同步頂升技術(shù)在廣三高速擴(kuò)建工程中的應(yīng)用

陳曉東

（惠深（鹽田）高速公路惠州有限公司，廣東 惠州 516008）

同步頂升技術(shù)在廣三高速擴(kuò)建工程中的應(yīng)用

陳曉東

（惠深（鹽田）高速公路惠州有限公司，廣東 惠州 516008）

摘 要：本文以佛山廣三高速公路健力寶大橋舊橋改造工程為例，介紹了橋梁同步頂升的設(shè)備、施工工藝，并具體闡述了同步頂升過程中的施工控制要點(diǎn)和監(jiān)測方案，為該技術(shù)在今后橋梁工程中的應(yīng)用積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：同步頂升；擴(kuò)建工程；應(yīng)用

健力寶立交橋?yàn)閺V三高速公路擴(kuò)建工程中的一座大橋，為跨越南豐大道而設(shè)，與南豐大道正交布置。該橋舊橋修建于1993年，舊橋?yàn)?×20+13.21+20+13 .21+5×20+3×17.55+7×20m大橋，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制空心板，下部結(jié)構(gòu)橋墩為樁柱式橋墩，重力式橋臺。舊橋經(jīng)交通部公路工程檢測中心于2006 年9月檢測，檢測評定為3類橋梁。根據(jù)道路總體方案，需在舊橋兩側(cè)拼寬兩座新梁，新建橋梁跨徑布置與舊橋相同。本橋位于直線上，每側(cè)橋梁拼寬寬度8.76m。新橋中板與舊橋邊板鑿除挑臂后采用大鉸縫連接，新舊橋連接處橋面鋪裝內(nèi)采用鋼筋加強(qiáng)。根據(jù)施工圖審查意見，橋梁拓寬后需維持舊橋凈空，舊橋需進(jìn)行頂升。

1 橋梁同步頂升更換支座

1.1 頂升施工設(shè)備的選用

1.1.1 頂升施工設(shè)備有超薄液壓千斤頂、電動高壓油泵、同步分配閥、高壓油管、頂升計(jì)算機(jī)控制界面等。支座頂升選用一臺電動泵站，多個(gè)分配器及調(diào)速截止閥和特殊的薄型油缸可實(shí)現(xiàn)基本的同步提升功能。

圖1 直接頂升梁板方式示意圖

1.1.2 對橋梁進(jìn)行稱重

根據(jù)對設(shè)計(jì)施工圖紙初步受力分析，確定荷載的大致分布，按荷載的分布計(jì)算各千斤頂?shù)睦碚撠?fù)載油壓設(shè)定千斤頂?shù)某跏加蛪海捎弥鸺壖虞d的方式進(jìn)行稱重。初始值按50%和在加壓，按10%的荷載逐級加壓，根據(jù)各頂升點(diǎn)產(chǎn)生的實(shí)際位移量，來確定出各頂升點(diǎn)的荷載是否分布均勻，從而有主控人員來確定對各千斤頂油壓的調(diào)節(jié)使各頂升點(diǎn)位移量相對平均，從而保證頂升過程的同步進(jìn)行。當(dāng)整個(gè)橋梁的頂升高度在5mm～10mm時(shí)，即整個(gè)橋梁處于懸浮狀態(tài)，就證明各頂升點(diǎn)處的荷載與該千斤頂?shù)呢?fù)載值相一致。在此基礎(chǔ)上是頂升1-2cm以確定是否可以以該測定值進(jìn)行頂升，該千斤頂?shù)挠蛪褐担褪俏覀冏罱K的稱重結(jié)果。根據(jù)所測得的油壓值可以計(jì)算出橋梁的實(shí)際重量：

G橋=Σσ×S/9.8

式中：

σ-千斤頂油壓值（MPa）；

S-千斤頂油缸的截面面積（mm2）；

健力寶大橋經(jīng)驗(yàn)算測定每跨的總重為260t，此重量在試頂升時(shí)進(jìn)行了確認(rèn)。

1.1.3 健力寶大橋從測量復(fù)核的情況來看，需頂升的橋梁頂升高度都較小（不大于15cm），選用50t的超薄型千斤頂，頂升高度分別為2cm、3cm、4cm等，頂升行程為5mm-20mm，該千斤頂配有液壓鎖，可防止任何形式的系統(tǒng)及管路失壓，從而保證負(fù)載的有效支撐。

