摘要：鐵路運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展和橋梁技術(shù)的提高對鐵路橋梁整體性能提出了更高要求，而影響橋梁整體質(zhì)量的一個關(guān)鍵因素便是橋梁支座。目前鐵路橋梁的使用壽命達(dá)不到到設(shè)計(jì)的使用壽命，橋梁的失效從橋梁支座的失效開始，因此加強(qiáng)橋梁支座的施工管理，從支座的選擇、安裝、養(yǎng)護(hù)、更換進(jìn)行質(zhì)量控制，具有極為重要的意義。本文對于橋梁支座的研究是基于海洋大氣環(huán)境下的球形抗震鋼支座的研究，重點(diǎn)介紹了球形抗震鋼支座的選擇、安裝、保養(yǎng)與更換，以期達(dá)到保證橋梁使用壽命，減少了橋梁維修費(fèi)用的目標(biāo)。

　　關(guān)鍵字：鐵路橋梁,海洋環(huán)境,支座,擇與安裝,養(yǎng)護(hù)與更換

　　一、工程概況

　　廈門市地處我國東南沿海亞熱帶地區(qū)，全年氣候宜人，風(fēng)景秀麗，環(huán)境整潔。廈門擁有條件優(yōu)越的海峽性天然良港，廈門港海岸線蜿蜒曲折，全長234公里，港區(qū)外島嶼星羅棋布，港區(qū)內(nèi)群山四周環(huán)抱，港闊水深，終年不凍，是條件優(yōu)越的海峽性天然良港，歷史上就是我國東南沿海對外貿(mào)易的重要口岸。

　　高集海堤作為進(jìn)出島設(shè)施之一是中國第一條跨海設(shè)施，位于廈門高崎與集美之間，全長2212米。1953年動工，1955年10月建成，工程的完成將廈門與大陸聯(lián)成一體。2010年10月28日開堤建橋， 拓寬成24米，雙向四車道，行車道寬度為14.5米，設(shè)置一條4米寬的非機(jī)動車道以及一條寬達(dá)2米的綠化帶，并同步建設(shè)廈門軌道交通1號線。

　　本工程是對高集海堤的改造工程，改造中有兩段開口改造橋梁工程，兩段開口橋梁之間保留既有高集海堤，全長約387.2m，橋梁段里程樁號K0+843.156～K1+843.156。上部現(xiàn)澆箱梁等寬段總長1000m，跨徑布置為3×30+2×(3×50)+4×50+(70+120+70)+3×50m，左右共計(jì)12聯(lián)(跨徑長度均為平面設(shè)計(jì)線長度)，各聯(lián)對應(yīng)墩號為0號橋臺～19號橋臺，開口箱涵段里程樁號K0+306～K0+366(左、右幅)現(xiàn)澆箱涵等寬段總長60m，跨徑布置為4×15m，左右共計(jì)2聯(lián)(跨徑長度均為平面設(shè)計(jì)線長度)，集美水閘橋里程樁號L2K0+015～L2K0+096，跨徑布置為3×27m，共計(jì)1聯(lián)。根據(jù)廈門軌道交通1號線工程建設(shè)需要，確定了本工程段387.2m既有海堤進(jìn)行橋梁和路基的最終方案。本工程是在海洋大氣環(huán)境和沿海、跨海條件下進(jìn)行，比一般工程更為復(fù)雜，工程的實(shí)施要多考慮本工程的外部條件，確保工程質(zhì)量和使用壽命。

　　二、鐵路橋梁支座選擇

　　(一)橋梁支座

　　支座是橋跨結(jié)構(gòu)的支承部分。其作用是將橋跨結(jié)構(gòu)上的荷載通過支座傳遞給墩臺。支座的作用主要表現(xiàn)在以下三個方面：①使反力明確地作用到墩臺的指定位置，并將集中反力擴(kuò)散到一個足夠大的面積上，以保證墩臺工作的安全可靠。②保證橋跨結(jié)構(gòu)在支點(diǎn)按計(jì)算圖式所規(guī)定的條件變形。③保證橋跨結(jié)構(gòu)在墩臺上的位置充分固定，不致滑落。

