杭申線滬杭高速公路橋頂升改造工程實踐

鄢余文，阮 杰

（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092）

杭申線滬杭高速公路橋頂升改造工程實踐

鄢余文，阮 杰

（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092）

總結(jié)杭申線滬杭高速公路橋頂升改造的工程實踐經(jīng)驗，該工程具有頂升面積大、頂升聯(lián)較長、支撐系統(tǒng)和頂升高度大，涉及跨運營鐵路頂升等特點。介紹了頂升支撐系統(tǒng)設(shè)計、頂升限位措施、千斤頂布置方式、調(diào)坡頂升方案、承臺及立柱改造等，可為類似工程提供借鑒。

頂升；支撐系統(tǒng)；限位措施；調(diào)坡頂升

1　工程概況

杭申線（上海段）航道位于上海西南部，橫穿青浦區(qū)、松江區(qū)，是上海市“一環(huán)十射”規(guī)劃干線航道之一，是溝通浙江北部杭嘉湖地區(qū)與上海的重要國家級集裝箱運輸主通道，見圖1。

杭申線按Ⅲ級航道標準整治，涉及跨航道的現(xiàn)狀滬杭高速公路橋、滬昆鐵路橋通航凈空尺度不滿足新的通航要求。

滬杭高速公路橋建成于1998年，橋梁總長1.57 m，由南向北依次上跨老滬昆鐵路、在建新滬昆鐵路、杭申線（大蒸港）航道，并下穿S32高速公路。

因杭申線通航凈高以及新滬昆鐵路凈行凈空的提高，滬杭高速公路橋需進行改建。改建內(nèi)容包括主橋改建、引橋頂升、引橋拆除上部結(jié)構(gòu)重建、引橋拼寬、引橋新建接長等［1-3］。

2　頂升項目特點

為盡量減小對老滬昆鐵路運營的影響，并充分利用老橋結(jié)構(gòu)，減少廢棄工程，對滬杭高速公路跨鐵路部份及其南側(cè)高度較低的引橋采用頂升改造。頂升分為3聯(lián)，各聯(lián)分別整體頂升。

老橋為分離式兩幅橋布置，單幅橋?qū)?5.75 m（見圖2）；上部結(jié)構(gòu)為空心板梁、簡支T梁；下部結(jié)構(gòu)為框架式橋墩，預(yù)制方樁，具體詳見表1。

本工程橋梁頂升改造具有以下特點：

（1）為保持滬杭高速公路通行，需分幅分批實施，先頂升改造東幅橋，西幅橋保持通車。

（2）受老滬昆鐵路運營制約，第三聯(lián)頂升只能利用每天夜間2 h的鐵路運行天窗時間進行頂升作業(yè)，施工周期長，并需采取可靠的頂升支撐及維護措施，確保橋下鐵路通行安全。

（3）頂升改造規(guī)模大，頂升面積達15 057 m2。且為長聯(lián)頂升，最大為第二聯(lián)9跨引橋整體頂升，千斤頂數(shù)量多，同步控制要求高。

（4）老橋高度大，最高為17.45 m，頂升高度大，最大為4.65 m，均位于頂升第三聯(lián)。

（5）橋梁改造前后縱坡調(diào)整，需調(diào)坡頂升。老橋為簡支空心板和T梁結(jié)構(gòu)，頂升時橋面連續(xù)縫及伸縮縫需拆除，并進行逐跨調(diào)坡頂升。

3　頂升方案設(shè)計

3.1頂升支撐設(shè)計

根據(jù)本工程特點，采用斷柱頂升，并考慮方便上部結(jié)構(gòu)限位設(shè)置、承臺加厚、立柱加粗接高等因素，在現(xiàn)狀立柱底部以上2.5 m處截斷。頂升支撐設(shè)置于加厚后的承臺上，在支撐頂部設(shè)置墊塊及千斤頂，采用頂蓋梁的方式將橋面頂至設(shè)計高程。

按照控制鋼管支撐高度不超過6 m的原則，頂升支撐較低的第一聯(lián)采用609鋼管支撐，頂升支撐較高的第二、三聯(lián)先設(shè)置混凝土平臺，在平臺上支撐鋼管進行頂升，見圖3、圖4。

圖2　頂升橋梁平面圖

表1　頂升橋梁概況表

圖3　混凝土平臺+鋼管支撐

圖4　第三聯(lián)頂升現(xiàn)場

此外，由于蓋梁寬度受限，為橫向布置千斤頂，部分橋墩蓋梁底部設(shè)置了分配梁。

混凝土平臺采用薄壁空心截面，以減輕自重，節(jié)約材料用量。設(shè)置混凝土平臺降低了鋼管支撐高度，其具有支撐剛度大、穩(wěn)定性好、施工空間大等優(yōu)點，確保了頂升支撐的安全。

對于上跨現(xiàn)狀滬昆鐵路的第三聯(lián)頂升，采用混凝土平臺支撐，有效地降低了鐵路列車振動對支撐體系的影響，也將頂升施工對鐵路運營的影響降至最低。

3.2頂升限位方案

頂升過程中橋梁上部結(jié)構(gòu)接近于機動體系，針對上部結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)縱橫向的位移，必須采取可靠的限位措施。

