頂升技術在斜拉橋改造中的應用

肖 華

（上海滬嘉交通安全設施工程有限公司，上海 201802）

1 工程概況

某橋是一座特大型橋梁，主橋采用兩跨變截面部分斜拉橋，單幅、單塔，跨徑為101m+101m，全長202m，橋梁總寬33m。因航道升級改造，現狀通航凈寬38m需調整為60m，凈高5m需調整為7m，因此抬高老橋標高進行頂升改造。此次整體頂升高度為1.87m。主墩頂升重量約1.7萬t，主橋整體頂升重量約2.2萬t。

2 方案概述

2.1 總體方案

主墩為塔梁墩固結體系，采用型鋼混凝土抬梁-抱柱梁托換技術，利用原承臺或原墩柱作為下部支承點，在支承點上安裝大噸位主動液壓千斤頂與保護千斤頂，并利用控制系統整體頂升至設計標高，然后墩柱接高、加粗等。

過渡墩采用承臺—鋼支撐—箱梁的傳力體系進行頂升。在原承臺上植筋錨固鋼支撐體系，在鋼支撐與箱梁底之間安裝主動千斤頂，并在原支座位置通過切割安裝保護千斤頂，通過PLC電腦同步控制進行頂升到位，然后墩柱接高等。

2.2 工程難點、特點

（1）主墩頂升重量巨大，達1.7萬t，需采用大噸位頂升千斤頂且投入數量多；主橋為斜拉橋，需要更好地同步控制對上部的內力影響，引橋同步頂升選用的控制點較多，如何有效同步控制是一個難點。

（2）該橋為塔梁墩固結體系，如何安全托換至抬梁上，是工程的重中之重；如何保證墩身鉆孔位置的準確性是難點；預制抬梁體量較大，如何運輸至主墩施工平臺上是難點；安裝抬梁的預留孔尺寸有限，如何快速、準確安裝抬梁是難點。

（3）承臺處于常水位下，加上主墩承臺施工操作空間有限，施工圍堰及新增平臺是該工程的一個難點。

（4）如何合理選擇支撐布置是一個難點。主墩安裝頂升設備的空間有限，如何安裝、拆除頂升設備是一個難點。

（5）在頂升時若整個液壓系統出現意外因素時，仍能保證結構絕對安全是該工程的難點之一。

（6）頂升高度較高，臨時墊塊和頂升循環多，對整體穩定性提出了更高的要求。

（7）頂升過程中，橋梁可能出現平動和轉動，必須采取措施避免產生偏移，如何更有效選用限位措施是難點。

（8）頂升規模大，如何使頂升時對交通、社會的影響達到最小是難點。

3 施工主要步驟

（1）圍堰及水上平臺搭設；（2）主墩空心部分抬梁鉆孔、運輸、安裝及空隙間壓漿；（3）主墩空心部分灌漿；（4）主墩索塔位置抬梁鉆孔、運輸、安裝及空隙間壓漿；（5）主墩抱柱梁（抬梁間系梁）及限位柱澆筑；（6）主墩主動及保護千斤頂安裝；（7）過渡墩主動千斤頂、保護千斤頂安裝；（8）調試、保壓，切割；（9）頂升19個行程至設計標高。接下來，墩柱接高、加粗等。現場施工照片如圖1所示。

圖1 現場施工照片

4 主橋頂升成果分析

整個頂升高度1.87m，歷時8d。

（1）橋面標高。每斷面布置4個測量點，布置在靠近防撞墻兩側，約每3行程測量1次。分析整個行程數據可知：①頂升高度與立柱劃線測量結果基本吻合，橋面標高數據比橋墩普遍高2～4mm，分析可能是橋面測量誤差，也可能和溫度變化有關。②橋面數據比較均勻，梁體四個角點高差均在2mm左右，梁體頂升同步性滿足設計要求。

（2）頂升高度偏差。現場每1行程測量1次，并匯總做好記錄。分析整個行程數據可知：①頂升過程中，各墩間頂升高度平均值最大高差為5mm，滿足設計精度要求。②最終頂升高度，南過渡墩為1874mm，主墩為1872mm，北過渡墩為1871mm。③頂升到位后，各墩間最大頂升高差為3mm，同一橋墩左右立柱最大頂升高度差值為5mm，主橋各墩豎向頂升高差均滿足設計精度要求。主橋頂升實測高度數據如表1所示。

表1 主橋頂升實測高度數據（以19行程為例） 單位：mm

表2 主橋頂升實測偏位數據（以19行程為例）單位：mm

（3）應變測量。頂升前箱梁上埋設應力應變計。每8行程測量1次。在主墩切割及頂升過程中，應變監測結果顯示箱梁內部及主墩墩身應變變化較小，應變值最大為2.36微應變，換算成應力為0.08MPa，箱梁應力變化較小。

（4）偏位測量。頂升前在墩身上設置好監測點，并通過在橋面上做好測量點復核。每1行程測量1次。主橋頂升實測偏位數據如表2所示。分析整個行程數據可知：橋面縱橫向偏位與墩身偏位結果基本吻合。橫橋向偏位：南過渡墩向西偏7mm，主墩向西偏位3mm，北過渡墩向西偏位1mm。修正溫度引起的梁長伸縮影響后，縱橋向偏位：南墩向北偏7mm，主墩向北偏9mm，北墩向北偏7mm。橫向、縱向偏位滿足設計精度要求。

（5）主塔偏移測量。主塔頂升實測偏位數據如本刊99頁表3所示。分析整個行程數據可知：頂升到位后，主塔塔頂向北偏位4mm，向東偏位7mm。

（6）經濟效益。加固方案經濟效益比較如本刊99頁表4所示。從表4可以看出，若拆除重建需資金約1.5億，而采用整體頂升的方法總造價約5800萬，可以節約投資約9200萬，有較好的經濟效益。

5 結束語

橋梁頂升施工充分地保證了橋梁在頂升過程中的整體受力，對現有梁體損壞較小，較大程度上延長了橋梁服務壽命；加上相對于拆除重建新橋方式更經濟、快速、安全可靠，對航道和公路運輸影響小，對環境的污染少。文章以某斜拉橋為例，該工程的成功頂升為橋梁后續階段的改造提供了寶貴經驗，有助于同等條件下橋梁的頂升，該工程的成功頂升極大推動了橋梁頂升事業邁上一個新臺階。

表3 主塔頂升實測偏位數據（以19行程為例）

表4 加固方案比較