1.2 頂升準(zhǔn)備工作

1.2.1 搭設(shè)施工平臺

健力寶大橋施工前在每根蓋梁邊搭建施工平臺，施工平臺與梁底保持1.5m-1.6m的空間，保證操作人員的易操作性，安裝護(hù)欄，保證人員的安全操作，并將蓋梁表面的雜物清理干凈。

1.2.2 支撐點(diǎn)處局部加強(qiáng)

加強(qiáng)頂升支撐區(qū)域，為避免應(yīng)力集中現(xiàn)象，可以采用厚鋼板墊塊，以分散應(yīng)力。

1.2.3 千斤頂數(shù)量

根據(jù)支撐反力，計(jì)算每片T梁端部需要配置的千斤頂數(shù)量，每條蓋梁上共放置24個(gè)千斤頂（如圖1所示），可以提供1200t的頂升力量，完全滿足頂升的需求，另再有多個(gè)備用千斤頂，配備2臺液壓泵站，每次可頂升兩跨梁板，以保證橋梁的縱橫雙向坡度變化不大。

1.2.4 鋼墊塊臨時(shí)支撐

根據(jù)千斤頂量程和最終頂升的高度，以及橋墩臺上可安放的空間位置，確定主梁臨時(shí)支撐墊塊（鋼墊板）數(shù)量和尺寸。

1.2.5 標(biāo)高測量

頂升更換支座前，對原橋面標(biāo)高進(jìn)行測量，作為落梁后標(biāo)高控制依據(jù)。

1.2.6 安裝頂升設(shè)備及千斤頂

安裝好油泵、分配閥及千斤頂?shù)龋瑸榱吮ＷC蓋梁千斤頂頂升量一致，采用一臺油泵控制一個(gè)蓋梁上的所有千斤頂，達(dá)到千斤頂?shù)耐巾斏?/p>

1.3 試頂升

千斤頂安裝完畢，即可開始試頂，試頂主要是為了使千斤頂達(dá)到同步狀態(tài)，在主梁未正式頂起時(shí)即可停止，并停放一定時(shí)間進(jìn)行觀察無任何變化后才能開始整體頂升。

試頂升時(shí)，檢查各點(diǎn)受力情況，同時(shí)檢查蓋梁布置的各百分表數(shù)值情況；試頂升1mm，檢查各點(diǎn)誤差情況，塞放臨時(shí)支撐，對油泵鎖定液控閥，保持油缸壓力不變，并持荷觀察。

1.4 分級同步頂升

在試頂升無變化后進(jìn)行正式鼎盛施工，按預(yù)設(shè)荷載進(jìn)行加載頂升，觀察各個(gè)位置的變化，每次頂升高度約5mm，測量好頂升高度后，如未夠高度的，先用鋼板臨時(shí)支撐，后將千斤頂卸載，更換頂升高度更大的千斤頂，重新頂升到設(shè)計(jì)要求高度，將預(yù)先計(jì)算好的墊板放好，支座及墊板要放平，不能有脫空現(xiàn)象，頂升過程中如出現(xiàn)不正常的變化，應(yīng)立刻停止，排查問題后方能繼續(xù)進(jìn)行施工。

1.5 更換支座

1.5.1 臨時(shí)支撐、撤出舊支座

梁體頂升到位，將原支座取出后，仔細(xì)檢查安放支座處的支座墊塊、梁體底面，是否有嚴(yán)重的混凝土破損、脫落情況，對存在缺陷部位采用環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠將支座墊塊和板梁底面進(jìn)行找平處理。

1.5.2 增設(shè)調(diào)平鋼板

為了避免支座更換之后局部脫空，在舊支座取出后對梁底進(jìn)行調(diào)平處理，措施如下：

① 在T梁或空心板底面增設(shè)調(diào)平鋼板；

② 梁底新設(shè)置的鋼板底面應(yīng)水平，以保證與支座頂面密貼，不能出現(xiàn)縫隙或局部承壓現(xiàn)象；

③ 為保證支座水平，新增設(shè)的鋼板與T梁腹板或空心板底面間用結(jié)構(gòu)膠填充，其間不能有任何空隙，避免鋼板局部承壓；

④ 支座更換之前，準(zhǔn)確測量支座處各片主梁的梁底標(biāo)高，支座更換完畢且完全落梁后，該處梁底現(xiàn)有標(biāo)高必須與原標(biāo)高間誤差控制在±1mm以內(nèi)。

