多跨截柱整體頂升橋梁技術要點分析

謝艷

（江西省交通投資集團有限責任公司宜春管理中心，江西宜春336000）

0 引言

多跨截柱整體頂升技術在橋梁的施工中具有結構簡單、操作便捷、設備先進的特點，對橋梁的頂升工程具有至關重要的作用。在橋梁的頂升需求中，考慮應用多跨截柱整體頂升技術前應先對地基進行穩(wěn)定性的保障，同時對設備頂升的墩位進行事先評估，確保橋梁項目的施工能夠高效順利的開展。

1 橋梁頂升技術分析

橋梁工程項目的空間結構非常復雜，根據(jù)橋梁的模型進行力學分析可以得知，橋梁的上部橋跨結構通常會采用支撐結構的形式，使上部結構的運行得到穩(wěn)定保障。從橋梁結構的理論角度看，橋梁結構的受力情況只與支撐邊界的約束條件形成直接關系，跟支撐高度沒有明確的直接影響，從側面提高了橋梁施工進行頂升技術應用的可靠性，同時也能促進橋梁工程更快速更高效的完成。在橋梁的建設過程中，根據(jù)實際施工要求以及技術支撐合理地應用橋梁頂升施工技術，設置一個適宜的支座支撐結構形式，利用原受力條件的優(yōu)勢，臨時組建一個橋跨或者結構體系形式，進行兩個支撐結構形式的建設，使結構的穩(wěn)定性與安全性都能得到有效保障。通過橋跨支撐的有效利用，將橋跨與各個制作過程都升高到預設的高度位置，從而確保其豎向位置的提升達到預期目標。再根據(jù)施工現(xiàn)場的實際需求和特點，了解橋梁頂升技術在實際應用中的需求和存在的問題，確保橋梁的原有受力狀態(tài)不會因頂升環(huán)節(jié)造成一系列的影響，從而出現(xiàn)大的變動影響橋梁的穩(wěn)定性。在當下普遍的橋梁結構中，梁式結構、鋼架結構以及拱式結構等形式對橋梁頂升技術的應用具有一定影響，頂升技術對受力穩(wěn)定性方面的要求比較高。因此，在橋梁頂升技術的實操過程中應盡量滿足橋梁加高、制作更換過程的實際技術需求[1]。

2 技術特點

多跨截柱整體頂升施工技術的主要特點如下：

第一，鋼抱箍的結構組成具有結構簡單、受力均勻明確且方便運輸?shù)膶嶋H優(yōu)勢。

第二，頂升設備擁有較高的科技水平。頂升設備的頂升施工一般由PLC系統(tǒng)進行操作，施工人員只需要通過計算機完成頂升設備的頂升控制，從設備優(yōu)勢上確保頂升高度的準確高效。同時，頂升設備的工作情況會由控制器直接反饋到多媒體顯示工具上，便于遠端進行施工現(xiàn)場的實時監(jiān)控，也能通過計算機及控制系統(tǒng)對操作誤差進行有效控制，從而保證頂升設備的高效精準運作。

頂升設備的操作比較便捷、易上手，各項操作數(shù)據(jù)可進行記憶并反復引用。

3 頂升施工工藝

3.1 工程概況

在橋梁項目的長期使用過程中，往往需要擴建以滿足交通運輸需求。在橋梁擴建中應用橋梁頂升施工技術，應對引橋進行先一步的頂升操作，從而使新舊橋梁具備同時頂升的施工條件。對于新建設的T梁結構也可以通過頂升技術完成施工。在此次橋梁的擴建工程施工中，可以應用墊石加高或者立柱接長的方式完成橋梁的擴建施工。墊石加高施工方法對于橋梁整體頂升高度不超35mm的施工需求是最合理的；如果頂升高度超過了35cm則需要立柱接長的方法進行施工，實際施工工藝要根據(jù)現(xiàn)場實際情況及施工要求進行合理選擇。

