高速铁路桥梁支座调整方法

铁３２　道建筑　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　文章编号：１００３．１９９５（２０１５）０９．００３２．０３　高速铁路桥梁支座调整方法　虞中明　（上海铁路局宁波工务段，浙江宁波３１５０１２）　摘要：杭甬高铁运营后，维护检查时发现其简支箱梁支座不符合设计要求，导致箱梁不能自由伸缩，需对　支座进行调整。本文分析支座存在的问题及危害，通过计算给出支座调整参数，阐述了支座调整方案及　施工关键工序。支座调整作业顺利，观测结果表明调整后支座位移满足设计要求。　关键词：高铁桥梁　支座调整　中图分类号：Ｕ４４３．３６文献标识码：Ａ　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３．１９９５．２０１５．０９．１０　１　概述　杭甬高铁绍兴北站位于柯桥特大桥上，中心里程　为Ｋ２０２＋０６４，到发线设计通过速度为８０　ｋｍ／ｈ。桥　上到发线岔区采用轨枕埋入式无砟轨道，其余部分采　Ｉ）一孔梁在两个墩上分别安装固定支座，在不同　温度下梁体将不能自由伸缩，在温度力的作用下固定　支座上板螺栓会受到剪力。梁体在当地最高气温或最　低气温作用下（绍兴地区最高气温４５　ｃＩ＝，最低气温为　一５℃）产生的最大温度力经计算为８４．６２５　ＭＮ，固定　用ＣＲＴＳ　Ｉ型双块式无砟轨道。按照设计标准，简支箱　梁每孔梁支座设置应为固定支座、相应横桥方向的横　向支座、相应顺桥方向的纵向支座和相应对角方向的　多向支座，如图１所示。　支座上板螺栓剪切应力达３４．３７６　ＧＰａ，远远大于支座　上板的容许应力（１１０　ＭＰａ）。支座上板螺栓将被切　断，导致梁体位移失控，危及行车安全。因此，对固定　支座必须进行调整。　２）一孔梁上没有固定支座，梁体在列车荷载、冲　击力、温度力等的作用下，梁体纵横向位移的方向无法　Ｏ一固定支座：　ｅ一横向支座：　预判且数值将不断累加，会导致线路的突然变化，危及　行车安全，所以必须增设固定支座。　３）一孔梁上多向支座与纵向支座位置错位，在梁　的纵向支座与多向支座这一端梁的横向温度位移将向　多向支座方向伸缩，在梁的固定支座与横向支座这一　端梁的温度位移将向横向支座方向伸缩，导致梁体整　体扭曲，必须加以调整。　①一纵向支座；　０一多向支座。　图１支座安装设计　在设备检查时发现简支箱梁支座安装不符合设计　要求，存在三种类型的问题：①绍兴北站６道第１９孔　梁有２个固定支座；②绍兴北站６道第１６孔梁没有固　定支座；③绍兴北站６道第９孔、第４孔、５道第１０孔　梁横向支座顺桥方向对应的支座为纵向支座（应为多　向支座）。这５孔梁均不能按照设计要求自由伸缩，　若不及时处理，在温度力和列车荷载作用下必将产生　２支座调整技术参数　预应力混凝土简支箱梁设计图号为杭甬客专施　（站桥参）．ＶＩＩ．１，箱梁位于直线上，平坡。该箱梁支座　设计为盆式橡胶支座，二期恒载上桥后，简支箱梁质量　为７５０　ｔ（含桥面系及轨道结构）。　纵向、横向支座设计位移量分别为±５０，－４－１０　ｍｍ。施工期箱梁浇筑完成时间为２０１１年５月３０日，　天气晴，温度为２４℃。绍兴北站所在地１月份气温最　梁体窜动或支座损坏，危及行车安全或缩短梁体使用　寿命。　杭甬高铁桥梁支座问题是没有按照设计图施工造　成的。三种类型支座问题的危害分析如下：　低，可达一５℃。最高气温为４５℃。支座最大竖向反　力经计算为２　６７６．７　ｋＮ，支座压缩量可忽略不计。