橋梁加固改造中的整體頂升施工分析

王 皓

（1.中設設計集團股份有限公司，江蘇 南京 210000；2.江蘇華通工程檢測有限公司，江蘇 南京 210000）

頂升法是當代橋梁維修加固的重要方法。因為舊橋出現部分老化、破損或受原設計標準限制，而如今的交通車量的持續增加又加重了公路橋梁的負荷，以至于部分橋粱早就無法滿足現代交通運輸需求，進而使得橋梁結構的安全性、適應性和耐久性降低，甚至出現橋毀人亡事故，影響民眾的出行安全，因此迫切需要對危橋進行加固改造。相關建設人員需要在不斷學習和交流中，完善和改進整體頂升施工的操作流程，增強橋梁結構的堅固穩定性，提高橋梁建設的質量，為我國的橋梁維修與加固事業貢獻一份力量。

1 橋梁頂升技術的原理和應用范圍

1.1 基本原理

頂升裝置主要由千斤頂裝置、頂升限位裝置、頂升支撐裝置、頂升監督裝置構成，橋梁頂升技術是指通過這些裝置，在不更改原橋梁形態的基礎上，把橋梁更加平穩地頂起升高到需要的高度上的新型的橋梁糾偏技術。

1.2 技術優勢

頂升技術存在大量的優點，這也是其能夠在橋梁加固改造期間頻繁使用的關鍵因素。首先，橋梁頂升技術能夠對原橋梁結構提供更好的保護作用；其次，該技術還能快速修復橋梁中的不足，并讓其可以盡快投入使用；最后，與搭設腳手架對比，頂升技術無需征地拆遷或者占據大范圍的施工場地。另外，在加固橋梁時實施橋梁頂升技術，施工費用更低，能夠在支出較少的情況下達到對原橋梁的加固改造目的，還能呈現出優質的效果。

1.3 應用范圍

橋梁頂升技術在當代橋梁加固改造中表現出便捷性與穩定性的特點，使其能夠在橋梁改造施工中普遍使用。首先，適用于支座出現缺陷的橋梁中，以確保結構的安全和正常運行；其次，適用于在混凝土路面維修中為了減少橋梁的靜荷載而不加鋪瀝青混凝土鋪裝層的情況；最后，要想確保橋下凈空與行車安全也需要進行橋梁抬升。通過對橋梁的同步整體頂升，解決了支座缺陷、路面維修加鋪以及橋下凈空等實際存在的問題，充分利用了原橋梁而未破壞其結構，并從實際出發合理地延長了橋梁的使用壽命，提高了社會效益。

2 橋梁加固改造時不同工況分析

在對橋梁進行加固改造時，會遇到許多的施工狀況，而各種類型的工況需要通過相應的方式來進行控制。一是預頂工況，其指的是在開展頂升工作之前的一項預頂模擬的程序，利用對整個流程的模擬，預先察覺到頂升期間也許會出現的各類狀況，可以先發現先處理，在預頂流程結束后，再實施頂升操作，防止由于各類問題的產生而使得頂升工作無法完成。二是載重變化工況，主要是為了測試灌注樁的載重能力，特別是規模較大、耗時較長的大中型橋梁，一旦建成，需要承載的重力會不斷發生變化，這與過往的車輛數以及附近的交通等直接相關，如果在原有基礎上增重的話，將很難滿足持續性要求，因此需要對載重進行測試。在前兩種工況都結束后，需要根據以往制訂的頂升方案來對橋梁實施頂升操作，并且對橋梁進行長時間的加固，防止出現頂升操作完成，橋梁卻不穩定的情況。還應該針對各種狀況切合實際地使用橋梁加固改造方式、優質材料與新型設備，這樣不但能夠改進橋梁的應用功能，還可以使其更好地實現現代公路交通運輸的需求。

3 橋梁加固改造中整體頂升裝置結構及控制階段

3.1 整體頂升裝置

頂升裝置施工結構見圖1。因為原橋板的底部并非十分平整，沒有在同一水平面上，要是直接運用型鋼就會使得某塊板的部分遭受壓力而造成混凝土被破壞，所以在支撐架頂部利用方木托梁，在木材的部分壓縮變形下調整板底的距離，能夠讓橋面的各個板塊均勻受力，進一步對整體頂升的實施提供幫助。

圖1 頂升裝置施工結構圖

對于橋梁中的加固改造技術來說，整體頂升裝置（見圖2）能夠直接決定頂升的施工質量，于是在該項施工的具體操作中，需要了解整體頂升裝置的可靠性、壓力、強度與荷載力的程度。要想確保能夠實現頂升施工的計劃目標，所采用的整體頂升裝置需要結合實際情況進行選擇，主要考慮以下因素：（1）必須保證裝置能夠可靠平穩運行，平穩性體現在裝置在舉升期間應該保持勻速運行，并且應該保證速度與穩定性，防止出現由于頂升的穩定性不夠而損壞整個橋梁結構。（2）整體頂升裝置的荷載也應該滿足工程標準，讓其可以給橋梁構建提供支撐力，防止在實施頂升期間出現塌陷情況，因而造成安全隱患。因此，整體頂升裝置務必滿足以上條件才可以最大化地發揮作用。