3.2 施工準備工作

3.2.1 水中施工平臺搭設

為了完成頂升施工操作，需要在施工現(xiàn)場進行承重橋臺的腳手架與梁體觀測架的設立。承重橋臺除了滿足固定荷載需求外，還應對施工過程中的其他人員活動及材料使用和產(chǎn)生的承載壓力進行綜合分析。充分了解受力因素，并根據(jù)施工實際需求完成承重橋臺的腳手架架設方式，將縱橫間距控制在0.5m范圍內。兩個橋臺分別布置好腳手架并設置后跳板，并使用鋼絲對活動結構進行綁扎固定，完成后進行施工現(xiàn)場的安全防護措施，使工程的安全性得到進一步提升[2]。

3.2.2 橋面梁板與臺背兩側伸縮縫清理

在橋梁頂升施工前必須對伸縮縫完成切割施工。實際操作則是使用切割機將橋面的鋪裝進行切割，使切口兩邊盡量滿足平直度的要求。然后再使用風鎬完成鑿除作業(yè)，通過人工使用釬子對端頭及臺身等各個位置進行清理工作，保證施工現(xiàn)場的干凈程度。在梁板端頭與臺背處于分離狀態(tài)時，利用空壓機與吹風機進行深度的清潔施工，進一步提高橋梁的清潔度。另外，臺帽還需要開展鑿毛工作，確保梁底和臺帽頂部的所有雜物得到徹底清除，對于臺帽存在結構缺陷的可以通過頂升操作完成修復施工。

3.2.3 橋面標高和中線觀測點布置

在頂升工作開始前，工作人員應對所有的墊石需求位置進行準備工作，檢查標高以及所有結構部件的尺寸是否滿足施工工藝，不能出現(xiàn)其他意外情況。現(xiàn)場施工要進行事先的施工技術條件預分析，保證實際標準與實際施工需求是相符合的，所有結構部件也都在規(guī)定的標準范圍內，從而使項目的施工效益得到有效保障。

3.3 頂升千斤頂?shù)倪x用和安裝

千斤頂在橋梁的頂升施工中是必不可少的設備，在選用過程中應根據(jù)實際施工需要選擇具備液壓鎖裝置的適宜設備，預防液壓管在施工過程中出現(xiàn)失壓情況，使支撐的性能滿足技術要求。另外，在頂升位置還需加裝螺旋部件，確保頂升操作到達指定位置后能夠鎖定，加強頂升操作的穩(wěn)定性。為了保證千斤頂在使用過程的使用性能，在千斤頂?shù)陌惭b過程中要保持千斤頂?shù)妮S線垂直。同時，要對千斤頂?shù)母鱾€加力點進行強化，避免千斤頂或者墊塊損壞影響施工進度。合理利用帽梁的反力基礎結構，把千斤頂直接在頂面進行安裝，再通過與梁板下部布置鋼墊板來達到找平效果，控制千斤頂與邊緣在10cm左右的距離，使千斤頂?shù)膽眯Ч臃€(wěn)定。

3.4 頂升系統(tǒng)、監(jiān)測設備的調試安裝

頂升結構在施工過程中應利用電子傳感器的優(yōu)勢對位移、壓力等數(shù)據(jù)進行實時收集并反饋到操作員手中，實現(xiàn)施工現(xiàn)場的高效指揮操作效果。在頂升工作開展前，要對操作系統(tǒng)進行全面的測試與調整，發(fā)揮施工現(xiàn)場應有的調控作用，使系統(tǒng)的運行效率與工程執(zhí)行技術要求得到有力保障。頂升設備的數(shù)據(jù)檢測主要依靠壓力傳感器、百分表、位移傳感器等設施的信號傳達反饋完成。在梁底架設位移傳感器可以更加詳細地了解頂升工作的實際操作進展。百分表則可以對頂升操作的偏移量進行測算與反饋，把控偏移量在允許范圍之內。壓力傳感器的作用是檢測確定壓力參數(shù)，對頂升施工中的異常壓力數(shù)據(jù)進行及時反饋與報警，使工程在允許范圍之內安全運行[3]。

