結(jié)合某空心板梁橋同步頂升的施工工藝對(duì)監(jiān)控關(guān)鍵點(diǎn)的探究

張小清（福建君達(dá)建設(shè)有限公司，漳州363000）

結(jié)合某空心板梁橋同步頂升的施工工藝對(duì)監(jiān)控關(guān)鍵點(diǎn)的探究

張小清
（福建君達(dá)建設(shè)有限公司，漳州363000）

以國(guó)家高速公路福建省內(nèi)某路段路面改造項(xiàng)目中橋梁同步頂升工程為依托，為了配合原路線線形優(yōu)化，通過(guò)同步頂升施工抬高橋梁上部結(jié)構(gòu)梁體。結(jié)合施工過(guò)程中頂升的方案、工藝、注意事項(xiàng)，對(duì)同步頂升施工監(jiān)控項(xiàng)目及關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行探究，制定周詳?shù)氖┕けO(jiān)控方案。

同步頂升抬高梁體施工監(jiān)控關(guān)鍵點(diǎn)

1 工程概況

某中橋?yàn)槁访娓脑祉?xiàng)目中的一座主線橋，位于直線段上，橋梁分為左、右幅。上部結(jié)構(gòu)為2孔20m預(yù)制空心板梁，先簡(jiǎn)支后橋面連續(xù)，全橋一聯(lián)，橋梁全長(zhǎng)46m。下部結(jié)構(gòu)為雙柱式墩臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。全橋支座為矩形板式橡膠支座。全橋只有一條伸縮縫，位于1#墩墩頂，兩側(cè)橋臺(tái)為無(wú)縫化設(shè)計(jì)。路面改造需對(duì)路面進(jìn)行加鋪18cm厚度瀝青鋪裝層，為了對(duì)原路線縱坡線型進(jìn)行優(yōu)化并且不額外增加橋梁運(yùn)營(yíng)承載力，橋梁需抬高18cm。

2 頂升方案

2.1 頂升抬高方案

該橋依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件采用鋼牛腿式頂升方案，頂升方案示意如圖1所示[1]。該項(xiàng)目采用分階段頂升方法，即為了保障頂升過(guò)程中的安全性，將設(shè)計(jì)頂升高度分為幾個(gè)階段進(jìn)行。在每個(gè)支撐頂點(diǎn)布置處安裝一組可主動(dòng)施加頂力的千斤頂，并用控制臺(tái)控制液壓泵驅(qū)動(dòng)進(jìn)行頂升。待到達(dá)每階段預(yù)計(jì)高度時(shí)，用臨時(shí)墊塊/墊片將梁體固定，提升千斤頂之后再進(jìn)行第二階段的頂升作業(yè)，如此重復(fù)一個(gè)周期直至頂升至設(shè)計(jì)高度。

圖1 橋梁鋼牛腿式頂升示意圖

2.2 千斤頂噸位配置計(jì)算

各支座理論支反力的最大值按照梁體恒載（自重+鋪裝）來(lái)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果應(yīng)考慮一定的富余度，應(yīng)不小于計(jì)算值的1.5倍用于配置千斤頂噸位[2]。

2.3 頂升施工流程

該項(xiàng)目施工流程為：在完全解除橋梁上部結(jié)構(gòu)梁體與外部的約束后，整體分階段依次頂升橋梁梁體，然后進(jìn)行橋臺(tái)背墻、耳墻、橋墩擋塊的加高以及橋臺(tái)橋墩支座墊石更換或預(yù)制墊石粘結(jié)、支座更換等，隨后拆除設(shè)備，項(xiàng)目撤場(chǎng)。具體梁體頂升的施工流程圖如圖2所示。

圖2 梁體頂升施工流程圖

3 頂升施工工藝

3.1 施工前準(zhǔn)備工作

（1）搭設(shè)施工平臺(tái)，采用在橋臺(tái)以及蓋梁上安裝反力牛腿支撐作為千斤頂?shù)钠脚_(tái)。同時(shí)，人員施工平臺(tái)采用鋼管架搭設(shè)，且與監(jiān)控、頂升平臺(tái)分離。現(xiàn)場(chǎng)梁底頂升系統(tǒng)及施工架如圖3所示。

（2）對(duì)于存在可能限制梁體豎向位移的非正常的約束應(yīng)在同步頂升施工之前進(jìn)行完全釋放。

（3）鋼牛腿安裝位置要注意保持水平。

（4）設(shè)置頂升過(guò)程中的監(jiān)控測(cè)點(diǎn)。

（5）檢查空心板梁梁體裂縫等缺陷的性狀與分布情況。

圖3 梁底頂升系統(tǒng)及施工架

3.2 頂升階段施工

（1）千斤頂和臨時(shí)支撐安放

同步頂升施工前，需要確定千斤頂和臨時(shí)支撐擺放的位置。由于設(shè)計(jì)空心板梁底厚度較薄，因此擺放位置選擇在空心板腹板對(duì)應(yīng)梁底，同時(shí)加墊0.30×0.30m2的鋼板，防止梁底集中受力造成損傷，如圖4所示。

