橋梁支座更換同步頂升技術的應用

盧文華

（撫州市城市建設集團有限公司，江西撫州 344000）

0 引言

經過對目前我國橋梁使用情況展開分析發現，有一些橋梁出現支座老化、脫空、損壞等病害，有些橋梁因為交通通行量過大、超載數量過多而引起的基礎沉降的問題，高程發生較大的位移變化，導致結構性能不合格，容易引發嚴重的安全事故。對于這些問題來說，一般會根據橋梁改擴建工程的需要進行支座更換，但是維修時間較長，施工成本也比較高，還會造成結構損壞加劇的情況。而橋梁同步頂升技術可以實現局部的同步位移頂升，及時更換復雜的支座結構，為橋梁支座更換提供更好的支持。隨著現代科學技術的全面發展，橋梁同步頂升技術水平不斷提升，施工技術更加科學、合理，安全性也在得到提升，使用范圍不斷擴大。

1 同步頂升技術工作原理

同步頂升技術主要是通過分流器將一個泵站內的流量分配給多個工作的油缸，每一個油缸按照控制信號進行頂升，通過調節千斤頂的頂推力和速度實現各個部位的同步頂升作業，達到現場施工要求。同步頂升技術施工過程中，使用的是分布式液壓控制系統，進行建筑物結構的頂升作業，可以實現集中操作、分散設置、同步升降、實時監控等效果，完全可以滿足系統的工作需要，提高工作效率和質量。

2 工程概況

某橋梁項目長度為75.13m，采用的是鋼筋混凝土T 梁單線橋的結構形式，根據需要應用現澆鋼筋濕接縫的方法，組合形成整體結構。在該橋梁項目中，每一榀的結構設置為3 個支座，應用的是雙曲面鋼支座的結構形式，完全符合橋梁結構的支撐工作需要。橋梁投入運營超過30 年時間，多年使用之下出現很多的病害，橋梁支座結構的銹蝕比較嚴重，墊板翹曲的情況比較嚴重，必須進行支座更換才能滿足當前使用標準。此外，對橋梁現場展開全面調查，發現其主跨公路項目，梁底和地面有6m 的間距，同時墩臺面較小，為了能夠使操作空間達到要求，現采用50t 千斤頂同步頂升作業，高度為10m，然后進行支座更換，滿足使用要求[1]。

3 橋梁支座更換同步頂升技術應用

3.1 頂升施工基本要求

頂升施工開始之前，組織專業技術人員對現場的橋梁上下結構部分進行全面檢測，制訂符合現場施工需要的頂升施工方案，避免給橋梁結構造成嚴重損壞。橋梁同步頂升現場施工難度較大，安全隱患比較多，所以需要加強現場控制，保證每個部分都能順利實施，提高橋梁頂層施工的效果。

3.2 總體施工安排

此次橋梁項目總計包含16 跨連續箱梁，最高部位有6.25m 高，坡度尺寸較大，為了讓現場頂升作業順利實施，達到系統運行穩定性標準，選擇合適的鋼管材料作為反力基礎使用，且在搭設前進行混凝土基礎制作，滿足現場施工作業的需要。頂升過程中嚴格執行工藝方案，現場各個環節都要進行監督管控，提高現場施工的效果和質量，預防產生質量問題。

3.3 安裝操作系統

液壓同步頂升技術在正常工作過程中，操作系統對于整個施工的效果和安全有著直接影響。在此次工程項目中選擇使用的是美國的PLC 計算機控制液壓同步頂升技術，該系統由高精度的位移傳感器和壓力傳感器實現系統運行參數的全面掌握，達到頂升參數的有效控制，每個部位都能夠進行同步頂升作業，并且通過監測液壓缸的壓力、位移等參數實現動態化的調整，滿足現場施工標準要求。在現場施工中使用的千斤頂具備自鎖功能，在油路發生故障的情況下，能夠保證液壓千斤頂不會下降，確保現場施工的安全性。

3.4 橋梁頂升關鍵技術

根據現場調查結論，確定最佳的同步頂升方案，保證現場施工順利進行。在同步頂升過程中，應該有完善的支撐結構措施，不會影響結構正常使用，確保功能性合格，達到現場安全性的標準。在頂升過程中，加強頂升速度的控制，避免速度過快而出現結構變形或者安全事故。

3.4.1 反力基礎

反力基礎加強尺寸設計，該項目設計為4m×3m×1.2m，承臺和地面有10cm 的間距，基礎使用混凝土基礎形式，材料為C15 等級，并進行鑿毛處理，達到連接效果的要求。

