支座是桥梁上、下部结构的连接点，其功能是将上部结构的作用力和变形（位移、转角）安全地传递到桥梁墩台上，同时保证上部结构在荷载、温度变化和砼收缩徐变等因素作用下自由变形，使结构的实际受力情况符合设计简图，并保护梁端、墩台帽梁不受损伤［1］。近年来随着桥梁建设的飞速发展，橡胶支座得到越来越广泛的应用。然而，在目前重载交通荷载作用下，由于橡胶支座本身老化和支座安装不规范等问题，橡胶支座大多受到了不同程度的损伤，有的甚至危及桥梁的安全，必须进行更换［2］。 桥梁支座更换施工工艺复杂、工程量大，往往需要较长的时间，如果完全中断交通施工，在目前日通车量迅猛增长的背景下，必将会造成交通堵
塞、大量车辆滞留，不但易引起社会负面影响，而且将增加巨大的社会成本。因此采取适当的交通管制措施进行不中断交通支座更换施工，已变成必然的趋势。在大交通流量情况下，不中断或尽量缩短中断交通时间又对桥梁支座更换提出了更高的要求。支座更换最常用的方法是桥梁同步顶升施工法［3］。由于该种方法施工是在桥梁底面和桥墩之间进行的，从已查阅到的文献资料看，大多以手动操作、人工现场监测、总指挥协调的方式进行。这种方式不仅工人的劳动强度大，且存在安全隐患，常常由于协调不顺而延误工期。而采用多点自动液压同步顶升系统和载荷、位移、应力监测控制系统更换桥梁支座既安全又方便，但技术含量高、投入大，正在逐步推广。 基于不中断交通的桥梁支座更换技术研究
樊叶华，陈雄飞
（江苏扬子大桥股份有限公司，江苏南京210004）
摘
要：结合江阴大桥北引桥支座更换维护项目，采用SPLC-8计算机控制的液压整体同步顶升技术进行桥梁
支座的更换施工。对不中断交通条件下的整体同步控制技术、顶升方案、施工工艺、支座更换施工以及施工中的关键性问题等进行了分析与探讨，工程实践表明在不中断交通状态下采用SPLC-8计算机控制的液压整体同步顶升技术进行桥梁支座更换是可以实现的。关键词：支座更换；不中断交通；同步顶升；施工工艺中图分类号：U443.36
文献标识码：B
文章编号：1672－9889（2011）04－0043－03
Construction Technology of Bridge Bearing Replacement without
Interruptting Traffic
Fan Yehua ，Chen Xiongfei
（Jiangsu Yangtze River Bridge Co.，Ltd.，Nanjing 210004，China ）
Abstract ：Combining with the bearing replacement maintenance projects of the north approach of Jiangyin bridge ，the SPLC -8computer -controlled overall synchronous hydraulic jacking technology was used for bridge bearing replace -ment construction.The key problems of the overall synchronous construction without interruptting traffic ，such as jacking control technology ，lifting scheme and construction technology were discussed and analyzed.The results
showed that the overall synchronous bridge bearing replacement without interruptting traffic by the SPLC -8computer -
controlled hydraulic jacking technology was feasible.1-甲基环戊醇
