36 m現澆箱梁整跨頂升施工技術

熊 凱 斌

(中鐵隧道集團一處有限公司，重慶 401121)

36 m現澆箱梁整跨頂升施工技術

熊 凱 斌

(中鐵隧道集團一處有限公司，重慶 401121)

以達埔互通C匝道1號橋為例，研究了第五跨預應力鋼筋混凝土連續箱梁在現澆施工后，該跨箱梁整體頂升的施工技術，對整跨現澆梁箱梁頂升方案作了分析，詳細闡述了千斤頂選擇、支撐體系焊接及頂升后支座處理方案，為類同項目施工提供借鑒。

箱梁，整體頂升，支座

1 工程概況

C匝道1號橋平面位于半徑R-265 m左偏圓曲線上，縱面位于i=3.68%的上坡和i=-3.65%的下坡段。豎曲線半徑R=3 600 m。橋梁起點樁號為CK0+443.065,終點樁號為CK0+691.065,橋梁全長248 m。

橋梁上部結構為4×30 m+4×30 m現澆預應力混凝土連續箱梁。C0號，C8橋臺處設一道D80伸縮縫、C4號橋墩設D160伸縮縫，C0，C8號橋臺；C4，C5，C6，C7號墩處設支座，C1,C2,C3號墩為剛構固結墩。

箱梁截面為單箱雙室，橋面寬12 m，箱梁底面寬8 m，箱梁中心處梁高1.8 m，兩側翼緣板各寬2 m。頂板厚度為25 cm,底板厚度為25 cm。下部結構為柱式墩、樁基礎；橋臺為肋板式橋臺、樁柱式橋臺，樁基礎。橋梁第一跨～第六跨位于山谷地段，溝壑縱橫，地面起伏較大，第七跨及第八跨與既有高速公路斜交，上跨泉三高速。

現澆箱梁橫斷面見圖1。

2 施工背景

原設計第七、第八跨箱梁梁底至既有高速路面凈空最小處高度為5.3 m，現澆梁門洞占用高度為0.5 m，門洞施工后既有高速凈空為4.8 m，在方案論證會上福建省高指要求凈空不得小于5.1 m，需將上跨既有高速部分現澆箱梁提高0.3 m。經設計計算分析，豎曲線半徑調整為R=3 000 m時可以滿足門洞下凈空不小于5.1 m要求。此時，該橋第一聯及第五跨箱梁已現澆完成，第五跨長度為30+6=36 m(每一施工段的張拉端在下一跨的6 m處)。調整豎曲線起點正好在第五跨4號墩處，因此只需對第五跨箱梁整體頂升。

3 梁體頂升方案及工藝

3.1 總體方案

第五跨現澆箱梁共需頂升長度36 m，頂升部位分3個，分別是4號墩頂、5號墩頂和5號，6號墩中間的臨時支墩。首先根據設計圖紙計算出需要頂升的36 m箱梁梁體自重，依據此數據選擇千斤頂噸位并進行布置。同時根據變更前后標高計算出梁體頂升高度，準備工作完成后開始頂梁。梁體頂升分級進行，每級高度不超過20 mm，到位后拆除支座上鋼板錨栓，使支座水平后再將上鋼板錨栓擰緊固定支座，然后立模對墊石剩余高度用高強度灌漿料進行灌漿，并對支座上鋼板與梁底楔形塊之間的空隙用填縫劑填充密實。待灌漿強度達到要求后對千斤頂卸載使支座受力。

3.2 施工工藝

3.2.1 梁體自重計算與千斤頂選擇

根據設計圖紙計算，該跨36 m混凝土方量為346.2 m3，按照鋼筋混凝土容重2.6 t/m3計算，需要頂升的梁體自重為346.2×2.6=900 t(其中30 m梁750 t，伸出6 m部分150 t)。為保證安全，選用20個200 t千斤頂每次10個輪流頂升。千斤頂布置見圖2。