圖4 0#臺(tái)千斤頂、臨時(shí)墊塊、拉絲傳感器布置

（2）試頂升

正式頂升之前，將所有的相關(guān)約束解除后，先試頂升5mm，通過(guò)設(shè)置不同的頂升速度，由0.1mm/min提升到0.5mm/min，然后鎖定液控閥，保持油缸壓力不變，并且穩(wěn)壓持荷20min，觀察各支點(diǎn)處千斤頂以及支撐系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況，如果發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)當(dāng)及時(shí)處理。

（3）正式頂升

試頂無(wú)異常之后，開(kāi)始正式頂升作業(yè)，整個(gè)行程180mm分成3級(jí)。梁體頂升至每一級(jí)預(yù)定高度后，保持千斤頂油壓不變，安裝臨時(shí)支撐，調(diào)整臨時(shí)支撐高度，保證臨時(shí)支撐與梁底密貼，油壓系統(tǒng)回油，同時(shí)將梁體支撐在臨時(shí)支撐上。提升千斤頂后進(jìn)行下一級(jí)的頂升作業(yè)，直至到達(dá)最終目標(biāo)高度。頂升系統(tǒng)中采用拉絲傳感器對(duì)頂升速度計(jì)頂升高度值進(jìn)行控制。

（4）持荷階段施工

頂升到位后，結(jié)構(gòu)的全部荷載轉(zhuǎn)換至臨時(shí)支撐及千斤頂上，將原墊石鑿除并將蓋梁上的水泥砂漿清理干凈。安放墊石前，應(yīng)先在蓋梁上鋪設(shè)一定厚度（3～5mm）水泥砂漿以調(diào)平蓋梁平面，確保頂面水平，安裝新預(yù)制的支座墊石、支座等（如圖5所示），確保落梁后支座接觸密實(shí)，以免出現(xiàn)脫空或局部承壓等現(xiàn)象。

圖5 持荷階段支座墊石安裝

（5）同步落梁施工

待支座墊石及支座安裝到位之后，驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)回油，將梁體緩慢落下至新安裝的支座上，將上部結(jié)構(gòu)荷載轉(zhuǎn)換至支座上。落梁后對(duì)梁頂標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測(cè)。

3.3 注意事項(xiàng)

如遇到以下情況應(yīng)停止頂升作業(yè)，待查明原因后再進(jìn)行梁體頂升工作：

（1）當(dāng)出現(xiàn)超過(guò)計(jì)算頂升力而沒(méi)有將梁頂起；

（2）當(dāng)油表出現(xiàn)異常時(shí)則立即停止工作；

（3）頂升過(guò)程中，一般會(huì)出現(xiàn)梁體兩支點(diǎn)的頂升位移存在差異的狀況，若出現(xiàn)應(yīng)立即停止頂升；

（4）頂升過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)主梁進(jìn)行監(jiān)控，觀測(cè)裂縫有無(wú)異常變化，一旦出現(xiàn)異常應(yīng)立即停止，查明原因后，制定出可靠的施工方案后再恢復(fù)施工。

表1 頂升施工監(jiān)控指標(biāo)及監(jiān)控內(nèi)容表

4 頂升監(jiān)控

橋梁頂升過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，在頂升過(guò)程中橋梁處于一種漂浮的狀態(tài)，隨著橋梁的頂升梁片的縱橫向偏移、板梁鉸縫的完整性等都會(huì)發(fā)生變化，同時(shí)，橋梁梁體本身的受力也會(huì)發(fā)生變化[3]。為了保證頂升過(guò)程中施工以及梁體的安全性，必須要制定一整套安全監(jiān)控方案，并設(shè)置必要的預(yù)警值和極限值，以便能夠及時(shí)將橋梁狀態(tài)反饋給施工，指導(dǎo)控制頂升過(guò)程。

4.1 頂升監(jiān)控關(guān)鍵點(diǎn)

整個(gè)監(jiān)控過(guò)程可由分級(jí)頂升、臨時(shí)支撐放置、支承墊石施工、落梁等過(guò)程組成。作者認(rèn)為監(jiān)控關(guān)鍵點(diǎn)主要有：

（1）梁體的縱橫向滑移：由于頂升施工要求完全解除梁片與橋墩臺(tái)的約束，因此在施工過(guò)程中要對(duì)梁體縱橫向位移進(jìn)行監(jiān)控，防止原始設(shè)計(jì)橋跨縱坡導(dǎo)致頂升施工中梁體縱橫向出現(xiàn)滑移；