　　(二)橋梁支座分類

　　結(jié)構(gòu)型式：球型支座、盆式橡膠支座、板式橡膠支座、鉸軸支座、轉(zhuǎn)體球鉸等。

　　使用功能：普通支座、抗震支座、減隔震支座、拉壓支座、抗風(fēng)支座等。

　　使用環(huán)境：普通環(huán)境用支座、低溫用支座和耐蝕支座。

　　(三)橋梁支座的適用

　　橋梁支座產(chǎn)品，主要應(yīng)用于鐵路橋梁、公路橋梁、城市立交橋、高架橋等項(xiàng)目中，也可用于大型建筑結(jié)構(gòu)中。在不同類型的橋梁中，設(shè)計(jì)院一般按照橋梁的結(jié)構(gòu)型式、橋梁上部結(jié)構(gòu)的反力及變形大小、設(shè)置支座的位置及大小、橋梁上部行車的類型(火車或汽車)、橋梁所處地震區(qū)域、橋梁所處的環(huán)境情況來選取適當(dāng)?shù)臉蛄褐ёa(chǎn)品。

　　1、公路橋梁對于高速公路橋梁和一些小型公路橋梁，由于其跨徑小、上部結(jié)構(gòu)的反力及變形小，一般選用板式橡膠支座產(chǎn)品。對于跨公路、跨鐵路、跨江河、跨海的橋梁，由于其跨徑較大、上部結(jié)構(gòu)的反力及變形大，一般選用盆式橡膠支座或球型支座產(chǎn)品。

　　2、鐵路橋梁鐵路橋梁設(shè)計(jì)為保證其規(guī)范性，一般采用專圖形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，各設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)中直接根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選圖設(shè)計(jì)。目前形成專圖的支座產(chǎn)品主要有鑄鋼支座(包括搖軸、輥軸和鉸軸支座)、盆式橡膠支座、柱面支座和球型支座等。球型支座由于其承載力高、傳力均勻、耐久性好等特點(diǎn)，多用于連續(xù)梁及有特殊要求的橋梁設(shè)計(jì)中，現(xiàn)也開始逐步取代盆式橡膠支座使用于簡支梁橋中。

　　3、其它特殊支座選用。對于處于地震帶上的公路、鐵路橋梁，為減小地震災(zāi)害，現(xiàn)多選用抗震支座或減隔震支座產(chǎn)品。對于上部結(jié)構(gòu)存在向上的反力的橋梁，一般選用拉壓支座。對于懸索橋、斜拉橋等存在漂浮結(jié)構(gòu)的橋梁，在梁體橫向一般需要選用抗風(fēng)支座產(chǎn)品。對于沿海及跨海橋梁，為保證支座使用壽命，則多選用耐蝕支座產(chǎn)品(一般為耐蝕球型支座)。對于跨鐵路、高山跨峽谷的橋梁，為了不干擾鐵路運(yùn)行和減小施工難度，多選用轉(zhuǎn)體法施工，因此多選用轉(zhuǎn)體球鉸產(chǎn)品。對于在高緯度地區(qū)低溫環(huán)境，為保證鋼材應(yīng)力，多選用低溫用支座(型號后加注“F”)。

　　(四)橋梁支座的選擇

　　廈門屬亞熱帶氣候，溫和多雨，年平均降雨量在1200毫米左右，每年5至8月份雨量最多，風(fēng)力一般3至4級，常向主導(dǎo)風(fēng)力為東北風(fēng)。由于太平洋溫差氣流的關(guān)系，每年平均受4至5次臺風(fēng)的影響，且多集中在7至9月份。