3.4.2 支撐體系

選擇使用609 鋼管制作基礎結構，每個橋墩布置6組鋼管，使用標準管段施工。各個結構部件使用螺栓連接，提升結構的穩定性，水平連接應用槽鋼，結構穩固性好。

3.4.3 頂升限位

為了預防在頂升環節產生偏移的問題，使用限位裝置進行控制。限位支架的性能合格，且具備足夠的剛度性能。在橫、縱方向的限位施工中，在橋臺梁縫部位上設置四條方木，并且進行卡滯處理[2]。

3.4.4 試頂升

全部準備工作結束后，及時進行試頂升作業，速度在1cm/min 以內，高度不超過2cm。頂升到規定部位上，保持10min 的時間，觀察各個點位以及設備的工作狀態，對于異常現象立即采取處理措施，不會影響后續施工。

3.4.5 正式頂升

此次橋梁項目選用盆式支架的結構形式，以取出支架為合格標準，頂升高度盡量不要超過9cm，保持足夠的空間。如果該尺寸不能滿足施工要求，應及時作出改進和調整，但是要保證現場的安全性。

3.4.6 頂升抄墊

橋梁頂升一個行程后，及時使用鋼板抄墊處理，以免發生安全事故。因為該橋梁的坡度比較大，所以頂升階段應該結合現場的設計需要，制作符合要求的鋼板抄墊結構，下部設置卡槽結構，與橋梁結構完美契合，達到使用要求，預防發生結構損壞或者不穩定的情況。

4 橋梁支座頂升更換施工

4.1 支座拆除

對需要更換的橋梁支座進行確認和檢查，現場做好支座位置、編號、病害的記錄工作，并且需要拍照記錄。頂層工作開始之前，對支座位置上的墩頂和箱梁底部凈高度以及梁底標高進行檢測，作為回落狀態的依據。如果原橋梁中的支座結構螺栓已經完全銹蝕，先用鋼絲刷進行除銹處理，然后涂抹一層潤滑油，再將螺栓全面鑿除，然后埋入新螺栓。箱梁頂升到規定部位之后，使用薄鋼板作為臨時支撐，確保底部的連接緊密性，達到支撐的穩定性，不會出現下落的情況。

4.2 支座安裝

支座安裝現場施工過程中，應該保證清潔性要求，不會發生風吹雨淋的情況，并且不能和酸、堿、油等有機溶劑接觸，與熱源有超過1m 的距離。在舊支座全面拆除之后，上下鋼電板進行全面打磨處理，并且清掃殘余的雜質，然后進行表面找平施工。支座安裝環節，沿著橋梁方向進行中心線的檢測和確定，保證支座安裝的位置精度合格，不會影響結構的性能。

4.3 落梁

對支座進行更換之后，需要保持原來的工作狀態，梁體放入規定部位后檢查支座上下鋼板以及梁底結構是否緊密貼合，應該保證連接的效果合格，不會影響施工效果。如果現場存在偏心受壓不均勻支撐或者脫空的問題，要重新進行頂升處理，然后對現場的結構進行微調。支座全部安裝完成之后，調整千斤頂進行回落，保證操作的速度處于合理范圍內，不會給梁體結構的性能和質量造成任何影響[3]。

5 橋梁支座更換同步頂升施工監測

頂升階段進行動態化管控，尤其是要進行縱橫向的偏差以及支撐點位移的監測，使整體結構的形態都符合要求，受力處于合理范圍內。為了使現場施工達到安全性的要求，最好組織第三方單位進行現場的安全監測。

5.1 頂升施工監測

橋梁現場施工過程中，加強技術監測工作，主要是從平動、轉動、傾斜以及結構應力等方面。安全監測主要是進行頂升設備的監測，還要對現場的氣象條件信息進行全面掌握，每個因素都要進行綜合性的分析，避免任何因素導致的工程安全性事故發生。同步頂升的環節對于力位移參數進行全面監測，尤其是頂升降落的精度必須符合工藝方案的要求，不會引發嚴重的質量問題或者結構損壞。此次工程項目中主要是針對墻面高層箱梁縱橫向位移頂升支架的變形等情況進行監測。

5.2 箱梁體應力監測

在橋梁頂升環節，支座部位是最大彎矩發生的位置，所以每一塊都要在支座周邊進行截面的應力監測。此次工程施工扭矩在梁體形成的內力主要是通過測點來進行主應力的分析，其設置和下梁軸線保持45°夾角[4]。

