試論頂升技術在橋梁施工中的應用

吳貴毅

(貴州省橋梁建設集團)

1 工程概述

該立交橋始為部分互通立交橋，在西側設置一處上匝道，東側設置一處下匝道，均為雙車道。本次設計的高架六車道跨過某路口后加寬至八車道，其中中央分隔墩兩側四車道落地，東西兩側的兩車道高架接入現狀道路兩側上下匝道。需改造的匝道共3 聯，跨徑布置分別為2 ×22.75 m、1跨14.5 m、2 ×20 m，均為普通鋼筋混凝土箱梁。寬均為8.5 m，梁高1.7 m。下部結構為鋼筋混凝土柱式橋墩，墩身尺寸1.2 ×1.5 m，頂部做擴大頭?；A為鉆孔灌注樁基礎，樁徑1.8 m，承臺為圓形直徑3 m，高2 m，橋臺為一字墻橋臺，鉆孔灌注樁基礎，樁徑1.2 m，共兩根。本次需對該兩匝道部分聯段進行頂升處理，與新設計的匝道相接。

2 總體方案概述

2.1 臨時鋼管支撐設計

根據設計圖紙提供的支反力，承臺、墩身平面尺寸位置及原設計圖紙反映的地質情況，初步計算后擬確定該匝道需頂升的三聯采用直徑1.2 m 樁基，樁長9 ～10 m，底部樁頭擴大，P0 共2 根，P1－P4 墩身各4 根，共計18 根。匝道墩身高程因無變化，千斤頂布設在墩身頂。開挖露出承臺后，植筋重新澆注混凝土將承臺擴大。進行頂升采用的支撐立柱采用直徑630 mm 螺旋鋼管。

2.2 千斤頂選用及安裝

采用200 t 的液壓千斤頂，均配有液壓鎖，可防止任何形式的系統及管路失壓，從而保證負載的有效支撐，數量共20套，備用千斤頂10 套。安裝時應保證千斤頂的軸線垂直，以免因千斤頂安裝傾斜在頂升過程中產生水平分力。千斤頂的上下均設置鋼墊板以分散集中力，保證結構不受損壞。千斤頂吊頂鋼板與梁底用楔形鋼板墊實，梁底用高標號砂漿找平。

2.3 縱橫向限位裝置

由于第一條匝道頂升橋梁為三聯同步頂升，橫向有多條伸縮縫，匝道橋梁結構縱坡較大，頂升后其穩定性較差。根據現狀橋梁結構情況，在頂升過程中必須采取額外的加固限位措施，防止因意外發生側向移動和傾斜等情況的發生。在梁體上安裝鋼結構縱向限位裝置，將第一條匝道聯梁連接在一起。同時在兩條匝道臺帽及墩身上用型鋼安裝橫向限位裝置，隨橋梁頂升高度增加，在臺帽處安裝H 型鋼桁架，底部固定在臺帽及背墻上，預留安裝2 臺200 t 千斤頂，防止梁體在同步頂升過程中下滑。

2.4 有限元分析

由于頂升橋梁重量較大，且支撐系統構件眾多，恒載在各構件間的分配和傳遞復雜，因此在頂升施工前非常有必要分析梁體和各構件的應力分布和變形特征，以保證梁體結構不會在頂升過程中破壞。

2.5 支反力測試

先做穩壓試驗，油缸、油管、泵站操作臺、監測儀等安裝完畢檢查無誤;按計算荷重的70% ～90%加壓，進行油缸的保壓試驗5 小時;檢查整個系統的工作情況，油路情況;再進行測試。為保證頂升過程的同步進行，在頂升前應測定每個頂升點處的實際荷載，測試時依據計算頂升荷載，采用逐級加載的方式進行，在一定的頂升高度內(1 ～10 mm)，通過反復調整各組的油壓，可以設定一組頂升油壓值，使每個頂點的頂升壓力與其上部荷載基本平衡。為觀察頂升處是否脫離，需用百分表測定其行程。同時將每點的實測值與理論計算值比較，計算其差異量，由液壓工程師和結構工程師共同分析原因，最終由項目領導小組確定該點實測值能否作為頂升時的基準值。

2.6 頂升

在頂升前須對原橋梁結構現狀線形進行全面測量，以便后續頂升對比參照。試頂升后，觀察若無問題，更進行正式頂升，千斤頂最大行程為150 mm，每頂升標準行程為100 mm，最大頂升速度10 mm/min，倒頂時所需的臨時支撐位于墩身頂。在各墩身與橋臺位置按設計計算布置千斤頂與頂升支撐，在梁體上安裝縱向限位裝置，將第一條匝道聯梁連接在一起，之后在兩條匝道臺帽及墩身上用型鋼安裝橫向限位裝置，并隨橋梁頂升高度增加。由于千斤頂的最大行程為150 mm，而該橋梁的頂升高度最高達到4.3 m。因此，需要多次頂升循環，才能完成整個頂升施工。每當千斤頂達到行程時，采用支撐鋼構件臨時將橋梁支撐，然后回縮油缸，墊高千斤頂下的支撐構件，再開始下一循環的頂升，支撐墊塊采用鋼管節段，節段縱向通過法蘭連接。首先梁體同步頂升1.7 m，鑿除P5 梁體端部部份混凝土;然后比例頂升及下降，調整梁體達到設計坡度，使其標高分別高于設計標高50 cm。之后拆除墩身及橋臺，重新施工接高墩身，進行支座更換，待墩身混凝土達到設計強度后，進行落梁。落梁時施工方法與頂梁方法相同，只是千斤頂行程相反，回縮油缸。落梁也需要多次循環就位，當梁體落到離支座面間隙達到5 mm 左右時，停止落梁，對梁體標高及坐標進行測量是否達到設計值，如未達到設計值，查找原因進行頂升調整，滿足設計要求后最后進行整體落梁。

2.7 梁體糾偏處理

當梁體結構在頂升或落梁過程中監測如發現梁體結構三維坐標與設計坐標相差較大時，就必須停止頂升或落梁。對梁體進行糾偏處理，糾偏處理可利用防下滑千斤頂、縱橫向限位裝置及備用千斤頂進行糾偏處理。在糾偏過程中必須對梁體應力狀況進行嚴密監控，防止出現應力過大，使梁體受損。

2.8 支座安裝

為保證落梁時各支座受力均勻，在支座安裝時用錐形鋼板抄墊，使支座上鋼板充分與梁接觸，對支座下鋼板用高強度灌漿料填塞。

［1］ 鄭偉強.淺談橋梁工程頂升技術的應用［J］. 施工技術，2011，(41):32.

［2］ 陳孫連. 淺談橋梁頂升施工技術的質量控制［J］. 公路橋梁，2012，(157):122.