（2）橋面標(biāo)高：橋面高程的觀測(cè)點(diǎn)用于推算每個(gè)梁片支點(diǎn)處的實(shí)際頂升高度，使頂升到位后橋面標(biāo)高得到有效控制；

（3）梁體頂升的同步性：在頂升過(guò)程中，梁體處于一種“動(dòng)”的狀態(tài)，千斤頂?shù)捻斏灰屏坎豢杀苊獾嘏c頂升系統(tǒng)給出的指令存在偏差，為確保結(jié)構(gòu)的安全性，需要對(duì)千斤頂?shù)捻斏谐膛c支點(diǎn)受力狀況進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，確保梁片為整體同步頂升，防止因不均勻頂升對(duì)板梁之間鉸縫及橋面混凝土鋪裝造成損壞；

（4）梁體內(nèi)力監(jiān)控：考慮到可能出現(xiàn)的局部梁片約束未完全解除，出現(xiàn)梁體在頂升過(guò)程中兩側(cè)支點(diǎn)可能出現(xiàn)的頂升不同位移量的情況。此時(shí)，梁片單端因?yàn)槌霈F(xiàn)一定的外力強(qiáng)制位移量，引起梁片發(fā)生彎折，當(dāng)強(qiáng)制位移量超過(guò)一定值時(shí)，梁體出現(xiàn)裂縫；

（5）梁體已有裂縫寬度變化監(jiān)控：對(duì)已有裂縫進(jìn)行分類，對(duì)受力區(qū)的裂縫寬度進(jìn)行頂升過(guò)程監(jiān)控。

4.2 頂升監(jiān)控方案

根據(jù)制定的關(guān)鍵點(diǎn)，設(shè)計(jì)監(jiān)控點(diǎn)位及控制指標(biāo)。頂升過(guò)程以控制結(jié)構(gòu)安全為主要目標(biāo)，監(jiān)控預(yù)警應(yīng)以多項(xiàng)指標(biāo)控制，只要有一項(xiàng)超標(biāo)，則需要進(jìn)行預(yù)警。頂升過(guò)程中的監(jiān)控項(xiàng)目主要有：

（1）梁體的標(biāo)高監(jiān)控，并與油壓控制系統(tǒng)頂升高度的拉絲傳感器進(jìn)行雙項(xiàng)控制；

（2）梁體的中線偏移情況監(jiān)控；

（3）梁體的縱向偏移情況監(jiān)控；

（4）梁體跨中部位的受力情況監(jiān)控；

（5）梁體原有裂縫變化情況監(jiān)控。

頂升施工監(jiān)控指標(biāo)及監(jiān)控內(nèi)容匯總見(jiàn)表1，測(cè)點(diǎn)布置如圖6所示。

圖6 頂升監(jiān)控點(diǎn)位布置

5 結(jié)語(yǔ)

（1）橋梁的頂升技術(shù)能夠在該項(xiàng)目舊路路面改造過(guò)程中起到舉足輕重的作用，為改造工程節(jié)約大量的資金，縮短了工程工期。

（2）橋梁的同步頂升是分級(jí)完成的，因此對(duì)橋梁的整個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡、整體姿態(tài)、結(jié)構(gòu)應(yīng)力等的監(jiān)控是至關(guān)橋梁結(jié)構(gòu)安全的重要環(huán)節(jié)。

（3）通過(guò)內(nèi)力監(jiān)控合理評(píng)價(jià)頂升過(guò)程中結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化的影響因素，以便及時(shí)、主動(dòng)地采取措施降低或消除不利因素的影響，為確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全豎立一道保護(hù)屏障。

（4）該橋?yàn)楸敬温访娓脑熘械牡谝蛔鶚颍虼藢?duì)監(jiān)控方案要求全面、周祥。該橋頂升過(guò)程中監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果能夠?yàn)樵擁?xiàng)目之后的橋梁頂升作業(yè)提供可靠的數(shù)據(jù)，今后對(duì)頂升監(jiān)控方案進(jìn)行深度優(yōu)化，提高施工效率，節(jié)約成本。

[1]陳書豪，丁武洋，等.某高速公路水泥砼路面改造工程橋梁頂升改造方案[D].蘇交科集團(tuán)股份有限公司，2016.

[2]于心然.下草灣大橋同步頂升支座更換施工技術(shù)[J].公路，2015，（4）∶118-122.

[3]蔣巖峰，藍(lán)戊已，等.橋梁整體頂升關(guān)鍵技術(shù)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)，2007，（7）.

[4]陳梁，朱利明，蔣湘成，等.斜交連續(xù)梁頂升過(guò)程仿真分析[J].，2016，（4）.