6 支座安裝過程中存在的問題及對應解決措施

6.1 預制梁底問題

因為有些工程在模板施工中沒有嚴格執行規范化、標準化的要求，造成結構的尺寸和強度性能不合格，極大地影響橋梁工程的正常使用。對于這種問題來說，需要加強模板施工的控制，保證預制梁底結構的尺寸和性能合格。如果在橋梁工程項目施工中采用的是竹膠板，結構平整度相對較差，各個部位的預制梁參數都不能達到精準性的要求，無法滿足最終的施工效果。因此，施工單位要選擇使用鋼模板形式，表面的平整度達到標準要求，結構尺寸也完全符合設計方案，不會給工程的施工效果帶來任何影響。現場施工過程中，需要加強預制梁結構的施工質量和管理控制，不會給結構施工造成任何影響。與此同時，還要對鋼模板的表面平整度以及剛度性能進行檢測，各個結構性能都要達到工程標準，確保現場施工穩定進行。

鋼模板在施工過程中，倘若現場操作不規范、不標準，容易導致鋼模板發生銹蝕、結構損壞的情況，不僅影響后續施工，還會給工程結構的質量、性能帶來很大影響。在這種情況下，需要加強施工質量管理，每個部件的尺寸、質量都符合工程要求，保證不會影響現場橋梁施工[5]。

在橋梁工程中選擇使用橡膠支座結構形式，沒有進行預埋鋼板施工，容易導致結構強度性能不合格，對于后續的正常使用帶來很大影響。對于該問題來說，需要使用同步頂升技術將梁體結構頂升，之后在該位置上進行梁底位置的混凝土鑿毛處理。最后在預埋和橡膠支座配套的位置上進行不銹鋼板的安裝施工，確保結構的性能合格，混凝土現場澆筑過程中，保證結構的性能和質量合格，預防給整個工程結構性能帶來負面影響。

6.2 支座墊石問題

支座墊石在施工中存在規范化較差的情況，這是比較容易出現的質量問題，對整個橋梁支座的施工會造成很大影響。墊石的頂部容易出現平整度不合格的問題，結構尺寸也會發生較大偏差，對結構的性能和質量產生不利影響。在墊石結構現場施工中，嚴格執行安全建設標準，應該在內部設置鋼筋網，以達到整體性能要求。為了有效預防發生墊石結構損壞的問題，需要在現場采取必要的保護措施，特別是一些尺寸較小的墊石材料，通過使用環氧砂漿的方式處理。

在施工環節，若支座墊石安裝不平穩就會給后續工程開展造成影響，所以在橋梁支座安裝前嚴格根據工程的要求進行找平處理，提高結構的尺寸、性能標準，不會給最終的施工效果帶來任何影響。找平作業環節，應用環氧砂漿對墊石頂面展開處理，達到平整性標準，預防給現場施工作業造成嚴重的不利影響。

6.3 千斤頂安裝問題

千斤頂安裝工作開始之前，需要對結構部件以及整體的性能進行全面檢查，確保千斤頂設備符合現場施工需要，不會影響施工效果，頂升力完全符合標準要求。同時，還要檢測千斤頂的頂升速率，各個結構的千斤頂頂升速度偏差在1mm 以內。在安裝工作開始之前對千斤頂密封情況進行檢測，達到良好的密封性狀態。

上述各項準備工作結束之后，千斤頂設備要同步啟動，并且進行試驗頂升作業，檢測頂升的效果。之后需要對整個系統進行全面檢查，確保頂升和下落作業都符合工程要求。卸載工作結束后，還要對千斤頂設備的上下鋼板進行監測，發現是否存在變形問題，如有必要，應該進行鋼板厚度的調節，這樣可以滿足現場頂升施工的要求。查看千斤頂下部的結構物，分析是否會影響頂升施工效果。

7 結語

橋梁在投入使用后，易發生橋梁支座損壞的問題，對于整個橋梁的運行都產生嚴重影響，甚至會引發較大的安全事故發生。在這種情況下，需要進行橋梁支座的更換，目前主要是采用同步頂升技術，應用先進技術設備進行現場頂升作業的控制，達到各個部位的頂升精度的要求，提高同步頂升的效果，現場施工可以順利進行。同時，組織現場技術人員對頂升作業過程中的各個環節進行全面檢測，掌握現場施工的具體情況，并且采取有效控制措施，確保橋梁支座更換順利進行，提高橋梁運行的安全性，滿足當前交通工程通行的安全性和穩定性要求。