预制梁桥大长纵坡坡型支座技术施工研究

究

摘要：梁式桥是指用梁或桁架梁作主要承重结构的桥梁，其上部结构在铅垂向荷载作用下，支点只产生竖向反力。梁式桥为桥梁的基本体系之一，其建造和架设均较方便，在桥梁建筑中占有很大比例。预制梁式桥中，空心板、小箱梁、T梁等结构形式较为常见。预制T梁因结构简单、受力明确、节省材料、架设安装方便、跨越能力较强、后期运营病害少等优点，在我国桥梁建设中使用尤为广泛。随着我国工程建造能力和经济实力提升，高速公路通车里程逐年增加。通过多年多地区高速公路运营经验总结，一批位于大纵坡路段的预制梁桥出现墩柱偏移、支座纵向滑移量超限等有规律性、系统性病害，严重危及结构和运营安全。易引发突发性、重大灾害性安全事故，应引起高度重视。

关键词: 芷铜高速；桥梁病害；坡形支座；微创新；施工技术

1 引言

芷铜项目属山区高速，山高谷深，长大纵坡的高墩桥梁相对较多，针对桥梁纵坡超过±2.5%的联端伸缩缝位置，采用定制坡形支座进行调坡，与传统工艺工装相比，可大幅简化支座安装工序，加快施工进度，提高支座的安装精度，实现长大纵坡桥梁滑移后自恢复长久性能，保证结构安全，提升坡桥耐久性以及后期桥梁运营安全降低养护费用。

2 工程概况

芷铜高速公路四标项目位于湖南省怀化市麻阳苗族自治县尧市镇，本合同段起点位于尧市互通起点处，终于拖冲特大桥终点处，设计里程2.065km。拖冲特大桥上跨拖芷公路，左线桥梁中心桩号为 ZK26+040.146，桥长 1067m，右线桥梁中心桩号 K26+035.02，桥长 1069.04m，桥梁跨径组合为：

3×(4×30)+(65+2×120+65)+2×(3×30)+5×30m，按四车道高速公路标准设计，

设计速度100km/h，整体式路基宽度 24.5m，分离式路基宽度12.5m。主桥上部采用（65+2×120+65）m四跨预应力混凝土变截面连续刚构体系。引桥构造为装配式预应力混凝土先简支后连续T梁，桥梁纵坡≥-2.5%。

3 坡型支座微创新设计 3.1 设计背景

单以拖冲特大桥为例，经过现场写实和简单计算，为保证施工精度又降低控制难度，提高梁体预制效率，从支座角度进行微创新，无需在梁片预制时单独制作预埋钢板，提高了梁体预制效率，大大缩短了我标段制梁周期。针对拖冲特大桥桥梁纵坡超过±2.0%的简支端伸缩缝位置，T梁预制时采取水平预埋梁底钢板，简化支座安装工艺，同时专业支座生产厂家按桥梁纵坡坡度出具具体支座坡度方案，确保一次性成坡，T梁安装时确保支座安装位置、方向正确，即满足桥梁坡度要求，也加快了现场施工进度。

3.2 坡型支座调坡方案

相关规范对支座上、下座板安装水平度有严格要求。下座板置于支座垫石上，容易置平。上座板与桥梁纵坡一致，上座板调坡是一项细致工作，需要根据每个支座所处位置来定制纵坡度，设计选用坡支座型号。最后通过下座板水平+上座板调坡与T梁底的预埋钢板保持一致，支座安装时，确保坡型支座的上座板与梁底预埋钢板契合度满足设计及规范要求。

图1 坡支座立体示意图 3.3坡型支座定制生产加工

坡型支座是由坡型支座上钢板、钢滑板、钢衬板、橡胶板、下座板以及螺栓等组件组成（如下图）。

图2 坡型支座分解结构图

上座板按照每个盖梁上的纵坡单独进行设计、生产加工，调整支座上座钢板四角高差，通过高精度的数控加工制定技术，确保上座板坡度精度等级达到0.01mm，使支座上座板的纵坡与桥梁纵坡相匹配，实现坡度“专桥专设”定制化、工厂化、精确化，避免支座上座板与梁体预埋钢板出现接合不密贴、受力不均匀、坡比不准确的隐患。

4 坡型支座安装施工步骤

1、坡型支座安装前施工准备

技术准备：支座安装前应先检查支座外观有无破损，型号是否与设计型号相符。活动支座安装时，应根据浇筑时的温度、预应力张拉、混凝土收缩与徐变对梁长的影响，计算设计支承中心的预偏值。

设备准备：安装运输设备：吊车、运输车等；测量设备：全站仪、水准仪、钢尺；灌浆设备：搅拌桶、空压机、软管、注浆泵；搭设工作台：支座安装前，首先应在墩顶搭设牢固的施工人员作业平台，并设置护栏，确保施工人员作业方便与施工安全。