3.5 試頂升

為了充分了解橋梁頂升系統(tǒng)的運行狀態(tài)及執(zhí)行效率，在進行正式頂升作業(yè)前一般需要進行5～10mm的試頂升操作。在試頂升操作中可以加強對頂升系統(tǒng)的檢查工作，提前將運行效果做到準確評估，對于功能缺失或執(zhí)行能力存在缺陷的環(huán)節(jié)進行糾正，加強頂升設備在正式工作中的安全性與高效性。試頂升環(huán)節(jié)需對千斤頂設置荷載上限，避免超負荷狀態(tài)造成千斤頂?shù)慕Y構出現(xiàn)變形損壞等情況，并對橋梁進行實時監(jiān)測，應用分級計算方法，合理設置頂升點的實際荷載情況，使千斤頂在正式頂升過程中發(fā)揮應有的效用。在頂升的實際操作環(huán)節(jié)，梁體應滿足在同步頂升負荷狀態(tài)下維持5min以上，并對卸載后的系統(tǒng)運行狀況進行復盤了解，對存在異常的方面進行原因剖析，以便后續(xù)正式頂升施工的順利開展。

3.6 正式頂升

根據(jù)頂升施工的預設荷載情況進行實際頂升操作，在設備頂升過程中時刻關注從PLC系統(tǒng)反饋過來的千斤頂工作狀況，做好各項狀況的應對工作，并事先在千斤頂頂點位置進行鋼墊塊結構的強化施工，在最大程度上減少由于操作失誤造成的施工故障。橋梁的坡度在完成頂升工作后很容易受到影響，為了減少由于位置偏移形成進一步的嚴重影響，可以通過施工現(xiàn)場限位塊的設置確保縱橫方向的頂升精確度。限位裝置一般采用三角牛腿結構形式進行布置，并通過植筋法進行臺身塊與擋塊結構的植入。將橋梁頂升到預定位置時，應加強千斤頂控制行程的精度，對多次頂升施工以及單次頂升施工進行合理應用，為了防止回落現(xiàn)象，在橋梁頂升的同時要及時塞入鋼板。對上述步驟進行往復操作頂升，直至橋梁滿足預設的施工要求，需要注意的是，橋梁在頂升過程中必須將速度控制在10mm/min以下。

3.7 同步實施監(jiān)控

伴隨著頂升施工的進行，計算機顯示器將每一次變化的實際施工參數(shù)都進行了及時反饋與記錄，確保施工過程朝著正確的方向進行。在頂升支架結構承載性能正常的情況下，要對梁板的變化情況時刻保持關注，確保在第一時間內獲悉并處理相應的突發(fā)事件，確保后續(xù)頂升施工能夠順利進行，同時還應對頂升過程中的各項作用力和千斤頂?shù)某休d力數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，對下一步頂升工作提供數(shù)據(jù)支持。在頂升過程中，實際頂升力不能超出預設頂升力的5%，否則應及時暫停頂升施工，對實際頂升施工情況進行重新評估。在橋梁的頂升過程中，對位移數(shù)據(jù)的監(jiān)控也是十分必要的，要根據(jù)位移傳感器的數(shù)據(jù)反饋檢測橋臺位處出現(xiàn)的偏差，便于進行及時處置。在實際的頂升過程中，位移傳感器對于施工現(xiàn)場的變化檢測起到很大的作用，在施工過程中也對位移檢測進行了多次的優(yōu)化與改革，對頂升施工的質量提升帶來了很大的貢獻。