圖2 整體頂升裝置施工

3.2 力控制階段

在整個頂升裝置運行階段，需要確保頂升的力量一致，并且應該統一運行速度與力量的遞增。通過勻速的方式展開，也應該盡量防止其速度過快，或者頂升的力量增加不夠平均使得整個橋梁的構件無法支撐。與操作的具體情況相結合，在頂升過程中的力量需要慢慢的增加，不僅需要根據各種施工階段分別施力，還應該按照施工的舉升程度增加相應的力量。通常是采取三個環節施加力量，每一個環節的力量都需要確保其均衡性，并且保證可以支撐住構件，進行持續穩定的舉升，防止由于力量不夠給整個橋梁施工帶來不利的影響。因此，在舉升環節中對力量進行控制十分關鍵，只有控制好力量，才能讓整個橋梁的頂升施工質量有所保障。

3.3 位移控制階段

將板荷載全部轉移到千斤頂上之后，力控制階段結束，接著進入位移控制階段，在任何一次加力頂升環節中都需利用預設的位移計檢測各點的頂升量，盡量讓各個塊板保持一致，從而防止產生頂升差距而開裂，各千斤頂頂升量差距控制在0.5mm以下。

橋梁加固工程施工過程中，頂升裝置的運用不僅需要將橋梁構建上升到固定的高度，還是把橋梁構件進行位移的過程。為此，在位移期間應控制好頂升裝置，保證頂升裝置在荷載達到標準之后做出必要的位移，同時對位移的控制也要精確到mm，確保位移的速度以及數值可以滿足實際要求，防止由于位移過大給整個頂升造成不利的影響。還需要科學地控制頂升的位移，在確保施工安全的前提下，有效控制位移的誤差在合理的范圍之內，避免因位移誤差過大給整個橋梁加固施工帶來不利的影響。因此，位移控制是舉升施工過程當中應該重點控制的施工細節。

4 橋梁加固改造中整體頂升施工的注意事項

4.1 地基持力層要滿足承載要求

為保證整體頂升的順利實施，相關技術操作人員應該利用相反作用力的建設原理科學地確保橋梁整體支架結構能夠承載橋面所承受的壓力和重力，運用安全可靠的建設手段完成橋梁的加固與維修工作，使得橋梁在后續使用過程外觀相對完整。結合橋梁加固改造施工的實際情況，在整體頂升施工過程中，對地基的持力層要求較高，如果地基的持力層沒有達到承載要求，那么在整體頂升施工過程當中非常容易出現垮塌事故，不利于整個橋梁的改造。因此，企業需要通過承載力實驗對實際的地基持力層的承載力進行檢測，如果滿足條件，就可以進行后續的施工，反之，就需要進行加固，直到滿足承載力要求為止。

4.2 所用千斤頂噸位要高于設計噸位

千斤頂的安全系數符合標準的基礎上，建筑施工人員應該選用噸位合適的千斤頂來施工建造，通常情況下，其噸位應該是頂升力的2～2.2倍，只有選擇了恰當的千斤頂，才能夠保證橋梁整體頂升施工的有效開展。考慮到橋梁加固改造過程中部分構件的實際重量要大于計劃重量，那么在整體頂升施工時，就應參照圖紙中的規定，合理擴大千斤頂噸位的余量，保證實際所用的千斤頂噸位高于設計噸位，并有足夠的力量升起橋梁的構件。通過這些細節，使千斤頂的承載力達到標準，防止出現由于其舉升力不夠而造成橋梁構件垮塌的現象，同時也能夠提高整體舉升裝置的承載力，改善整體舉升裝置的承載問題。

4.3 加強頂升過程中的統一性與協調性

頂升過程中的統一性與協調性十分關鍵，應派專人監控橋面以及橋板結構的運行狀態，一旦出現異常情況就對其及時進行調控，防止出現某個部位舉升過快或者過慢的現象，避免整個橋面出現斷裂性損傷。同時，建設施工的相關人員應該具有一致的建設技術知識水平，對橋梁頂升技術的相關操作方法相對統一。另外，施工人員應該按照順序進行每一個頂升環節，并利用厚度適宜的鋼墊板放在緊挨著橋梁支座的位置，根據指揮者的統一安排把千斤頂操作至無頂升的狀態，最后利用鋼墊板將千斤頂降至橋梁底部，逐漸完成頂升，反復循環此過程，就可以確保橋梁頂升達到理想的設計狀態。在實際施工過程中，應指派專人監控并進行人員協調，保證頂升過程能夠到位。

5 結束語

綜上所述，在橋梁加固改造施工過程中，整體頂升存在一定的困難。在具體的實施環節中，既要保證整體頂升裝置符合實際要求，又要注重施工技術采用的合理性，還要關注每一個操作細節的管理，包括頂升裝置基層的承載力、頂升裝置所采用的千斤頂噸位以及頂升過程中的現場監控。只有做好這幾個方面的工作，才能夠保證橋梁加固改造整體頂升施工取得積極效果。