某大橋同步頂升技術(shù)研究

張小剛　李王輝　王技

摘要：某橋由于受到大堤不再實施圍墾的影響，對第一聯(lián)連續(xù)梁梁底的標高控制產(chǎn)生了影響，因此為了能夠確保大橋建設工程能夠有序地順利完成，通過采用同步頂升技術(shù)對第一聯(lián)進行整聯(lián)的抬高處治，從而為大橋的結(jié)構(gòu)安全和使用性能提供保證。文章對某大橋同步頂升技術(shù)進行了研究。

關鍵詞：同步頂升技術(shù)；主梁頂升；梁體回落；大橋建設工程；橋梁工程 文獻標識碼：A

中圖分類號：U445 文章編號：1009-2374（2016）34-0121-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.059

1 橋梁概況

某橋原橋按照航道要求控制標高設計，目前正處于建設階段。該橋上部跨徑組合為4×30m+2×（4×50）m+（115+200+115）m+（4×50）m。主橋為矮塔斜拉橋，主梁為單箱3室變截面預應力混凝土連續(xù)現(xiàn)澆箱梁，群樁基礎；引橋上部采用30m和50m的現(xiàn)澆箱形連續(xù)梁。第一聯(lián)4×30m連續(xù)梁采用支架逐段現(xiàn)澆的施工方法。

由于規(guī)劃大堤近期將不再實施圍墾，導致本項目沿線設計工況發(fā)生巨大變化，沿線路段全部面臨外海沖刷。除本橋第一聯(lián)4×30m連續(xù)梁梁底控制標高不滿足外海條件下300年一遇水位設計要求外，其他各聯(lián)均滿足規(guī)范要求，故對本橋第一聯(lián)進行整聯(lián)抬高處治。

2 橋梁現(xiàn)狀

由于本橋梁施工進展較快，除2#橋臺背墻、2#橋臺尚未施工外，其余墩臺下部結(jié)構(gòu)均已施工完成。第一聯(lián)4×30m現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，采用支架由第四跨向第一跨逐段施工。本橋第一聯(lián)位于比較平直的緩和曲線Ls1=140m及Ls2=130m上，分別施工完成66m及96m，墩梁間及橋下鋼樁與梁間均有安裝臨時限位措施空間，可有效減小在曲線橋梁頂升施工中可能產(chǎn)生的傾覆風險；花瓶墩采用群樁接承臺基礎形式，承臺前后具有安裝臨時頂升支架空間。

3 處理方案

鑒于本橋所處的工況，擬對箱梁進行頂升，以滿足外海條件300年一遇設計水位要求。根據(jù)調(diào)整后的縱斷面，在3#、4#、5#及6#墩墩頂位置，箱梁需對應上抬1.756m、1.170m、0.585m及0.164m，方能與新的縱斷面高程吻合，如圖1所示：

3.1 頂升內(nèi)容

3.1.1 頂升方案。將千斤頂放置在各個頂升平臺所設定好的位置上，從中與油泵系統(tǒng)進行連接，從而形成一個梁體頂升系統(tǒng)。當各項工作準備完成后，經(jīng)由油泵系統(tǒng)排空、調(diào)試后對梁體進行預頂升，確保無誤之后再進行頂梁施工。

3.1.2 整個頂梁工作分為以下4個階段：（1）對左幅4#、5#墩及右幅3#、4#、5#墩頂位置逐級循環(huán)起頂至預設標高；（2）對左幅4#、5#、6#墩及右幅3#、4#、5#、6#墩頂位置整體頂升20cm；（3）橋墩接長、墊石重做并更換支座；（4）梁體回落就位于預設標高。

3.2 技術(shù)工藝及要點

3.2.1 施工前準備工作：（1）根據(jù)樁位平面圖及軸線位置，確定監(jiān)測儀器安裝位置；（2）根據(jù)現(xiàn)場實際情況，制定頂升方案，在箱梁主要受力截面粘貼振弦式應變計；（3）設置臨時支架支撐，以便在逐級循環(huán)頂升過程及橋墩接長時，對梁體進行有效支撐；（4）設置限位裝置，防止梁體在頂升過程中橫向移位或落梁；（5）所有頂升位移、應變及測量數(shù)據(jù)應及時記錄，以備查用。