3.8 臨時支撐墊塊的放置

在橋梁每次完成頂升操作后都應將鋼板與預制墊塊結構及時塞入，有效保護支撐的質量與性能。臨時支撐面積滿足施工標準則可以提高承載性能，荷載性能達標則預示著運行標準建立。在安裝臨時支撐地下部的過程中，臺帽的連接一定要得到穩(wěn)定保障，上側與梁體也保持連接的穩(wěn)定性，此時可以有效消除回落現(xiàn)象的出現(xiàn)。臨時支撐墊塊是采用鋼筋混凝土進行預制的形式，墊塊兩側有鋼筋材料的預留，便于完成整體結構的拼接，在制備墊塊時要注意保證墊塊的寬度及位置精度滿足施工技術要求。

3.9 臺帽接高

在落梁到達指定坐標后，臺帽需要與接高部位進行鋼筋綁扎、模板設置以及澆筑等施工工序，為了確保鋼筋網(wǎng)片的施工質量，墊石與臺帽形成整體的組合結構，并需要完成頂部的鑿毛處理，確保整體結構達到工程應用技術標準。

4 頂升施工的注意事項

4.1 地基持力層要滿足承載要求

為了確保整體頂升施工的順利開展，地基的持力層需要滿足相應的承載性能，將變形控制在允許范圍內，保證支架位移以及穩(wěn)定性滿足施工要求。在橋梁的加固施工標準中，地基的持力層在整體頂升施工過程中必須得到嚴格控制。持力層的承載性能如果出現(xiàn)不合格情況會直接導致頂升過程出現(xiàn)垮塌事故，對施工人員的生命財產(chǎn)安全造成嚴重影響。通過對橋梁加固標準和加固環(huán)節(jié)的綜合考慮，在頂升施工的過程中，地基持力層的承載力是必須滿足施工規(guī)范的，提升頂升施工的總體質量以及生產(chǎn)效益。

4.2 千斤頂噸位合理預估

千斤頂在頂升施工中，額定噸位必須在實際方案要求的噸位兩倍以上。千斤頂在被應用到正式頂升作業(yè)前，必須進行頂升行程及壓力泵工作狀態(tài)的調試，使千斤頂能夠以穩(wěn)定準確的狀態(tài)投入頂升施工當中，促進頂升作業(yè)的穩(wěn)定可靠性。考慮到千斤頂在實際頂升環(huán)節(jié)的應用穩(wěn)定性，千斤頂?shù)膰嵨粦玫竭m當擴大以確保頂升工作的執(zhí)行效果，以充足的頂升力為頂升施工環(huán)節(jié)的運行提供助力。

4.3 頂升過程注意統(tǒng)一協(xié)調

頂升施工在實際的開展中還需要對各個工作環(huán)節(jié)完成施工流程的協(xié)調統(tǒng)一，設立專職人員完成現(xiàn)場的整體監(jiān)控工作，對橋板的施工狀態(tài)進行及時詳細的了解，確保所有的異常狀況都能在最短時間內得到高效的處理。頂升作業(yè)在現(xiàn)場施工中必須由專人進行監(jiān)控管理工作，保證橋面和橋板結構在施工過程中的協(xié)調一致，謹防由于部分工作不同步造成的斷裂損壞。另外，橋板結構的變化情況也需要設置專人進行監(jiān)測，將橋板結構發(fā)生的一系列變化以及客觀判斷及時傳達到指揮中心，提前糾正由于頂升過快或位移過大造成的相關影響，保持橋梁結構的整體穩(wěn)定性。在整個施工過程中，要由專人對施工的整個過程實施整體監(jiān)控，從而保障整體施工進度高效率、高質量地完成。

5 結語

總的來說，在橋梁工程項目施工的過程當中，多跨截柱整體頂升施工技術的應用，可以給橋梁工程項目的開展奠定良好基礎，對提升橋梁項目的建設質量以及穩(wěn)定性都有著重要的幫助。因此，在后續(xù)工程項目開展階段要明確多跨截柱整體頂升技術的施工標準，做好技術方案的優(yōu)化，并且在施工環(huán)節(jié)要對機械設備進行調試，且做好相關施工過程的質量以及安全管理，如此才能為橋梁項目的建設奠定良好基礎。