高速公路不斷交通更換連續梁支座施工新技術研究

張永霞

（甘肅省臨夏公路事業發展中心劉家峽公路段，甘肅 臨夏州 731600）

0 引言

伴隨道路交通運輸事業的發展，各種橋式大跨度橋梁不斷涌現，高速公路養護管理迎來嶄新局面，對不斷交通狀態下的連續梁支座更換施工過程提出更高要求。當前形勢下，有必要立足項目實際，密切做好施工過程監測，提升連續梁支座更換施工質量。

1 連續梁支座更換施工技術現狀

高速公路是現代道路交通運輸體系的關鍵構成部分，在保障運輸經濟發展等方面發揮著關鍵作用。在結構構造、動態荷載和材料材質等條件影響下，高速公路連續梁支座會出現多種病害，不僅容易降低整合荷載效果，還不利于保障橋梁使用壽命，需要采取具有專業性的技術方法對支座進行更換施工。近年來，國家相關部門高度重視高速公路連續梁支座更換施工技術的創新應用，在細化完善施工工藝流程、優化施工過程跟蹤監測等方面制定并實施諸多具有導向性的行業規范，為新時期不斷交通狀態下的高效施工提供有效遵循與依據，并破除陳舊技術條件下的諸多難題。同時，工程單位在破除連續梁支座更換施工技術難題方面進行探索，有效引入新材料、新技術和新方法。盡管如此，由于受限于諸多主客觀條件，當前公路連續梁支座更換施工水平尚有較大提升空間，應立足實際，創新方式方法，提升施工質效[1]。

2 高速公路連續梁支座更換施工技術方法

2.1 橋面鋼導梁法

橋面鋼導梁施工的應用需在連續梁的指定位置設置受力支撐點，將梁體結構的荷載區域作為受力支撐面，在起重平車等機械設備作用下，對梁體結構構件進行頂升。通過在頂升梁上綁扎鋼帶、安置鋼梁等方式，使梁體抬升到一定高度，對支座進行更換處理，然后釋放抬升應力。該技術方法具有施工工藝簡便高效，對橋下環境要求較低，并且可以保證高速公路的正常通行狀態，具有較強適用性。但其頂升跨徑通常應控制在有效應力范圍內，需精準驗算頂升局部壓力。

2.2 端部整體頂升法

端部整體頂升法通常以地面為支撐受力面，通過混凝土接頭加固所使用到的頂升裝置，在墩臺兩側建立頂升基礎，頂部配置千斤頂，對梁體結構進行頂升操作。為確保端部整體頂升作業效果，充分確保梁體結構的整體性，有效加固支撐受力面的基礎，使梁兩端能夠實現同步整體頂升，但頂升高度滿足支座更換要求后，方可進行更換處理。對于梁體結構應力相對較大的情況，則可設置傳力桿或橫梁等構件，保證不中斷交通的基本要求[2]。

2.3 鋼套箍法

在高速公路連續梁支座更換要求不斷提高的趨勢下，鋼套箍法在實踐中的應用覆蓋范圍更廣，尤其在梁底空間相對狹小的情況下，該技術方式更是可發揮顯著優勢。在技術方法應用過程中，應充分利用橋梁自身結構，利用鋼套箍等工具載體提高梁體結構的整體荷載性能，并通過卷揚機等設備固定臨時連接兩側的吊籃。一般情況下，鋼套箍法的應用對千斤頂行程距離的要求較低，即便頂升距離有限，依然可滿足支座更換的實際需求。

2.4 氣動頂升法

氣動頂升法在連續梁支座更換中的應用對頂升設備性能具有較高要求，需要在作業前檢驗分析其性能，用集群氣囊替代液壓千斤頂，整個頂升過程更加平穩，不會形成影響頂升效果的沖擊荷載。在氣動頂升法應用中，應先根據高速公路連續梁的客觀實際狀態，制訂詳細可行的頂升作業技術方案，明確每個操作步驟的具體要求，有針對性地避免頂升過程對橋梁構件所造成的損傷。該技術方法采用分布荷載方式，可有效防止集中荷載形成的不良影響[3]。

3 連續梁支座更換施工控制方案分析

3.1 施工準備

施工準備是高速公路連續梁支座更換施工的首要環節，對后續施工作業的有序性具有重要影響。首先，應對施工人員進行必要培訓，使其熟知支座更換施工的基本要求，掌握液壓控制臺等設備的操作方法，提升其安全意識和質量意識。其次，準備性能穩定的機具設備和工程材料，必要情況下應對其綜合性能做出檢測，只有在滿足專業技術標準要求的基礎上，方可投入工藝流程。最后，有效清理施工作業面，做好施工場地布置，合理規劃交通方案，減少對高速公路交通狀態的影響，同時測量箱梁位移及應力變化。

