[J].南方农机，2018，49（18）：134+139.
[2]宋福，石秋君，班新林，佟嘉明.高速铁路简支箱梁盆式橡胶支座更换方法研究[J].铁道建筑，2014（07）：34-37.
[3]高辉，施卫星，黄殿凯.环形人行天桥钢支座内力监测与调整[J].结构工程师，2018，34（06）：143-148.
[4]樊小军.铁路桥梁钢支座检查与维修技术探讨[J].甘肃科技纵横，2019，48（04）：45-47.
[5]石秋君.既有铁路桥梁支座病害分析及改造方法[J].铁道建筑，2017，57（10）：12-14+25.
[6]周红旗.皖赣单线小跨度梁钢支座病害产生原因与整治措施[J].上海铁道科技，2017（01）：94-96.
作者简介：郝天家（198*~），男，大学本科，工程师，主要从事铁路施工技术管理工作。