3.2.2 保壓試驗、稱重及試頂升。

第一，保壓試驗。（1）油缸、油管、泵站操縱臺、檢測儀等檢查；（2）按計算荷載的25%、50%、75%、100%同步加壓，進行油缸的保壓試驗5h；（3）檢查整體系統(tǒng)的工作情況、油路情況。

第二，稱重。（1）在正式頂升前應測定每個頂升點處實際荷載；（2）依據(jù)計算頂升設計荷載，逐級加載，使每點的頂升壓力與其上部荷載基本平衡；（3）將每點實測值與理論計算值比較，計算其差異量，并最終確定頂升時的基準值。

第三，試頂升。（1）為了觀察和考核整個頂升系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及對稱重結(jié)果的校核，在正式頂升之前應進行試頂升；（2）試頂升高度不宜大于正式頂升時的標準行程；（3）試頂升需采集整體姿態(tài)、結(jié)構(gòu)內(nèi)力等情況，為正式頂升提供依據(jù)；（4）試頂升前所有限位裝置應安裝到位。

3.2.3 梁體正式起頂。采用10mm厚的Q235鋼板制作的直徑為100cm鋼護筒作為支頂支架。鋼護筒直接支承在原橋墩承臺上，通過焊接鋼板和錨栓與承臺連接，連接鋼板做成法蘭盤，護筒節(jié)段之間焊縫應飽滿；護筒垂直控制在0.3%×H（支撐護筒高）以內(nèi)且<5mm；護筒內(nèi)灌注飽和砂；護筒與聯(lián)接系之間全部采用焊接連接；為避免千斤頂或墊塊與箱梁底板間應力集中，梁底設置工字鋼橫梁，并與箱梁底混凝土密貼；橋墩一側(cè)每個鋼護筒上方放置1臺噸位500t千斤頂，另一側(cè)每個鋼護筒上方放置墊塊。要求千斤頂及墊塊必須安放平穩(wěn)豎直，可根據(jù)現(xiàn)場情況，調(diào)整千斤頂數(shù)量及噸位，但須滿足千斤頂總噸位>2倍的理論頂升力，各墩兩側(cè)理論頂升力詳見表1：

注：括號外數(shù)據(jù)表示小樁號側(cè)理論頂升力，括號內(nèi)數(shù)值表示大樁號側(cè)理論頂升力。

千斤頂采用分級加載的辦法逐級循環(huán)頂升，頂升過程中應多次分級微調(diào)不同墩頂?shù)捻斏Γ沽后w按剛體位移狀態(tài)均勻平穩(wěn)上升，頂升速度應控制在1mm/3min左右，各頂升點的位移同步誤差應<0.5mm。待多級頂升累計墊塊厚度>0.20m時，應依次對橋墩大小樁號側(cè)鋼護筒采用法蘭或焊接接長，焊接需滿足規(guī)范要求。

3.2.4 梁體回落。利用豎向千斤頂分組、分級循環(huán)使梁體平穩(wěn)回落，梁頂高程回落到設計高程的施工過程，與梁體頂升的施工過程相反，施工步驟和要求基本相同，回落速度應控制在1mm/3min左右，各頂升點的位移同步精度應<0.5mm。

3.2.5 箱梁頂升要求：（1）頂升主梁時，精心施工，要求每個千斤頂?shù)捻斏俣染鶆颍髁喉斏仨毻剑唬?）在正式頂升前應測定每個頂升點處實際荷載，依據(jù)計算頂升設計荷載，逐級加載，使每點的頂升壓力與其上部荷載基本平衡，將每點實測值與理論計算值比較，計算其差異量，并最終確定頂升時的基準值；（3）頂升時用鋼板填充頂升間隙，隨頂升隨墊，以防止千斤頂因意外事故突然失靈而造成事故；（4）頂升到位后，先帶機械自鎖功能千斤頂鎖死，再進行臨時支墊，支墊要求牢固可靠；（5）每一級同步頂升完成后應保持至少30min，橋梁結(jié)構(gòu)和支架系統(tǒng)穩(wěn)定后再進行下一次頂升；（6）橋墩接長、墊石重做且支座安放完畢，先將梁底臨時支墊解除，然后按起頂?shù)哪骓樞蛳侣淞后w就位。

