淺析頂升市政橋梁施工的關鍵工序

王 慶

上海浦東工程建設管理有限公司 上海 200210

市政工程領域運用橋梁頂升施工技術，不僅經濟性強，而且施工過程文明環保，因此，國內一些市政橋梁工程項目中已經應用了該技術[1-3]，但是整體而言應用體量不大、涉及的橋跨結構形式相對單一，鮮有單個工程項目大規模、多元化、綜合性應用該技術的實例。以上海市重點工程項目——濟陽路快速化改建工程1標為載體，集中性、系統性地探索不同橋跨結構形式的橋梁頂升施工工序，同時該項目在頂升施工過程中，試驗性地探索應用四柱限位裝置，以期達到提高過程限位精度與效率的目的。

1 項目概況與頂升施工范圍

1.1 項目概況

濟陽路快速化改建工程1標項目北起盧浦大橋引橋，南至中環線，長度3.89 km。道路斷面形式為“主線高架＋地面輔路”，主線統一采用雙向6車道，地面輔道主干路路段采用雙向6快2慢、次干路路段采用雙向4快2慢，主要建設內容包括橋梁、道路、雨污水排管、標志標線、信號燈等。

1.2 頂升施工重、難點

1）項目規模大，同步頂升單元跨數多，最大同步頂升單元8跨9墩，設備需求量大，風險點分散。

2）調坡頂升高度高，總頂升面積達8 154 m2，最大頂升高度5.852 m，最大支撐高度8.985 m。

3）涉及簡支梁、連續梁的調坡頂升和橋墩的頂升。

4）多為獨柱墩，為了利用承臺作為頂升反力基礎，頂升支撐結構多位于橋墩周圍，布置相對集中，不利于橋梁橫向穩定。

2 關鍵工序控制

2.1 荷載托換與千斤頂布置

本項目布置了頂升千斤頂與隨動千斤頂，隨動千斤頂在頂升千斤頂頂升的過程中起到保護作用。頂升千斤頂采用雙作用液壓千斤頂，隨動千斤頂為液壓驅動、機械螺紋承壓的千斤頂。頂升過程中隨動千斤頂和液壓千斤頂同時出缸，實時對液壓千斤頂進行保護。千斤頂荷載儲備系數不小于規范規定值，即1.5。

2.1.1 簡支梁墩的荷載托換與千斤頂布置

以承臺作為頂升反力的基礎，以蓋梁作為頂升的受力點。在承臺與蓋梁之間安裝頂升支撐結構和千斤頂，在千斤頂施加設計頂升荷載的50%的情況下，將橋墩切斷，完成荷載托換。蓋梁底面安裝鋼分配梁以拓展千斤頂布置范圍，蓋梁底面灌漿料找平。

板梁橋面寬度等寬，簡支梁中墩為標準墩（圖1），頂升質量約542 t；邊墩頂升質量331 t，板梁與46 m鋼梁共用墩頂升質量475 t，單墩周圍布置4臺500 t液壓千斤頂，4臺500 t隨動千斤頂。

圖1 簡支梁墩頂升布置

2.1.2 連續梁荷載托換與千斤頂的布置

以承臺作為頂升反力基礎，梁底作為頂升受力點（圖2）。在梁底設置鋼分配梁，主要起到兩方面的作用：保護箱梁底板混凝土不被破壞；拓寬千斤頂布置范圍，增強鋼支撐的橫向穩定性。

圖2 連續梁單墩頂升布置

單墩頂升質量約206 t，橋墩周圍布置2臺200 t液壓千斤頂、2臺200 t隨動千斤頂。

2.1.3 雙柱門式墩的荷載托換與千斤頂布置

主墩以承臺作為頂升反力基礎，梁底作為頂升受力點，梁底布置鋼分配梁保護箱梁底板混凝土；附墩以橋墩頂面作為頂升反力基礎，以鋼筋混凝土橫梁底面作為頂升受力點。

主墩最大頂升質量約497 t，橋墩周圍布置4臺500 t液壓千斤頂、5臺500 t隨動千斤頂。附墩的頂升質量約133 t，橋墩周圍布置1臺500 t液壓千斤頂、1臺500 t隨動千斤頂。附墩的墩頂與梁底的空間約35 cm，千斤頂高度60 cm，局部切除墩頂30 cm的混凝土，以安裝千斤頂。

