摘要：随着近年来我国跨海大桥数量的逐渐增多，跨海大桥的养护将是桥梁工程师面临的一个重要课题，本文以温州市洞头区某跨海大桥连续刚构主桥支座更换为工程背景，对海洋性环境下支座病害特点进行分析，提出海洋性环境下连续刚构支座更换设计及施工要点。
关键词：跨海大桥；支座更换水刺无纺布
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支座作为桥梁上下部结构的连接构件，起到传递上部结构恒载、汽车活载至下部结构墩台及适应梁体变形的重要作用。随着桥梁使用时间的增长，支座病害有逐渐增多的趋势，严重影响桥梁结构安全及正常使用，尤其在海洋性性环境下，支座钢构件的锈蚀为易发、多发的病害，使得支座承载力下降、功能逐渐丧失，因此结合海洋性环境下支座病害的特点，进行支座更换设计及施工是跨海大桥养护的重要内容。本文以温州市洞头区洞头大桥主桥72+128+72m连续刚构边墩支座更换为工程背景，通过有限元模型分析，提出了跨海大桥支座更换方案，结合支座病害特点，提出支座构造及施工工艺要求，为同类桥梁支座更换的设计、施工提供借鉴和参考。
1.工程概况及支座病害［4］
洞头大桥位于G330国道洞合线，连接温州市洞头区花岗岛与三盘岛，是连接洞头与温州市区的重要通道，建成于2002年4月，桥宽9.5m，桥面设双向2%横坡，主桥为72+128+72m连续刚构（第12-14孔），箱梁主墩处高度7.0m，跨中高度为3.0m，引桥为50mT梁与20m空心板，主桥桥墩基础为10根直径200cm的钻孔灌注桩+承台，边墩基础为4根直径200cm的钻孔灌注桩+承台，主桥主墩为双薄壁墩，边墩为厚度2.5m的实体墩。
主桥于每个边墩处设置2套GPZ(Ⅱ)3.0DX型盆式橡胶支座，根据现场调查，支座主要病害为支座本体钢板锈蚀，锈蚀钢板体积膨胀变形，用手能剥落大片的锈蚀产物，支座上、下锚固螺栓均已经锈死，无法转动，支座预埋钢板锈蚀严重，已经失去与支座连接的功能。在海洋性环境的作用下，上述支座病害发展较快，影响桥梁的正常使用及安全、耐久性，为使桥梁结构恢复原设计受力状态，急需对现有的支座进行更换。
主要计算参数的选取
（1）桥面铺装恒载按7cm混凝土铺装+3cm白改黑加铺的3cm沥青考虑；
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（2）活载与设计活载取值一致，为汽车-20，挂车-100，人：3.5kN/m2。 2.2主要计算结果［1］ 因结构对称且中主墩与主梁固结，固计算时仅考虑对11号墩支座节点进行顶升，施加向上的2cm强迫位移的情况下的结构计算结果。 支座反力：11号墩恒载支座反力标准值为2832kN，活载作用下的最大支座反力为936kN，则11号墩处千斤顶的总顶升力应不小于2.0×3768=7536kN。 主梁应力：支座顶升产生的最大拉应力为0.76Mpa，出现在边跨跨中下缘，最大压应力为0.53Mpa，出现在边跨跨中上缘，支座顶升对箱梁各3截面应力影响不大，在考虑支座顶升的不利情况下，主梁上下缘法向应力、主应力均未出现不满足原设计规范的情况。 在顶升力和各设计荷载组合作用下，主梁内力、与主梁固结的中主墩内力均小于结构抗力，承载能力可满足原设计规范要求。 局部承压验算：按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）第5.7.1条验算，，单个钢垫板规格按300mm×300mm×30mm，活塞外径约250mm，则按单个千斤顶981kN的顶升力进行局部承压验算，经验算，千斤顶钢垫板与桥墩顶面、千斤顶活塞与箱梁梁体底面的局部受压面尺寸满足规范要求。 3.更换支座规格及相关要求［5］
本次支座更换采用与老桥设计同规格的GPZ(Ⅱ)3.0DX型盆式橡胶支座，考虑跨海大桥支座工作环境高盐、高湿，为提高支座使用寿命，本次设计支座主体采用耐腐蚀的耐候钢制造，并采用金属喷涂+重防腐涂装封闭等防腐措施。
4.支座更换施工工艺［1-2］