3.2 工作支架搭設

工作支架搭設的過程同時也是構造可靠施工作業環境的過程，應全面勘察高速公路連續梁支座更換施工的基本環境，采用符合行業標準規范的腳手架鋼管和扣件等搭設平臺，確?？v向立桿間距和橫向立桿間距等參數符合要求。

在腳手板鋪設中，應采用特定厚度、長度和寬度的板材，盡量做到排列有序，且鋪滿整個作業面。工作支架搭設完成后，應檢驗其整體穩定性，在左右兩側設抱角斜撐，以增強其抵御外來應力的綜合能力。需要準確校核工作支架荷載的各項技術參數，按照要求，連接固定斜撐與橋墩。

3.3 頂升千斤頂安裝與應力控制

在當前技術條件下，高速公路連續梁支座更換施工作業環境復雜不一，需要科學使用頂升千斤頂等裝置對梁體結構進行頂升，以便有針對性地消解箱梁重量形成附加應力，確保頂升效果。因此，頂升千斤頂的安裝應盡量與橋墩頂面保持相對平衡狀態，使用強度和剛度條件符合要求的鋼板填滿千斤頂與箱梁之間的全部間隙，防止存在間隙影響作業安全。準確采集與控制梁體結構構件的位移和應力，以此為基礎調整頂升壓力，使其偏差幅度始終保持在有效范圍內。起頂位移控制用百分表安放在靠近主梁的橫隔梁根部，每片梁安裝一個百分表。根據具體技術需求，在連續梁構件的特定位置配置應變感應器，實時監測千斤頂狀態。

3.4 頂升施工控制

首先，應進行試頂操作，以觀察連續梁可承載能力，并檢查橋墩強度，確保千斤頂可操作性。頂升施工控制需要有效控制頂升應力，準確讀取油壓等數據，并根據頂升力量強度變化調整供油油量。其次，在頂升穩定狀態形成后，應讀取相應參數，觀察千斤頂、連續梁、橋墩和支座的實際狀態，排除潛在干擾因素影響。在該基礎上，采用分級頂升作業方式，循序加大頂升應力，并根據連續梁扭轉剛度條件，估算不同頂升應力下的連續梁頂升狀態。安排專人負責觀察墩臺和支座的變化狀況，及時識別控制偏移或裂縫等問題。在頂升梁體更換支座過程中，為避免在橋臺及橋墩分聯處的起頂對固結墩處主梁造成損壞，在起頂前，需要先預估起頂量。整個頂升過程中，施工人員均須認真觀察主梁、橋面及附屬設施，如有異常立即停止頂升。

3.5 支座更換

在連續梁頂升到位后，應全部拆除連續梁原有支座。根據施工技術方案要求，施工專業機具拆除原有支座，并徹底清理附著臺帽表面的灰塵等附著物，改善后續施工作業環境。按照技術規范要求，鑿深處理橋墩頂面，鑿深通?？刂圃?5～20mm 為宜。將需要安裝的新支座運送至指定區域，進行重新安裝作業。使用不同厚度的鋼板對支座底面進行填塞處理，消除空隙，增強剛度條件。需要調整支座表面標高與原支座頂面標高，以保證高速公路橋梁平整度，最后使用工程用結構膠將支座與橋墩頂面進行黏結[4]。

3.6 落梁施工控制

在上述施工作業步驟完成后，可進行落梁施工。為保證落梁時的梁體平衡，通常可采用分級回油落梁方法，確保每級落梁的高度與每級頂升高度相同，一般為3～6mm，初次更換支座時每級3mm，有經驗后可逐漸加大?？v觀以往高速公路連續梁支座更換施工實際，普遍存在落梁施工控制不到位等問題，落梁誤差得不到有效控制，尤其在后期不均勻沉降等影響下，更容易出現橫向位移誤差。對此，應充分考量影響連續梁受力荷載狀態的潛在因素，做好應力指標技術控制。另外，需布設測試儀器及傳感器連接導線，聯機調試儀器，檢查各個應變計，確保電路暢通，并處于良好的工作狀態。