Key words ：bearing replacement ；without interruptting traffic ；synchronous jack -up ；construction technology
作者简介：樊叶华（1978-），男，江苏镇江人，工学博士，高级工程师，从事桥梁养护与管理工作。
室外路径
第8卷第4期2011年8月
Vol.8No.4Aug.2011
现代交通技术
Modern Transportation Technology
现代交通技术2011年
1不中断交通更换桥梁支座
1.1同步顶升控制系统
鉴于实施支座更换项目的桥梁处于不中断交通的状态下，这就要求顶升设备系统必须具备以下关键功能：（1）具有足够大的顶升吨位，能同时把一联的连续体系整体顶升，且各个顶升点都由一个控制中心进行统一控制；（2）具备在通车状态能正常工作的性能，能抵抗较大的横向冲击力；（3）同步性，不论在桥梁的纵向或是横向，各个顶升点相互之间必须保证整体同步，相互之间的相对位移必须满足连续梁体系的结构受力要求；（4）设备系统，特别是液压系统的可控性和不漏油；（5）设备本身具备自动监测系统，能对设定的各个指标进行自动监测并随时调整；（6）设备系统有自动安全保险自锁装置，能在意外或超负荷施工时自动报警。
经过大量的调研和综合比较，本次工程确定选用SPLC-8全自动控制液压系统为基础的顶升设备系统。该套设备在计算机控制下能保证整个桥梁体系在足够大的多点顶升力作用下，能同步顶升与同步回落，且整个设备装置配有自动锁定装置，能抵抗较大的冲击力，适合通车状态下作业。液压千斤顶独特的支撑设计可承受油缸承载能力10%的侧向负载。
其同步顶升计算机监控系统的操作程序为：准备工作→安装位移传感器→安装应力传感器→数据采集器→连接工控机→调试、试顶→更换支座→回落监控→数据记录。
1.2施工工艺
基本施工工艺的具体步骤可概括为：施工准备→布置顶升支撑点→安装千斤顶及同步设施→布设纵、横向限位装置→设置监控系统→交通管制（若有必要，考虑车辆限速）→试顶升→分级整体同步顶升梁体→顶升就位后，安装预制好的临时支撑→调整临时支撑高度，使其与梁底紧密接触→支座更换施工（取出旧支座、梁底调平等）→放置新支座，调整（降低）临时支撑至预定高度→首次分级整体同步落梁至预定标高（梁底原标高+支座压缩量）→梁底调平材料完全固化后，再次分级整体同步落梁至原有标高处→全面恢复交通。
2不中断交通的桥梁支座更换施工实例
2.1桥梁结构概况
江阴大桥是同江—三亚和北京—上海国家高速主干线的跨江“咽喉”工程，是我国首座主跨超过千米的特大型悬索桥。过桥车流量从开通初期的1.3万辆增长到目前的4.7万辆，经济效益与社会效应明显［4］。但日益增长的繁重交通量使江阴大桥北引桥的部分支座过早地出现了病害。主要的病害类型有：局部脱空、偏位、波纹状鼓凸、不均匀鼓凸、剪切变形、裂缝、垫石开裂等［5］。因此，需要在不中断交通条件下对支座进行更换。江阴大桥北引桥全长1518m，桥孔布置：13×30m（预应力简支T梁，5孔1联＋8孔1联，桥面连续）＋16×50m（预应力简支T 梁，6孔2联＋4孔1联，桥面连续）+（50m＋50m＋50m3孔预应力连续梁）＋（50m＋75m＋50m3孔预应力连续箱梁），其中北引桥最北边5孔为后延工程。30m和50m简支T梁桥桥面布置：1.5m （中央分隔带）＋2×0.25m（路缘带）＋6×3.75m（行车道）＋2×2.5m（紧急停靠带）＋2×0.4（防撞护栏），桥面全宽30.3m。下部结构为5.4m×1.6m矩形实体墩，在墩身上接双悬臂盖梁［6］。图1为江阴大桥北引桥部分上部结构横断面图。
图130m和50m简支T梁横断面图（单位：cm）视音频切换器
2.2同步顶升施工
本文针对北引桥左右幅的第3联至第5联（6×50m+6×50m+4×50m）桥跨结构进行更换支座施工。鉴于该桥的结构特点以及交通要道地位，采用“不中断交通，纵向逐墩、横向同步顶升梁体”的方式更换支座。