为　便于制定支座调整方案及施工，计算得到考虑梁体收　收稿日期：２０１５－０５－１３；修回日期：２０１５—０６・２０　作者简介：虞中明（１９７Ｏ一），男，江苏武进人，高级工程师。　缩后支座理论位置（表１）和施工作业空间（表２）。　２０１５年第９期　虞中明：高速铁路桥梁支座调整方法　３３　表１纵向活动支座理论位置　ｍｍ　３支座调整方案　根据设计要求和现场调查结果计算出支座偏移　量，制定了调整方案，如图２所示。　注：方向靠近固定支座为负，远离固定支座为正。　施工步骤：①松开线路扣件；②松开支座上下板螺　表２　３２．６　ｉｎ梁施工作业空间计算结果　ｍｍ　栓；③用油顶顶升梁体至预定高度；④移出老支座；　⑤新支座移至老支座位置；⑥对齐上下板支座螺栓；　⑦油顶回油落下梁体；⑧拧紧上下板支座螺栓；⑨拧紧　注：支座型号ＰＺ一３０００。　线路扣件；⑩测量调整线路并开通。　无偏移　调整前离蓑　旁　箍薯　ｉ　：　向线路右侧偏移３　ｍｍ　堡整！　向杭州方向偏移４　ｍｍ　（ａ１　６道第１６孔　（ｂ）６道第１９孔　（Ｃ）６道第９孔　向线路右侧偏移３　ｏ　ｍｍ　向杭州方向偏移７　５　ｍｍ　Ｏ固定支座　ｅ横向支座　①纵向支座　０多向支座　（ｄ）６道第４孔　（ｅ）５道第ｌＯ孔　图２支座偏移量及调整方案　顶梁位置及油顶的确定：设计预应力混凝土抗压　强度为５０　ＭＰａ，千斤顶与梁体接触面积为０．０４５　２　ＩＴＩ　；　４　施工关键工序及难点分析　梁体质量７５０　ｔ；千斤顶产生的局部压强为４１．５　ＭＰａ。　１）为确保试顶梁能正常进行，对老支座必须采取　由于千斤顶局部压强＜梁体混凝土抗压强度，理论上　保护措施，将支座上下板连接起来。既要防止其脱开，　梁体任一位置均可满足顶梁作业要求。为保证梁体的　又要保持自由滑动状态，避免支座受损。支座上下板　稳定和平衡，防止倾覆，尽可能选择靠近垫石处作为顶　连接方式如图３所示。　梁位置。因此，选择防落梁处为顶梁位置。一端梁体　顶升装置采取４个２　０００　ｋＮ的同步液压油顶，同一端　梁的４个油顶由一台油泵控制，顶升控制在１５　ｍｍ以　内，到位后将油顶锁定。　（ａ１横桥向　作业前全面调查支座状态，测量每个支座的位移、　新老支座上下板外形尺寸、孔眼大小及位置，确保施工　时新支座能够正确就位。在正式更换支座前试顶一　次，检查线路状态、顶力、支座螺栓松紧是否正常。试　（ｂ）纵桥向　顶作业正常才能进行支座调整。　图３　支座上下板连接方式示意　铁道建筑　支座上下板连接的时间很关键。若在白天气温高　时连接，在晚上天窗点（０：００—４：００）开始试顶，梁体　因温度下降已收缩，下板支座与上板已联结，上板不能　自由收缩，会造成联结件的弹性变形。施工时，梁体被　顶起，螺栓被松开后，支座上下板因连结件弹性变形的　横向轴心线上，当油顶顶力达到支座设计承重值１．１　倍仍未顶动梁体时，油泵停止泵油，重新研究方案。　③在墩顶安装临时支撑块，在临时支撑块上铺设一厚　度４０　ｍｍ的钢板，在钢板上加垫板式橡胶支座，钢板　和板式橡胶支座面积均不小于原支座上板面积，确保　弹力使上板与梁体产生相对位移，使支座螺栓无法正　常穿孔。若连结时气温与顶梁时气温相当则能保证试　顶顺利。　２）支座调整时的相互关系。若用固定支座更换　梁体稳定。④在梁的四角设置４个监测点，并在地面　上设２个固定点，用徕卡１２０１仪器观测顶梁前后梁体　位置的变化情况，为线路精调提供依据。　本次施工建设单位为杭长铁路有限公司，施工单　纵向支座，由于纵向支座在纵向已有位移（如果没有　位移时，必须当时气温与架梁时完全一致，且梁体施工　时没有误差，这种情况相当困难），横向无位移，而固　定支座在纵横向均不能产生位移，这样更换支座时，就　会产生支座螺栓无法正常穿孔。