4 連續梁支座更換施工動力監控系統研究

4.1 動力監控系統需求

連續梁支座更換施工中動力監控的實施應充分考慮連續梁結構形式，針對截面狀態的差異，設定行之有效的動力監控系統，為機具設備配置、頂升過程與應力控制等提供有效參考。以分散布置的連續梁結構為例，其構件的整體強度相對較大，需要應用更高的頂升應力進行作業，執行機構的液壓缸必須具有穩定性能。因此，動力監控系統可將液壓缸的受力狀態作為重點，選擇具有代表性的監控技術參數，有效采集液壓缸的受力參數，然后根據梁體結構形變狀態，選擇頂升點，確定最優監控效果。需要根據所采集到的施工動力監控數據，隨時調整頂升過程與支座更換過程，避免梁體結構構件形變過大而形成反作用力。

4.2 液壓（或氣動）動力系統

對于電液比例控制液壓系統而言，應按照連續梁支座更換施工的基本要求，設定動力系統監控體系，構建形成頂升過程閉環控制機制，將控制精度保持在合理范圍內。需配置性能穩定的監測裝置，以連續性的方式采集頂升數據信息，并比對分析其實際值與目標值，當二者偏差幅度超出額定值時，則形成預警，輔助調整頂升狀態優化。對于氣動動力系統而言，則應充分考量連續梁頂升的平穩性和安全性，采用流量控制元件控制連續梁支座的位移幅度。實時控制氣動動力下的氣囊集群負載均衡狀態，通過優化氣閥和空壓機的工作狀態調整空氣分配器效能。在橋墩設置位移觀測測點，觀測固結墩的位移變化，在橋面伸縮縫處設置兩個位移觀測測點，觀測橋面伸縮縫處的位移變化。

4.3 分布式監測控制系統

現代軟件技術的創新發展與實踐應用，為新時期連續梁支座更換施工中分布式監測控制系統的構建提供更為靈活的工具載體，使傳統技術條件下難以實現的監測控制效果更具實現可能。因此，可搭建基于計算機技術與軟件技術的分布式監測控制系統平臺，集中統一監測、管理和控制相對分散的頂升數據信息，以參數化的方式調整優化支座更換所形成的各項應力。上述過程可采用集中控制和分散控制兩種不同方式，但二者在適用條件與監測控制效果方面存在一定差異，需結合高速公路實際現狀予以綜合設定。在操作員和現場控制站之間建立系統網絡，在相應監測規則下協同開展施工，以提高支座更換過程平穩性。

4.4 人工同步控制策略

技術人員在高速公路連續梁支座更換施工中始終扮演著重要角色，同樣也是人工同步控制策略的直接實施者與操作者，其專業水平與技能的高低直接關系到連續梁支座更換施工效果?，F狀表明，通過采用科學合理的方法策略，優化提升人工同步控制模式，可在多個維度范圍內保障頂升作業安全性，優化控制各類閥件，滿足高標準、高要求的支座更換施工技術要求。在理論層面，可采用數列預測、區間預測和系統預測等方法，構建人工同步控制模型，將整個頂升過程細化分解為預頂、稱重、頂升、持荷和負載下降等多個環節，形成完整有序的支座更換施工流程，保證更換施工信息準確無誤。

4.5 連續梁抗扭反力驗算

不斷交通狀態下的連續梁支座更換施工會使連續梁產生一定的扭矩反力，且在不同截面范圍下會存在不同應力狀態表現。對此，可建立空間有限元模型，直觀模擬連續梁結構構件的應力負荷狀態，計算支座不同位置支點的應力條件，若應力數值偏低，則可對支點單元進行加密處理，以形成邊界條件約束，防止連續梁支座施工中出現偏載作用。計算固結墩處主梁可能產生的下緣拉應力值，其拉應力值應小于該標號混凝土的允許拉應力值，并作為起頂過程的控制值。連續梁混凝土彈性模量、收縮徐變和自重誤差等均會對連續梁支座施工產生影響，為降低影響范圍，提高頂升強度等技術參數有效性，可對相關參數進行敏感性分析，分析復雜荷載條件下的安全系數和控制指標，為調整頂升力和頂升位移等提供依據[5]。

5 結語

綜上所述，受技術方法、施工過程與現場管理等要素影響，當前高速公路連續梁支座更換施工實踐中依然存在諸多短板與不足，束縛著其整體施工成效的優化提升。因此，技術人員應摒棄傳統陳舊施工模式的束縛，強化對連續梁支座更換施工全過程的監測分析，有效引入智能化施工理念，配置性能穩定的頂升作業機械設備，并有序做好更換施工現場管理，提高作業人員實操技能，為提升連續梁支座更換質量奠定基礎，進而提升橋梁安全運營水平，為延長高速公路使用壽命創造良好條件。