为保证更换支座过程中梁体结构以及交通运营安全，桥墩（台）上的12（6）个支点必须同步顶升和同步落梁，需要强调的是，同非过渡墩一样，过渡墩上各支点也必须同步顶升。特别是第5联（4×50m）和第6联之间的24#过渡墩，如果病害不严重，可不更换，但该墩上所有支点仍需要同步顶升和同步落梁，且不可仅顶升第5联一侧的6片主梁，以免施工时在该墩伸缩缝处造成高差，引起跳车以及伸缩缝内平衡箱损坏，进而影响施工安全和损坏伸缩缝。该墩（24#墩）上的支座如需更换须
44··
第4期
另行确定顶升方案，避免顶升施工损伤伸缩缝和第6联连续梁。
图2江阴大桥北引桥梁体顶升现场
2.3支座更换施工
顶升前，须测量各支座处梁底标高；落梁过程中，梁体必须落梁至预定标高；落梁后，梁底标高必须与顶升前标高保持一致。梁体顶升支座就位且支撑于临时支撑后，用水准尺检测垫石顶面和梁底是否水平，若不合规范要求，则需要平。另外，对破裂的支座垫石进行加固修复。
支座更换之前需要对支座在盖梁上的位置进行标记，新支座安装时，尽量按照原设计位置安放。支座垫石和预埋钢板处理完毕且达到规范要求后，在各主梁底部原支座垫石上放置相应类型的新支座，注意墩台上设置的滑动和非滑动支座必须与原设计图纸一致，不能有误和混淆。如有支座变更，必须有变更图纸和手续。新支座安装完毕后，即可进行千斤顶卸载。为了保证梁体调平质量，本次落梁分2个阶段进行。第1阶段落梁至预定标高，该标高为梁底顶升前高程加上支座的压缩量；第2阶段落梁在梁底调平材料（结构胶）固化后进行，确保每个千斤顶卸载同步、梁体回落稳定。
3不中断交通的桥梁顶升及支座更换关键性问题探讨
3.1桥梁同步顶升的安全控制设计与限位措施
由于液压缸安装的误差及顶升过程中其他不利因素的影响，在顶升过程中可能会出现不均匀性，为防止梁体倾覆和滑移，保证桥梁顶升的准确性和安全性，需要采用相应的限位措施。限位装置应该有足够的强度，并应在限位方向有足够的刚度，这是顶升安全控制的重要措施。桥梁各支座反力不同，为保证同步顶升，液压系统应满足各液压缸压力自动调整，以适应上部负载。通过对顶升力合理控制完成桥梁顶升，同时使桥梁的附加内力最小。桥梁顶升过程中，为了防止梁体扭曲、应力集中和开裂，各顶升点必须进行局部加强，并保持位移同步。3.2桥梁顶升过程的安全监控
桥梁的同步顶升需分级完成，为保证安全更换，对桥梁顶升必须全过程监控。监控内容包括桥梁整体
姿态、位移、结构内力、挠度、裂缝等，监控工作要贯穿于顶升和落梁的整个施工过程中。根据江阴大桥北引桥的结构特点，主要监控上部结构各支点处梁体的竖向及纵横向位移，各主梁端部横梁顶、底的应力。另外，除了桥梁结构自身的监控外，顶升设备的可靠性也需要监控，以保证施工安全、可靠。
3.3桥梁顶升过程中的安全措施
江阴大桥北引桥采用装配式预应力混凝土简支T梁，同一跨内的梁体之间横隔板采用湿接头方式连接，各联内梁体结构简支、桥面连续。如果在顶升过程中，各千斤顶位移不能同步，会导致桥梁结构在桥面连续和横隔板处产生附加内力，会影响梁体的整体安全。
由于在顶升过程中，梁体和盖梁顶升着力点存在集中力，为保证在顶升过程中不会出现局部破坏，必须加设钢垫板扩大支承面。顶升过程中，还须考虑顶升过程中墩柱和盖梁受力变化所带来的不利影响，需要进行局部承压验算。
与主梁相比，桥面连续部位的抗弯刚度较小，为保证竖向强迫位移作用下桥面连续不开裂。主要措施是在桥面连续部位的各墩顶纵向相邻的2片主梁底部设置刚性支撑，该支撑与T梁梁端底面起10cm以内接触密实。为确保刚性支撑在顶升过程中不能有较大变形，因此采用钢垫块。刚性支撑纵向布置见图3。
图3梁端刚性支撑纵向布置图
3.4交通管制
为了避免车辆荷载对桥下整个支撑系统的影响以及降低对梁体的冲击作用，出于安全考虑，在更换支座的整个过程中进行适当交通管制，对过桥车辆进行限速40km/h。（下转第53页）
樊叶华，等：基于不中断交通的桥梁支座更换技术研究45
微安表··
第4期（上接第45页）
3.5支座更换后的验收
通过在顶升施工结束后对桥梁上下部结构的
全面检测，对比顶升施工前的状况，判断顶升施工未对桥梁结构造成损伤。从江阴大桥北引桥T 梁支座更换工程实施情况来看，工程质量良好，严格执行了基建程序，特别是严格执行了监理程序，施工质量、工期控制情况基本良好。