3.2.6 頂升記錄。所有頂升數(shù)據(jù)應及時填寫記錄，以備查用。

3.2.7 材料要求。螺栓采用8.8級M20高強螺栓。膠粘劑必須按照國家標準《公路橋梁加固設計規(guī)范》（JTG/T J22-2008）第4.6的要求和國家標準《室內(nèi)裝飾裝修材料膠粘劑中有害物質(zhì)限量》（GB 18583-2001）的要求通過毒性檢驗，持有效的無毒檢驗報告方可使用。

3.3 主梁頂升注意事項

（1）安裝頂升支架前，應保證基礎具有足夠的強度及穩(wěn)定性；（2）箱梁正式頂升前，應先進行試頂，頂升過程中應防止頂升偏差過大，千斤頂損毀，引起結(jié)構(gòu)失穩(wěn)；（3）在頂升時，千斤頂應根據(jù)頂升力的分級同步進行頂升，不得彼此有時間滯后或超前間隔。頂升力和頂升量嚴格按設計規(guī)定進行，不得有任何增減。頂升過程中對頂升力和頂升位移進行雙控并記錄，任何一項超限而另一項未達到設計參數(shù)，應停止頂升，待查明原因并妥善解決后，方可繼續(xù)頂升；（4）頂升過程中應全程監(jiān)測，防止發(fā)生意外；（5）橋墩接長，墊石重做及更換支座期間，施工方不能利用頂升支撐支架作為支撐點搭設模板或有碰撞、擾動等其他行為影響支架受力特性；（6）支座更換時，注意對梁底新增加一層楔形鋼板進行重新調(diào)平。

3.4 監(jiān)測部位及內(nèi)容

3.4.1 梁體姿態(tài)監(jiān)測。（1）主要監(jiān)測各特征點實際到達的位置與預期位置的逼近程度；（2）橋梁姿態(tài)監(jiān)測包括結(jié)構(gòu)的豎向位移監(jiān)測和水平位移監(jiān)測；（3）豎向位移監(jiān)測可采用精密水準儀或激光撓度儀；（4）水平位移測點宜設在支點及橋面中線上；（5）水平位移監(jiān)測可采用全站儀。

3.4.2 結(jié)構(gòu)內(nèi)力監(jiān)測。（1）應先采用專用結(jié)構(gòu)計算程序?qū)Ω麟A段受力進行分析，確定測點；（2）應力控制斷面設在支點、1/4跨、跨中、3/4跨，每個斷面測點應>5個；（3）最大效應值不應超過頂升設計荷載產(chǎn)生的效應值。

3.4.3 系統(tǒng)采集千斤頂頂升力應與壓力表讀數(shù)相互校核，并與設計值作對比，控制頂升力。

3.4.4 在頂升前，應進行病害調(diào)查，對已有裂縫在頂升過程中應進行觀測，并觀測有無新裂縫產(chǎn)生。

4 結(jié)語

綜上所述，本橋梁施工進展較快，除2#橋臺背墻、2#橋臺尚未施工外，其余墩臺下部結(jié)構(gòu)均已施工完成，因此通過采用同步頂升技術(shù)對本橋第一聯(lián)整聯(lián)抬高處治，以此滿足外海條件300年一遇設計水位要求，從而保障橋梁在外海條件下的結(jié)構(gòu)安全和使用性能。

參考文獻

[1] 李志峰.橋梁同步頂升技術(shù)的研究與展望[J].山西建筑，2010，（28）.

[2] 羅文林，陳雄飛，汪峰，等.同步頂升技術(shù)更換支座施工方案[J].現(xiàn)代交通技術(shù)，2010，（6）.

[3] 張淑坤，劉永，李永靖，等.既有多跨橋梁整體頂升安全技術(shù)研究與實施——以前鋒涌大橋為例[J].中國安全科學學報，2014，（7）.

作者簡介：張小剛（1983-），男，陜西咸陽人，中交第一公路勘察設計研究院有限公司工程師，研究方向：橋梁檢測、加固設計、新建設計。

（責任編輯：王 波）