　　我國有四大地震帶,東南部的臺灣和福建沿海;華北的太行山沿線和京津唐地區(qū);西南青藏高原和它邊緣的四川,云南兩省西部;西部的新疆、甘肅和寧夏。廈門正位于四大地震帶之一的福建沿海地區(qū)，地震活動相較其它地區(qū)更為活躍。

　　本工程橋梁為位于廈門地區(qū)海洋性環(huán)境下的特大型橋梁，支座的選擇要考慮到地震、強(qiáng)風(fēng)、降水、和海水腐蝕等綜合因素，為確保結(jié)構(gòu)的耐久性及使用壽命不少于100年，最終選擇球形抗震鋼支座，并采用耐腐蝕性材料及重防腐措施。

　　三、鐵路橋梁支座安裝

　　(一)支座安裝安裝流程：墩臺預(yù)處理——支座就位——重力灌漿——梁體部位施工——拆除支座臨時連接——支座安裝完畢

　　(二)支座安裝前注意事項(xiàng)

　　①產(chǎn)品相關(guān)信息核對：包裝上承載力、型號與產(chǎn)品標(biāo)牌是否相符。②支座出廠時，已由生產(chǎn)廠家將支座調(diào)平，并擰緊連接螺栓，為防止運(yùn)輸安裝過程中發(fā)生轉(zhuǎn)動和傾覆，支座到達(dá)現(xiàn)場后應(yīng)檢查臨時連接是否完好，標(biāo)尺指針是否完好。③支座安裝前，施工單位不得拆卸、轉(zhuǎn)動連接螺栓。④支座安裝位置確定支座安裝時，先根據(jù)圖紙的要求確定各個支座的安裝位置。⑤墩臺頂面的準(zhǔn)備工作。橋墩竣工后應(yīng)根據(jù)實(shí)測資料，結(jié)合基礎(chǔ)沉降、座板墊層厚度等，修正支承墊石頂面高程，要求墊石面高程低于設(shè)計(jì)值40～50mm，以便位(勢)能灌漿，當(dāng)間隙大于50mm時，要求增加φ12的10cm×10cm鋼筋網(wǎng)片。同時應(yīng)復(fù)測預(yù)留的錨栓孔位置及深度，修鑿整理后完全符合設(shè)計(jì)要求。

　　(三)支座安裝

　　①墊石頂面鑿毛，并以清水沖洗干凈，注意錨栓孔內(nèi)不得積水，以防海洋大氣環(huán)境下引起的橋墩頂帽凍脹開裂。②為確保支座使用過程中扭轉(zhuǎn)或縱向滑動靈活，支座安裝前應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)固定措施，以確保各部位相對位置準(zhǔn)確，待墩頂塊澆注完成后予以拆除。③以龍門吊安裝支座，支座四角以鐵楔抄墊牢固，鐵楔尺寸為80mm×100mm×20mm，并要求成對安裝。活動支座安裝要特別注意考慮混　凝土收縮徐變和合龍段鎖定時溫度的影響，即設(shè)置預(yù)偏量。④錨栓孔灌注環(huán)氧樹脂砂漿，以加強(qiáng)支座與橋墩間的錨固力，同時可方便位能壓漿時錨固支座，防止支座上浮。⑤安裝主送漿管、分配管、送漿管、出漿管等灌漿設(shè)備，澆注封邊圍堰，封邊圍堰應(yīng)嚴(yán)密不漏漿，封邊圍堰用500號砂漿施工，陷度10～30mm，其強(qiáng)度達(dá)到70以上方能灌漿，圍堰寬度不小于150mm。所有管路均采用聚乙烯塑料管，安裝時亦可不安裝止?jié){閥，而在0.5m高處安裝接頭，以便接頭以上管路回收。⑥支座壓漿：砂漿采用無收縮砂漿，其標(biāo)號為500號，砂子粒徑不大于2mm。砂漿以拌漿機(jī)分次拌夠。搭設(shè)灌注架，將灌漿漏斗提高至約5m，開啟止?jié){閥，當(dāng)灌入的砂漿從出漿管溢出時，表示內(nèi)部砂漿已灌滿，可以逐一用木塞或橡皮塞塞住，并關(guān)閉止?jié){閥，灌漿完成。當(dāng)水泥砂漿強(qiáng)度達(dá)到70后敲出鋼楔，補(bǔ)滿干砸砂漿，始可承受荷載。

