同步顶升技术在广三高速扩建工程中的应用

陈晓东

（惠深（盐田）高速公路惠州有限公司，广东 惠州 516008）

同步顶升技术在广三高速扩建工程中的应用

陈晓东

（惠深（盐田）高速公路惠州有限公司，广东 惠州 516008）

摘 要：本文以佛山广三高速公路健力宝大桥旧桥改造工程为例，介绍了桥梁同步顶升的设备、施工工艺，并具体阐述了同步顶升过程中的施工控制要点和监测方案，为该技术在今后桥梁工程中的应用积累了宝贵经验。

关键词：同步顶升；扩建工程；应用

健力宝立交桥为广三高速公路扩建工程中的一座大桥，为跨越南丰大道而设，与南丰大道正交布置。该桥旧桥修建于1993年，旧桥为4×20+13.21+20+13 .21+5×20+3×17.55+7×20m大桥，上部结构为预应力混凝土预制空心板，下部结构桥墩为桩柱式桥墩，重力式桥台。旧桥经交通部公路工程检测中心于2006 年9月检测，检测评定为3类桥梁。根据道路总体方案，需在旧桥两侧拼宽两座新梁，新建桥梁跨径布置与旧桥相同。本桥位于直线上，每侧桥梁拼宽宽度8.76m。新桥中板与旧桥边板凿除挑臂后采用大铰缝连接，新旧桥连接处桥面铺装内采用钢筋加强。根据施工图审查意见，桥梁拓宽后需维持旧桥净空，旧桥需进行顶升。

1 桥梁同步顶升更换支座

1.1 顶升施工设备的选用

1.1.1 顶升施工设备有超薄液压千斤顶、电动高压油泵、同步分配阀、高压油管、顶升计算机控制界面等。支座顶升选用一台电动泵站，多个分配器及调速截止阀和特殊的薄型油缸可实现基本的同步提升功能。

图1 直接顶升梁板方式示意图

1.1.2 对桥梁进行称重

根据对设计施工图纸初步受力分析，确定荷载的大致分布，按荷载的分布计算各千斤顶的理论负载油压设定千斤顶的初始油压，采用逐级加载的方式进行称重。初始值按50%和在加压，按10%的荷载逐级加压，根据各顶升点产生的实际位移量，来确定出各顶升点的荷载是否分布均匀，从而有主控人员来确定对各千斤顶油压的调节使各顶升点位移量相对平均，从而保证顶升过程的同步进行。当整个桥梁的顶升高度在5mm～10mm时，即整个桥梁处于悬浮状态，就证明各顶升点处的荷载与该千斤顶的负载值相一致。在此基础上是顶升1-2cm以确定是否可以以该测定值进行顶升，该千斤顶的油压值，就是我们最终的称重结果。根据所测得的油压值可以计算出桥梁的实际重量：

G桥=Σσ×S/9.8

式中：

σ-千斤顶油压值（MPa）；

S-千斤顶油缸的截面面积（mm2）；

健力宝大桥经验算测定每跨的总重为260t，此重量在试顶升时进行了确认。

1.1.3 健力宝大桥从测量复核的情况来看，需顶升的桥梁顶升高度都较小（不大于15cm），选用50t的超薄型千斤顶，顶升高度分别为2cm、3cm、4cm等，顶升行程为5mm-20mm，该千斤顶配有液压锁，可防止任何形式的系统及管路失压，从而保证负载的有效支撑。

1.2 顶升准备工作

1.2.1 搭设施工平台

健力宝大桥施工前在每根盖梁边搭建施工平台，施工平台与梁底保持1.5m-1.6m的空间，保证操作人员的易操作性，安装护栏，保证人员的安全操作，并将盖梁表面的杂物清理干净。

1.2.2 支撑点处局部加强

加强顶升支撑区域，为避免应力集中现象，可以采用厚钢板垫块，以分散应力。

1.2.3 千斤顶数量

根据支撑反力，计算每片T梁端部需要配置的千斤顶数量，每条盖梁上共放置24个千斤顶（如图1所示），可以提供1200t的顶升力量，完全满足顶升的需求，另再有多个备用千斤顶，配备2台液压泵站，每次可顶升两跨梁板，以保证桥梁的纵横双向坡度变化不大。

1.2.4 钢垫块临时支撑

根据千斤顶量程和最终顶升的高度，以及桥墩台上可安放的空间位置，确定主梁临时支撑垫块（钢垫板）数量和尺寸。

1.2.5 标高测量

顶升更换支座前，对原桥面标高进行测量，作为落梁后标高控制依据。

1.2.6 安装顶升设备及千斤顶

安装好油泵、分配阀及千斤顶等，为了保证盖梁千斤顶顶升量一致，采用一台油泵控制一个盖梁上的所有千斤顶，达到千斤顶的同步顶升。

1.3 试顶升

千斤顶安装完毕，即可开始试顶，试顶主要是为了使千斤顶达到同步状态，在主梁未正式顶起时即可停止，并停放一定时间进行观察无任何变化后才能开始整体顶升。

试顶升时，检查各点受力情况，同时检查盖梁布置的各百分表数值情况；试顶升1mm，检查各点误差情况，塞放临时支撑，对油泵锁定液控阀，保持油缸压力不变，并持荷观察。

1.4 分级同步顶升

在试顶升无变化后进行正式鼎盛施工，按预设荷载进行加载顶升，观察各个位置的变化，每次顶升高度约5mm，测量好顶升高度后，如未够高度的，先用钢板临时支撑，后将千斤顶卸载，更换顶升高度更大的千斤顶，重新顶升到设计要求高度，将预先计算好的垫板放好，支座及垫板要放平，不能有脱空现象，顶升过程中如出现不正常的变化，应立刻停止，排查问题后方能继续进行施工。