1.5.3 落梁

當(dāng)調(diào)平鋼板及新支座安裝完成后，即可進(jìn)行落梁復(fù)位作業(yè)。各千斤頂同步回油、落梁。落梁過程要保持梁體整體平衡，同步整體落梁按照頂升逆向過程進(jìn)行，分級進(jìn)行，直到梁體落實(shí)為止。

落梁后，檢查調(diào)平鋼板是否水平、鋼板與支座是否密貼、支座四周是否異常，如果存在脫空、鋼板不水平現(xiàn)象或其他異常問題，則返工重新調(diào)整，直到合格為止。

2 同步頂升施工控制

2.1 頂升高度控制

① 支座更換僅僅是更換板式橡膠支座，因此頂升高度的控制原則為：舊支座脫空、能取出，新支座能順利安裝為宜，且不可超出頂升控制高度。

② 同步頂升的最大高度控制在10mm以內(nèi)，但同一墩臺上的支座間頂升高差應(yīng)控制在1mm以內(nèi)。

2.2 落梁控制

為了保證梁體調(diào)平質(zhì)量，落梁分兩個(gè)階段進(jìn)行：

① 第一階段落梁至預(yù)定標(biāo)高，該標(biāo)高（HI）為梁底頂升前高程（HO）加上新支座的壓縮量（△h），即HI=HO+△h；

② 第二階段落梁在梁底調(diào)平材料（結(jié)構(gòu)膠）固化后進(jìn)行，落梁至原有標(biāo)高處。

3 同步頂升施工監(jiān)測

3.1 布置測點(diǎn)

橋梁頂升過程中通過梁底標(biāo)高觀測來控制頂升高度與各組千斤頂間的同步性，主要監(jiān)測設(shè)備為鋼板尺、全站儀、水平儀等，精度均為0.1mm。其監(jiān)測點(diǎn)布置主要以千斤頂分組情況為依據(jù)，每組千斤頂布置一組監(jiān)測人員和監(jiān)測儀器。

3.2 施工前監(jiān)測

主要是對各監(jiān)測點(diǎn)取得各項(xiàng)參數(shù)的初值。如觀測點(diǎn)坐標(biāo)情況、標(biāo)高等。

3.3 整體頂升監(jiān)測

包括頂升、支撐、落梁等過程的監(jiān)測。檢測內(nèi)容包括位移監(jiān)測、橋梁的整體姿態(tài)監(jiān)測等。

4.4 監(jiān)測部位及監(jiān)測內(nèi)容

4.4.1 墩臺沉降觀測

設(shè)置承臺沉降觀測體系來反映墩臺沉降狀況，及時(shí)作出相應(yīng)措施。

4.4.2 梁底面標(biāo)高測量

梁底標(biāo)高的測量是橋梁頂升過程中最為重要的監(jiān)測，是控制頂升標(biāo)高與各組千斤頂間同步性的主要手段。梁底到蓋梁頂面距離利用鋼板尺測量，并將數(shù)據(jù)反應(yīng)到總指揮部，以便實(shí)時(shí)監(jiān)測、及時(shí)調(diào)整各組千斤頂?shù)捻斏俣取?/p>

4.4.3 梁橫向位移觀測

實(shí)施頂升前，在頂升梁體范圍外架設(shè)全站儀，在橋面上設(shè)置橫向位移觀測點(diǎn)，頂升過程中隨時(shí)觀測梁體的橫向位移情況，并設(shè)定預(yù)警值5mm，如果梁體橫向位移接近預(yù)警值則立即通知頂升操作人員停止頂升，分析問題，提出解決方案，正常后方可開始頂升。

4.4.4 梁縱向位移觀測

在頂升工程中通過在梁端安置觀測點(diǎn)和背墻處安置的縱向限位來觀測。縱向限位與梁板端部有較小空隙（3mm），頂升過程中通過觀測空隙寬度的變化來監(jiān)測梁體縱移的情況。

結(jié)語

對于城市道路中需要進(jìn)行技術(shù)改造的梁板結(jié)構(gòu)的橋梁，采用同步頂升技術(shù)可最大程度的簡化施工工序、降低施工難度、節(jié)約工程投資、加快施工進(jìn)度。在以后的應(yīng)用中不斷總結(jié)和完善，可以更合理、更科學(xué)地運(yùn)用于橋梁維修加固中，推動市政設(shè)施養(yǎng)護(hù)事業(yè)更快、更好地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]彭建綱.橋梁支座更換施工技術(shù)[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2010， 150（15）：125-126.

[2]孫晨晴.橋梁支座更換方法研究[J].黑龍江交通科技，2002，140（10）：69-70，73.

中圖分類號：U445

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A