　　四、鐵路橋梁支座的養(yǎng)護(hù)與更換

　　橋梁支座在遭受損壞、作用不能充分發(fā)揮時，將會使橋梁上、下部結(jié)構(gòu)受到不利的影響，也容易對結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生重大障礙。因此必須經(jīng)常養(yǎng)護(hù)，損壞時要及時進(jìn)行更換或修補(bǔ)。

　　(一)支座養(yǎng)護(hù)

　　① 檢查支座地腳螺栓有無剪斷，支座防塵密封裙有無破損。②檢查支座相對位移是否均勻，逐個記錄支座位移量校核并定點(diǎn)檢查支座高度變化，以便校核支座內(nèi)滑板的磨損情況③不得用銳器碰、刮支座表面。④在滾動支座滾動面上要定期涂一薄層潤滑油，在涂油之前，必須先用鋼絲刷或揩布把滾動面揩擦干凈。⑤為了防銹，支座各部分除不銹鋼板和滾動面外其余要涂刷油漆保護(hù)。⑥對固定支座應(yīng)檢查錨栓堅(jiān)固程序，支座墊板要平整緊密，即時擰緊接合螺栓。⑦支座上板翹起、扭曲、斷裂時，應(yīng)予更換或補(bǔ)充。

　　(二)支座更換

　　1、更換施工

　　①稱重(試頂升)：根據(jù)施工圖紙，確定各頂升點(diǎn)的位置，以理論計(jì)算各頂升點(diǎn)液壓缸的承載力為依據(jù)，分級逐步加載，直至橋梁完全脫離支座(一般1—2mm)。稱重是為了找出所有頂升點(diǎn)的實(shí)際載荷壓力，為同步頂升做好準(zhǔn)備。②同步頂升：控制各液壓缸同步頂升，達(dá)到預(yù)先設(shè)定位移量(考慮施工要求和橋梁的最大允許變形量，一般取10—15mm)后自動停止、調(diào)平。③位置保持、支座更換：同步頂升到位后，使各頂升液壓缸處于自鎖保壓、位置保持狀態(tài)，進(jìn)行支座更換施工，如施工時間較長，則需使用臨時支承。④落梁(同步下降)：支座更換完畢檢查無誤后，由同步頂升動力系統(tǒng)控制各液壓缸在外載荷作用下同步、緩慢地降落，直到落實(shí)為止。

　　2、支座更換及注意事項(xiàng)

　　①安放千斤頂之前，將墩頂表面鑿平，并用環(huán)氧水泥進(jìn)行找平。②千斤頂提升噸位的設(shè)置，應(yīng)考慮足夠的安全儲備。③橋墩和箱梁的混凝土所受應(yīng)力，從絕對的安全角度考慮，應(yīng)小于25MPa。④注意ZX(縱向)和HX(橫向)支座的安裝方向。⑤ 起頂時，梁面鋼軌處應(yīng)有軌道工程師監(jiān)護(hù)。

　　結(jié)束語：支座是橋梁上、下部結(jié)構(gòu)的連接點(diǎn)，它能夠?qū)⑸喜拷Y(jié)構(gòu)的荷載舒適、安全地傳遞到橋梁墩臺，保護(hù)粱端、墩臺帽不受損傷。本工程為跨海特大型橋梁，靠近環(huán)太平洋地震，為減小地震災(zāi)害、抗風(fēng)、抗蝕、保證使用壽命，選擇球形抗震鋼支座。橋梁支座一旦發(fā)生破壞，將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，因此對于支座的施工安裝及保養(yǎng)與更換，也同樣要給予重視。

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