4.1千斤顶布置
根据上述理论计算，边墩连续刚构侧千斤顶布置如下图所示，共布置8个100t千斤顶，千斤顶下钢垫板尺寸为300mm×300mm×30mm，千斤顶布设满足纵向桥可动单向支座从纵桥向取出的要求。
4.2千斤顶安装
安装千斤顶前应对桥墩顶面及箱梁底面进行平处理，及纵、横坡调平处理，控制整体平整度在±1mm以内，保证顶升时千斤顶支承部位局部承压钢垫板的接触面平整，可使用环氧结构胶进行平。
4.3千斤顶性能要求
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遥控直升机制作 同一个主墩上布置的千斤顶应同步顶升，顶升千斤顶使用多路顶升位移或顶升力具有同时控制功能的可编程液压系统，严格控制顶升位移的同步性，同时能控制顶升力和顶升速度。
4.4安装监控系统
支座更换施工监控包括位移监控和应力监控两个部分，位移监控采用在箱梁端支点底板两侧安装电位移计，以此控制梁体的顶升量，并控制各千斤顶顶升时的高差；应力监控采用在关键受力截面如边跨跨中及邻近的主墩墩顶处粘贴应变片进行应力监控，将实测应力数据与有限元计算得到的应力数据进行比较，如施工过程中出现实测应力与理论计算值差距较大的情况，应立即停止施工，查原因并及时调整。
4.5 预顶升
顶升设备和施工监控系统安装调试正常后进行预顶升，预顶升分两步进行，第一步以顶升力控制为主，顶到支座计算反力的50%左右，持荷5-10min检查顶升设备的安全性，无任何异常后将千斤顶回落到原位；第二步以顶升位移控制为主，宜将梁体顶升至脱离原支座1-2mm，检查支座与梁体脱开情况，同时测定梁体总重及各千斤顶的反力，得到相关数据后，应迅速将千斤顶回落到原来位置，此阶段持续时间不应大于5min。之后应检查顶升监
控系统工作是否正常，调试合格后方可进行正式顶升。
4.6正式顶升
供水控制器 正式顶升阶段以顶升位移控制为主进行分级顶升，控制顶升量不超过20mm，建议每级顶升量为2mm，顶升速度应缓慢平稳，不得大于1mm/min，达每一级位移时应由专人试着取出支座，当达到可取出支座的位移时，即应停止顶升，在原支座周围选择合适位置架设临时支承，将梁体回落到临时支承上，因此项工作持续时间较长，要求千斤顶具备长时间稳定性，并具有自锁装置，防止意外回落。
4.7 拆除旧支座与新支座就位
利用人工及手拉葫芦将旧支座拉出梁底，更换上新的、同型号的支座，因原支座的锚固螺栓及地脚螺栓均已锈蚀不可用，故将新支座与原梁底、垫石顶预埋钢板焊接，若垫石处无预埋钢板，则在垫石周边墩帽处植入钢筋或凿除原墩帽局部砼保护层，露出主筋后焊接连接钢筋，将植入或焊接的钢筋与支座可靠连接后，立模板灌注灌浆料增大支座垫石平面尺寸，将植入或焊接钢筋与支座底板包覆在灌浆料内。
4.8落梁
支座更换完成后，千斤顶重新顶起主梁，逐步拆除临时支撑，同步缓慢回落主梁至更好的
支座，详细检查垫石及支座，确认压紧密贴、位置正确后，撤除顶升系统。
结论：
洞头大桥连续刚构主桥边墩盆式支座在海洋性环境下钢构件锈蚀病害严重，本次支座更换设计采用主体为耐候钢制造的盆式支座，并采用了严格的封闭防腐蚀涂装，提高支座在海洋性环境下的工作寿命，通过有限元分析计算及局部承压验算，确定了千斤顶的布置方式、最大顶升量提出了顶升过程中的位移、应力监控要求，并根据实际情况提出了支座更换施工工艺，为今后跨海大桥桥梁支座更换提供了设计、施工经验。
参考文献：
[1]DB32/T 2173-2012公路桥梁橡胶支座更换技术规程［S］
[2]顾详峰、虞建成.大吨位连续梁桥支座更换方案比选与施工［J］.现代交通技术，2012,9（3）:50-53
[3]JTG/T J23-2008公路桥梁加固施工技术规范［S］
[4]浙江省交通规划设计研究院.洞头五岛相连工程洞头大桥施工图设计［R］.1999
[5]宝德桥梁构件产品说明［OL］
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