3.2.2 頂升高度計算

根據變更后圖紙豎曲線參數計算第二聯各墩梁體的變更前后高差，再結合施工操作所需的空間，計算得出預頂升高度。第二聯各墩梁體計算數據見表1。

表1 第二聯各墩梁體計算數據表

3.2.3 主墩抱箍上支撐體系焊接

在頂升第五跨梁后，第六跨預先澆筑的6 m段底板及支撐體系會與梁底脫離，因此，在整段梁體頂升后需對第六跨事先搭設的部分支架進行頂升，使之與梁底密貼，避免澆筑第六跨梁時產生錯臺。第六跨支架形式為橋梁主墩處使用抱箍，跨中設置臨時支墩，承重橫梁采用700 mm×300 mm H型鋼，型鋼上縱向鋪設貝雷梁作為縱梁，縱梁上方橫向安裝12 cm工字鋼作為分配梁，分配梁上依次鋪設方木和竹膠板。因此，在頂升第六跨的部分支架時需將橫梁、縱梁、橫向分配梁、方木及底板竹膠板整體頂升，在頂升時千斤頂放置在主墩的抱箍上，因此需在抱箍上焊接牛腿放置千斤頂。

在抱箍外側用50 cm長2 cm厚鋼板焊接在抱箍面板與抱箍牛腿之間補平。然后在補平鋼板上豎向焊接6塊邊長為30 cm×30 cm、厚度為2 cm的三角形加勁板，加勁板焊接時頂面保證在同一平面上，保證面板與加勁板之間無空隙。面板采用2 cm厚，邊長為30 cm×30 cm的正方形鋼板焊接在六塊加勁板上。所有焊縫采用8 mm角焊，焊縫必須飽滿,示意見圖3。

3.2.4 頂升前支座處理

在頂升前，將盆式支座下鋼板錨栓拆除，并用支座限位器將上下鋼板固定在一起，保證頂升過程中支座同步位移。

3.2.5 梁體頂升

頂升設備采用特制小行程液壓千斤頂，千斤頂高度16 cm，外徑25 cm，行程70 mm，頂升力2 000 kN(頂升時每個千斤頂的頂力均按1 500 kN考慮)，加力系統采用聯動油泵。4號墩、5號墩上的千斤頂放在梁底與墩頂(蓋梁頂)之間，千斤頂上擱置厚度2 cm直徑30 cm鋼板。平曲線內側每個墩的支座周圍各設置6個2 000 kN的千斤頂，平曲線外側每個墩的支座周圍各設置4個2 000 kN的千斤頂。

頂升前，在每個頂升點均設置1個百分表，監控梁體頂升位移情況。梁體頂升共分10級進行，每級以5號墩頂升20 mm為一個單位，最后一級為7 mm。同時也分別計算4號墩的每級頂升數量(各級各墩頂升量詳見表2)。在頂升梁體時，按照千斤頂1組、千斤頂2組輪流頂升，分級加力，每級頂升力為100 kN。當梁體脫離支座后，該千斤頂不再增加頂升壓力，各個千斤頂按脫離支座時的壓力輪流補壓。當頂升位移達到千斤頂行程的2/3時，安裝200 mm×200 mm墊塊作為臨時支座，復位和墊高千斤頂，并注意用楔形塊墊平適當調整千斤頂面與接觸面的角度。然后重復上述步驟，直到頂升高度達到計算高度要求為止，到位后對梁體頂面標高進行復測無誤后方可終止頂升工作(千斤頂頂升過程如圖4所示)。

表2 梁體頂升分級表 mm

3.2.6 頂升后支座及墊石處理

梁體頂升至變更后標高并復測復核設計及規范后開始處理支座及墊石。

1)4號墩支座及墊石處理。

4號墩支座豎向位移量較小，只有28 mm。只需松動支座上鋼板的錨栓使支座水平，然后將下鋼板錨栓擰緊，再對支座與梁底楔形塊之間的空隙用封口膠將支座四周封堵，并在最高處埋入灌漿管和出漿管，待封口膠強度達到后從灌漿管灌入B&G600灌縫膠，直至出漿口出漿為止。

2)5號墩支座及墊石處理。

5號墩支座豎向位移為187 mm，位移量較大，需對支座墊石進行處理。首先對原來支座墊石進行鑿毛，鑿出粗骨料，然后松動支座上鋼板錨栓將支座調平，根據支座墊石調節高度安裝模板，采用TW-UGM無收縮高強灌漿材料在模板內灌漿，為避免純漿液厚度太大造成開裂，灌漿每灌注5 cm安裝一層網眼間距為10 cm×10 cm的φ10鋼筋網片，為減少灌漿料用量，可適當加入清洗干凈的碎石。當灌漿位置達到支座下鋼板底部時放慢灌漿速度，最終灌注高度可將支座下鋼板埋入2 mm，以保證支座下方密實。24 h后灌漿料強度可以達到30 MPa(灌漿時可以做試塊確認強度)，達到強度后對支座上鋼板與梁底楔形塊之間的縫隙按照4號墩支座灌縫處理。