4结语
本次支座更换施工除梁体顶升和回落时曾进
行短暂交通管制外，对大桥的交通运营并未造成影响，对桥面系结构、整体受力也基本没有造成影响，桥梁支座更换前后标高、位置一致，这说明在不中断交通状态下采用液压整体同步顶升技术进行支座更换是可行的。
与传统的支座更换方法相比，采用SPL-8计算
镀镍铜带
机控制整体顶升系统进行桥梁顶升具有不中断交通、施工工期大为缩短等优点，并且其施工工艺并不十分复杂，具有进一步推广应用的价值。
参考文献
［1］樊叶华，陈雄飞.江阴长江大桥主桥支座PTFE 滑板的维
护与更换技术研究［J ］.现代交通技术，2009，6（6）：64-66.［2］周明华，葛宝翔.公路桥梁橡胶支座的使用寿命与应用对
策［J ］.土木工程学报，2005，38（6）：92-96.，2010.［3］周明华，翟瑞兴.公路桥梁橡胶支座更换技术的探讨［J ］.
现代交通技术，2005，2（3）：52-54.
［4］江苏扬子大桥股份有限公司.江阴长江公路大桥维护手
册（第三版）［R ］.2009.
［5］江苏现代工程检测有限公司.江阴长江大桥北引桥支座
钻井泥浆泵检查报告［R ］.2008.
［6］东南大学.江阴大桥北引桥支座更换工程50米T 梁同步
顶升施工方案［R ］.
（收稿日期：2011-03-16）
4初支配筋设计
利用初支的弯矩、轴力，计算初支配置合理的
钢筋尺寸和数目，见表2：
表2
初支配筋设计
5结论
通过以上建模、计算和分析，可以得到以下结论：（1）隧道CRD 工法施工过程中，弯矩最大值为
仰拱端部的负弯矩。
（2）初支底部跨中、拱顶弯矩值也较大，同为设计控制点。
（3）在计算分析过程中要着重考虑初支的节点、跨中的荷载效应，以保证设计承载能力大于荷载效应。
（4）隧道CRD 工法工序较多，初支复杂，有条件的情况下应进行3维数值模拟分析。
参考文献
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用［J ］.铁道建筑技术，2007（z1）：126-129
［2］李振东，李辉，王健.地铁隧道支护系统的数值模拟研究
［J ］.地下空间，2004，24（1）：19-22.
［3］王勖成，邵敏.有限单元法基本原理［M ］.北京：清华大学
出版社，1995.
［4］王梦恕.隧道工程浅埋暗挖法施工要点［J ］.隧道建设，
2006，26（5）：1-4.
（收稿日期：2011-03-08）
施工步结构部位
结构厚度/m 配筋要求/mm 2Φ28mm 钢筋数量/延米第1步
I 区仰拱中部0.3133.4-61.31917 3.1I 区仰拱两端0.3123.6-66.91692 2.8第2步
III 区仰拱中部0.3253.0-190.13836 6.3III 区仰拱两端0.3261.5-200.33986 6.5第6步
III 区仰拱中部0.3201.6-201.22920 4.8III 区边墙两端0.3292.9-219.245937.5第8步III 区仰拱两端
0.3235.2-201.23508 5.7IV 区边墙顶端
0.3242.1
35.1
3634
5.9V 区仰拱中部0.3182.4-200.32607 4.第10步III 区仰拱中部
0.3196.2-200.52837 4.6IX 区仰拱两端
0.3298.9-202.447177.7VI 区拱部两端
0.3
345.9
26.2
5758
9.4
控制内力
弯矩/kN ·m
轴力/kN !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
胡斌，等：CRD 工法施工大跨浅埋隧道的数值模拟与分析
53··
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
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