（1）立柱限位（見圖5）

圖5　立柱限位措施

鋼管支撐體系：在鋼管支撐與立柱間設(shè)置型鋼，形成限位措施。

混凝土平臺體系：在平臺立柱間設(shè)置2～3道混凝土限位板，限位板與立柱之間設(shè)置橡膠擋塊，并保持5～10 m m間隙以起到限位作用。

（2）梁端限位（見圖6）

頂升聯(lián)橋面為單向縱坡，為防止頂升中梁體滑動，在低端梁體端部采用限位角鋼進行限位。

圖6　梁端及跨間限位措施

（3）跨間限位（見圖6）

老橋為簡支結(jié)構(gòu)，為調(diào)坡頂升，各橋跨間的連續(xù)縫或伸縮縫均拆除。頂升中在橋面上布置限位牛腿和粗鋼筋，將相鄰兩跨結(jié)構(gòu)進行聯(lián)系，有利于下滑力分配到各個橋墩，防止單跨梁體發(fā)生縱向滑移。

3.3千斤頂布置

本工程采用液壓驅(qū)動跟隨頂升方案。工作頂為液壓千斤頂，并采用同步頂升PLC系統(tǒng)進行控制。同時采用具有機械鎖定功能的跟隨頂，作為頂升過程中的保護措施及工作頂換肩時的支撐措施，千斤頂主要參數(shù)見表2。

表2　千斤頂布置情況表

工作頂和跟隨頂對稱布置在立柱兩側(cè)，通過工作頂和跟隨頂交替循環(huán)，實現(xiàn)橋梁頂升，見圖7。

圖7　千斤頂平面布置圖

考慮到第三聯(lián)結(jié)合鐵路運行天窗，每天只能頂一個行程，為加快施工進度，采用了行程30 cm的大行程千斤頂，每天頂升20 cm。實際頂升作業(yè)時，每幅橋頂升了26個行程。每個行程頂升后將千斤頂自鎖，防止結(jié)構(gòu)在非頂升期間變位。

3.4調(diào)坡頂升方案

第一步整體頂升：按老橋縱坡一聯(lián)整體同步頂升，頂升高度為低端橋墩至設(shè)計標高為止。

第二步調(diào)坡頂升：從低端到高端依次調(diào)坡頂升，所有未達到設(shè)計標高的橋墩應(yīng)同步頂升。頂升期間，低端達到標高的橋墩應(yīng)及時澆注橋墩立柱混凝土，形成固結(jié)。最終將各橋墩頂升至改建橋面設(shè)計標高，見圖8。

圖8　調(diào)坡頂升示意圖

4　承臺改造設(shè)計

橋梁頂升抬高后，根據(jù)樁基計算需要，并結(jié)合頂升支撐布置要求，部分橋墩需增補鉆孔灌注樁，并對承臺進行幫寬、加厚改造。

為加強新老承臺連接，確保共同受力，需對老承臺側(cè)面及頂面鑿毛、植筋，并將補樁承臺伸入老承臺底部起到“兜底”作用，承臺改造方式見圖9。

圖9　承臺改造設(shè)計圖

5　立柱改造設(shè)計

立柱改造包括斷柱頂升后的立柱接長，以及根據(jù)靜力及抗震計算需要對立柱底部以上一定范圍進行加粗，見圖10。

立柱接長通過機械連接方式將原立柱主筋一一對應(yīng)連接。立柱加粗考慮受力需要及施工間距，加粗厚度取150 m m，并根據(jù)計算確定立柱加粗高度及加粗部份受力主筋布置。

為加強立柱加粗部份與老立柱的連接，需對老立柱表面進行鑿毛、植筋，鑿毛要求為不小于6 m m的凹凸面。

圖10　立柱改造設(shè)計及施工實景圖

6　結(jié)語

杭申線滬杭高速公路橋頂升改造已順利完成施工，頂升過程安全可靠，達到預(yù)期目的。橋梁整體頂升技術(shù)逐步成熟，可在類似橋梁改建工程中進行推廣。本工程頂升支撐、限位措施、千斤頂布置、調(diào)坡頂升方案、承臺及立柱改造等關(guān)鍵技術(shù)可作類似工程的參考。

［1］上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司.杭申線（上海段）航道整治工程—滬杭高速公路橋改建工程施工圖設(shè)計文件［Z］，2013.

［2］湯岳飛.滬杭高速公路橋改建工程總體設(shè)計特色與技術(shù)創(chuàng)新［J］.城市道橋與防洪［J］.2013（7）:61-66.

［3］馬骉，龔慈中，黃虹，等.成都市二環(huán)路既有橋梁頂升改造設(shè)計總結(jié)［J］.勘察設(shè)計［J］.2014，32（7）:93-96.

U445

B

1009-7716（2016）09-0186-04

2016-05-30

鄢余文（1978-），男，江西上饒人，高級工程師，從事橋梁工程設(shè)計工作。