2、坡型支座安装后施工检查

1）复测桥墩中心距离坡型支座高程，保证支座精度；

2）检查坡型支座锚栓孔位置及深度要符合设计规范要求；

3）支座安装要保持梁体垂直，支座下板与垫石要保持水平，不产生偏位； 4）支座与垫石间及支座与梁底间密贴、无缝隙；

5）T梁安装前详细检查支座位置，检查的内容有：纵、横向位置、平整度，同一支座板的四角高差，各支座板相对高差；

6）支座安装后即按规定锚固坡型支座螺栓，采用专用支座环氧砂浆注浆支座预留孔固定。

4.1 坡型支座安装注意事项

1、坡型支座安装前不得任意拆卸支座，不得将支座解锁；

2、当安装温度与设计要求不同时，活动支座的预设偏移值，应按实际温度进行调整；

3、活动支座安装时注意支座方向，按照施工设计图放置，确保支座主位移方向正确；

4、支座吊装时，注意保护支座油漆，切勿碰伤、刮伤，不要使用钢丝绳触碰支座的橡胶密封圈；

5、采取预留锚栓孔型式，进行灌浆之前，要预计算需要的浆体体积，灌注实用浆体数量不能和计算值发生太大的误差，防止中间缺浆；

6、桥墩墩顶锚栓孔孔深至少应大于预埋套筒长度60mm，孔径至少应大于预埋套筒直径60mm；

7、采取预留锚栓孔型式，砂浆终凝后拆除模板，达到设计强度后才可拆除四角垫块，并修补空隙；

8、采取与预埋钢板焊接型式，支座钢板与预埋钢板焊接采取断续、对角焊接，避免支座过热；

9、确保支座水平受力；

4.2 T梁安装时施工注意事项

1、落梁需缓慢平稳，避免出现压偏、脱空和剪切（倒歪）现象。

2、在梁底划好支座中心十字线，在梁端标出支座中心线的垂直线，落梁时同墩台上的位置中心线相吻合。

3、出现压偏、脱空时，再次检查支座垫石表面是否水平、梁底底面是否与垫石平行，用千斤顶顶起梁端，在支座上下表面增垫钢板或涂无收缩砂浆（或环氧树脂砂浆），再次落梁，在重力作用下支座上下表面相互平行且同梁底、墩台顶面全部密贴。

5 坡型支座应用效果

1、制作方面

1）采用专业工厂数控加工定制技术，坡度精度等级达到0.01mm，坡度能达到万分之二，实现工厂批量化生产；

2、施工安装方面

1）降低预制T梁梁底钢板调坡的难度，缩短制梁周期，保证项目工期； 2）简化支座安装工艺，提高支座安装精度；

3）减少多层钢板面接触，降低坡度累计误差，支座与梁体接合密贴，从而大幅度提高支座使用寿命和桥梁安全系数；

3、费用方面（施工期经济）

在人员费用方面，定制坡形支座调坡相较于传统工艺，保守估计可减少人员约2人，如按每人9000元/月，八个月工期计算，可节约劳务费用约14万元。在材料方面，相较于传统支座需用T梁底的预埋钢板进行调坡，保守估计可节约3cm钢板47.4t，节约材料费约28.5万。拖冲特大桥需要需要定制的坡型支座需

要117块，按约3200元/每块，总费用约37.4万元，对比分析节约成本约5.1万元。

项目类别 普通支座（万元） 坡形支座（万元） 对比节约成本（万元） 人员劳务成本 28.8 14.4 14.4 钢板材料成本 28.5 / 28.5 定制支座成本 43.3 37.4 5.9 后期运营维护成本 3 1.6 1.4 总计 103.6 53.4 50.2 4、安全方面

减少了采用传统支座的多层钢板面接触，降低坡度累计误差，支座与梁体接合密贴，从而大幅度提高支座使用寿命和桥梁安全系数，同时定制坡型支座调坡工艺能有效的避免传统桥梁坡度施工方法造成的支座偏压、变形、错位，避免因坡度施工误差造成的墩柱偏位、变形、开裂以及梁体与支座脱离等病害发生；技巧的避免结构滑移后的桥梁病害，保证结构安全运行。

6 结束语

定制坡型支座技术实现了将施工现场的坡度盲置施工转化到工厂的“专桥专设”的定制化处理，实现了精准施工。经实际应用证明，定制坡型支座坡度精确，现场施工简单快捷，大大缩短了我标段制梁周期，降低了制梁成本；既加快了施工整体进度，又减少不必要的投入，取得了良好的经济效益。

这种定制坡型支座为我国山区、丘陵地区交通建设、桥梁建设开创了新的具有历史意义的支座调坡方式，对于我国绿色工程、高精准工程提供了先进性、可靠性的产品保障，同时节约了制作成本、加工成本和后期维护成本，具有广阔的社会价值、经济价值和推广价值。

参考文献：

[1] 湖南省高速公路大长纵坡高墩预制梁桥设计施工养护病害处治实施指南 2020年9月.

[2] 湖南省高速公路集团有限公司文件 湘高速建《2020》501号文件. [3] 河北宝力工程装备股份有限公司提供专业技术生产. 1