3)支座處理使用材料性能要求。

a.支座與楔形塊之間采用的結構膠為專用封口膠，其結構性能如表3所示。

表3 支座處理使用材料性能表

b.TW-UGM無收縮高強灌漿材料主要技術性能指標。

流動性：不泌水，在水灰比很低的情況下，仍有很大的流動性，可填充全部空隙。強度：24 h抗壓強度大于30 MPa，3 d抗壓強度大于40 MPa，28 d抗壓強度大于65 MPa，可在1 d～3 d內安裝設備。

收縮、粘結性能：具有微膨脹，與鋼筋的握裹力28 d大于6 MPa。可確保地腳螺栓和機座(鋼結構)基礎以及新老混凝土牢固結合。

耐久性能：是無機灌注材料，不老化，對鋼筋無銹蝕。

施工過程中按照規范要求制作2組抗壓試塊，以備進行強度驗證。

3.2.7 千斤頂卸載

在支座墊石灌漿料和灌縫膠強度達到40 MPa(按照材料性能，3 d可以達到)后，將千斤頂回油，拆除頂上支撐墊板，并解除支座上下鋼板的限位裝置使支座受力。

3.2.8 第六跨部分支架頂升

該橋現澆箱梁為連續梁，每跨張拉端在下一跨6 m位置，因此在第五跨梁體頂升后還需對第六跨事先搭設的半跨支架進行頂升,頂升重量約為40 t。

在第六跨跨中三根臨時支墩的兩個空隙中間分別增加一根直徑為630 mm臨時支墩，高度比承重橫梁下緣低36+16+2=54 cm。將增加的兩根支墩與其他三根主墩之間采用10 cm槽鋼焊接成剪刀撐對穩定性加強。然后在新增支墩上方焊接70 cm×70 cm×2 cm鋼板，鋼板上安裝事先焊接在一起的3根80 cm長36號工字鋼支撐千斤頂，每個新增支墩上分別放置兩個200 t千斤頂輪流頂升，5號墩兩個抱箍加強牛腿上分別安裝一個200 t千斤頂進行同步頂升。

經計算，臨時支墩位置需頂升256 mm,5號墩位置需要頂升187 mm，頂升方案按照梁體頂升方案操作，直至頂升至設計標高。為防止后面施工時梁底出現錯臺，對頂升部分底板應緊貼已澆筑部分梁底混凝土面，并在后續施工中對底板設置預拱度，預拱度設置高度根據相同或類似支架基礎及支架非彈性變形量確定。

4 結語

通過對豎曲線調整前后梁頂標高計算對比，確定梁體頂升高度，根據頂升重量選擇千斤頂噸位和數量。關鍵是在頂升過程中同步操作和每次頂升量的控制及同一支座周邊千斤頂位移差控制，嚴格按照百分表讀數調整千斤頂位移量。通過嚴格的過程控制和材料選用，順利完成了對36 m長900 t重的現澆箱梁的整體頂升。

[1] JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術規范[S].

[2] 汪學謙,汪曉嵐,藍戊己.PLC控制液壓同步頂升系統在連續鋼箱梁懸臂架設施工中的應用[J].世界橋梁,2005(2):33-35.

[3] 林耿雄,姜海波.橋梁頂升技術的探討[J].廣東建材,2008(10):65-68.

[4] 封建武.高速公路上跨橋整體頂升技術[J].城市道橋與防洪,2008(2):52-55.

The overall span jacking construction technology of 36 meters cast-in-situ box girder

XIONG Kai-bin

(ChinaRailwayTunnelGroupOneDepartmentLimitedCompany,Chongqing401121,China)

Taking the No.1 bridge of Dapu interchange C ramp as an example, this paper researched the overall jacking construction technology of span box girder of fifth span pre-stressed reinforced concrete continuous box girder after cast-in-place construction, analyzed the overall span cast-in-place box girder jacking scheme, elaborated in detail the jack selection, support system welding and lifting bearing process scheme, provided reference for similar project construction.

box girder, integral lifting, bearing

1009-6825(2014)34-0113-03

2014-09-23

熊凱斌(1976- )，男，工程師

U448.213

A