1.5 更换支座

1.5.1 临时支撑、撤出旧支座

梁体顶升到位，将原支座取出后，仔细检查安放支座处的支座垫块、梁体底面，是否有严重的混凝土破损、脱落情况，对存在缺陷部位采用环氧结构胶将支座垫块和板梁底面进行找平处理。

1.5.2 增设调平钢板

为了避免支座更换之后局部脱空，在旧支座取出后对梁底进行调平处理，措施如下：

① 在T梁或空心板底面增设调平钢板；

② 梁底新设置的钢板底面应水平，以保证与支座顶面密贴，不能出现缝隙或局部承压现象；

③ 为保证支座水平，新增设的钢板与T梁腹板或空心板底面间用结构胶填充，其间不能有任何空隙，避免钢板局部承压；

④ 支座更换之前，准确测量支座处各片主梁的梁底标高，支座更换完毕且完全落梁后，该处梁底现有标高必须与原标高间误差控制在±1mm以内。

1.5.3 落梁

当调平钢板及新支座安装完成后，即可进行落梁复位作业。各千斤顶同步回油、落梁。落梁过程要保持梁体整体平衡，同步整体落梁按照顶升逆向过程进行，分级进行，直到梁体落实为止。

落梁后，检查调平钢板是否水平、钢板与支座是否密贴、支座四周是否异常，如果存在脱空、钢板不水平现象或其他异常问题，则返工重新调整，直到合格为止。

2 同步顶升施工控制

2.1 顶升高度控制

① 支座更换仅仅是更换板式橡胶支座，因此顶升高度的控制原则为：旧支座脱空、能取出，新支座能顺利安装为宜，且不可超出顶升控制高度。

② 同步顶升的最大高度控制在10mm以内，但同一墩台上的支座间顶升高差应控制在1mm以内。

2.2 落梁控制

为了保证梁体调平质量，落梁分两个阶段进行：

① 第一阶段落梁至预定标高，该标高（HI）为梁底顶升前高程（HO）加上新支座的压缩量（△h），即HI=HO+△h；

② 第二阶段落梁在梁底调平材料（结构胶）固化后进行，落梁至原有标高处。

3 同步顶升施工监测

3.1 布置测点

桥梁顶升过程中通过梁底标高观测来控制顶升高度与各组千斤顶间的同步性，主要监测设备为钢板尺、全站仪、水平仪等，精度均为0.1mm。其监测点布置主要以千斤顶分组情况为依据，每组千斤顶布置一组监测人员和监测仪器。

3.2 施工前监测

主要是对各监测点取得各项参数的初值。如观测点坐标情况、标高等。

3.3 整体顶升监测

包括顶升、支撑、落梁等过程的监测。检测内容包括位移监测、桥梁的整体姿态监测等。

4.4 监测部位及监测内容

4.4.1 墩台沉降观测

设置承台沉降观测体系来反映墩台沉降状况，及时作出相应措施。

4.4.2 梁底面标高测量

梁底标高的测量是桥梁顶升过程中最为重要的监测，是控制顶升标高与各组千斤顶间同步性的主要手段。梁底到盖梁顶面距离利用钢板尺测量，并将数据反应到总指挥部，以便实时监测、及时调整各组千斤顶的顶升速度。

4.4.3 梁横向位移观测

实施顶升前，在顶升梁体范围外架设全站仪，在桥面上设置横向位移观测点，顶升过程中随时观测梁体的横向位移情况，并设定预警值5mm，如果梁体横向位移接近预警值则立即通知顶升操作人员停止顶升，分析问题，提出解决方案，正常后方可开始顶升。

4.4.4 梁纵向位移观测

在顶升工程中通过在梁端安置观测点和背墙处安置的纵向限位来观测。纵向限位与梁板端部有较小空隙（3mm），顶升过程中通过观测空隙宽度的变化来监测梁体纵移的情况。

结语

对于城市道路中需要进行技术改造的梁板结构的桥梁，采用同步顶升技术可最大程度的简化施工工序、降低施工难度、节约工程投资、加快施工进度。在以后的应用中不断总结和完善，可以更合理、更科学地运用于桥梁维修加固中，推动市政设施养护事业更快、更好地发展。

参考文献

[1]彭建纲.桥梁支座更换施工技术[J].中国高新技术企业，2010， 150（15）：125-126.

[2]孙晨晴.桥梁支座更换方法研究[J].黑龙江交通科技，2002，140（10）：69-70，73.

中图分类号：U445

文献标识码：A