2.2 鋼管支撐塊與限位裝置

2.2.1 鋼管支撐

1）安裝鋼管支撐。在新建混凝土柱頂面植螺栓，用底螺帽將鋼支撐托在螺栓上，調節好鋼支撐的垂直度后進行固定，鋼支撐與承臺底面預留10 cm空間，澆筑灌漿料填充，用頂螺帽將鋼支撐固定。鋼支撐的垂直度控制在0.6%以內。

2）增強整體性和穩定性的措施。通過植螺栓將鋼支撐固定于承臺頂面、用法蘭螺栓連接鋼支撐節間、用14#槽鋼焊接連接鋼支撐節間等措施，增強整體性和穩定性。

2.2.2 限位裝置

鑒于多數立柱頂升的行程長，為了減少頂升過程中立柱、蓋梁等被頂升構造物的平面位置發生偏移、扭轉等現象，本項目探索與試驗應用了一種新型限位裝置——四桿限位裝置（見圖3中紅色箭頭所指），有效減少頂升過程中水平位置與垂直度的調整與糾正頻次、工作量，大幅提高了頂升效率與精度。

圖3 限位裝置設計

2.3 橋墩改造

2.3.1 簡支板梁橋墩的改造

1）斷柱切割。斷柱切割前，液壓千斤頂加壓至50%的設計頂升荷載，隨動千斤頂處于保護狀態。橋墩切割采用新型無振動繩鋸對立柱進行切割。該設備具有施工速度快、無振動、無粉塵污染等優點。切割位置嚴格按照設計位置進行，切割過程中不斷向切割面注水降溫。切割面的位置符合設計要求，并由技術人員放線。

2）等截面橋墩連接。頂升完成后，鑿除上下切割面混凝土，露出豎向主筋，柱芯混凝土保留，增強連接面的抗剪能力。主筋焊接或擠壓套筒連接，按照設計規范要求，鋼筋接頭全部位于同一截面時，接頭需為一級。綁扎箍筋、構造鋼筋后，立模澆筑混凝土，完成橋墩的連接。橋墩模板采用新型輕型木模板。

3）橋墩的加粗。橋墩加粗的目的體現為：橋梁頂升后，橋墩高度增加，有增加橋墩剛度的需求；橋墩加粗對斷柱連接部位起到加強的作用；橋墩加粗對斷柱連接的外觀起到改善的作用。

橋墩加粗的豎向主筋植筋生根于承臺，新老混凝土的接合面進行鑿毛處理，模板采用鋼模板。橋墩每側加寬15 cm。

2.3.2 連續箱梁橋墩的改造

1）主墩接高。橋梁頂升完成后，鑿除墩頂混凝土，露出豎向主筋，接高主筋、綁扎箍筋及構造鋼筋后，立鋼模澆筑混凝土。為了提高接高部分混凝土強度及加強與上下部原結構的連接，本項目不僅將灌注混凝土材料的強度等級提高了一級，而且所采用的是微膨脹、無收縮的混凝土材料。

2）附墩的接高。橋梁頂升完成后，先安裝附墩支座，然后植筋澆筑柱芯混凝土柱，將支座錨固于柱芯內，支座與柱芯混凝土柱之間預留2 cm的空間澆筑灌漿料（材料等級、性能與主墩接高部分澆筑的混凝土材料相同）。然后再拆除千斤頂，進行主筋接高，主筋接高后，澆筑橋墩外圍混凝土。

3 實施效果

1）成功地將橋梁頂升工藝關鍵工序的集中性、系統性應用于上海市濟陽路快速化改建工程1標項目的不同橋梁結構施工中。

2）探索性地應用了四桿限位裝置，將被頂升構造物的水平與高度偏差分別控制在15 mm和6 mm以內（設計要求偏差分別為±20 mm與±10 mm），相比常規工序，頂升效率提高20%。

3）通過提高接高、接粗部位的材料強度等級與性能，實現了新舊部位的有效連接。

4）驗證了頂升工藝在同一項目集成性、系統性應用的穩定性、安全性及可行性。