若用横向支座更换多　向支座，因多向支座在纵横向均产生了位移，而横向支　座在横向可以有位移，纵向不能有位移，所以也会产生　支座螺栓无法正常穿孔的现象。同理用横向支座难以　更换纵向支座，用纵向支座难以更换横向支座。由于　多向支座在纵横向均可有位移，所以用多向支座既可　以更换横向支座，也可以更换纵向及固定支座。用纵　横向支座可更换固定支座。　按照实际情况，必须用固定支座更换纵向支座，可　采用两种方案：①对支承垫石螺孔进行开凿扩孔，按照　设计的偏移量重新预埋下板支座螺栓套筒，确保支座　上下板螺孔的位置分别对齐梁体螺孑Ｌ和支承垫石螺　孔。②对支座的螺栓孔按位移方向进行扩孔，支座螺　栓安装完成后，用粘钢胶砂浆将空隙部分填实，并保证　支座螺栓能自由松卸，以满足固定和梁体自由伸缩的　要求。第１种方案有利之处是支座螺栓孔精确，不利　之处是工作量大，在１个天窗内必须凿除４个支承垫　石螺孔，而且螺杆套筒长３５０　ｍｍ，扩孔时因梁体影响　只能横向钻孔拉槽，必须分３次拉槽，拉槽长度最长为　１．３　ｍ。为保证施工后正常开通线路，新修补支座垫石　强度必须很快达到设计强度。若用此方案，施工难度　相当大，施工安全风险高，而且有可能不能正点开通线　路。第２种方案有利之处是工作量小，标准易掌握，而　且能在天窗点外做好准备工作，安全系数高。不利之　处是对支座扩孔精度要求高，但只要选用高技能工人　可达到要求，故选用第２种方案。　同理对以上其他难以更换的支座也可以采取第２　种方案来解决。　３）安全措施。①采用百分表监控梁体的竖向位　移量与油表压力来控制油缸顶力的双控原则。②油顶　安装前先运行调试，使油顶提供顶力时其速率相同，误　差控制在１　ｍｍ以内。油顶布置在梁体同一端支座的　位为中铁三局集团有限公司杭甬铁路客运专线工程指　挥部，配合单位为宁波工务段。在上海铁路局工务处　组织指导下，利用６个施工封锁点，对５孔梁的支座进　行调整。每个天窗点整改１孔梁的支座，每次封锁施　工时间控制在４　ｈ以内，施工结束后不限速。　按调整支座的方案和采取的安全措施进行施工。　第一天对６道第ｌ６孔梁进行试顶，进行了拆装螺栓，　顶力测试，线路观测精调，人员配合协调演练等各项工　作，完成了试顶任务。后５　ｄ对剩下的支座按照设计　方案安全完成了支座调整工作。　５　结语　１）经过对箱梁支座的调整，梁体已可自由伸缩，　根据初步观测，支座位移基本满足设计要求。　２）为方便支座检查及更换，建议：在横向支座的　横向上板、纵向支座的纵向上板、多向支座的纵横向上　板与钢盆中心建立刻度表，在支座安装时标注位移量；　将横桥向的固定围栏改为桥墩环通型固定围栏；尽可　能减少支座支承垫石外的混凝土面积。　３）建议设计时明确梁体受力最适宜的顶梁位置，　便于现场施工作业。　参　考　文　献　［１］宋福．石秋君，班新林，等．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（７）：３４—３７．　［２］中华人民共和国铁道部．铁运函［２００４］１２０号　铁路桥梁　检定规范［ｓ］．北京：中国铁道出版社，２００４．　［３］王旭芳．高速铁路桥梁支座设计要求及应用技术［Ｊ］．高速　铁路技术，２０１１，２（５）：５１—５４．　［４］樊金奎．浅谈高速铁路桥梁支座更换的施工及监理［Ｊ］．建　设监理，２０１２（１２）：７５—７８．　［５王永文．高铁预应力混凝土连续梁顶升更换支座模拟分析　［Ｊ］．国防交通工程与技术，２０１３（２）：５４—５６．　［６］中华人民共和国铁道部．铁运函［２０１０］３８号　铁路桥隧建　筑物修理规则［ｓ］．北京：中国铁道出版社，２０１０．　（责任审编　李付军）