某簡支板橋縱抬梁頂升設(shè)計與施工

李達(dá)宏

（南昌市城市規(guī)劃設(shè)計研究總院，江西南昌 330038）

0 前言

南昌市昌東大道改造工程為道路路面改造及加寬工程，道路縱斷面以現(xiàn)有路面標(biāo)高為基準(zhǔn)，處治現(xiàn)有各類路面病害后，路面設(shè)計標(biāo)高整體抬高路面補(bǔ)強(qiáng)厚度，這樣使橋面標(biāo)高相應(yīng)普遍抬高30 cm左右，改造路段范圍共涉及三座橋梁需要改造，其中為一座單跨10 m和兩座單跨16 m橋梁，均為先張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支板橋。

舊橋改造通常有兩種方法：一種就是簡單的拆除老橋重建；另一種則是改造老橋，盡可能多的利用老橋。昌東大道建成于20世紀(jì)初，采用前者則資源浪費及社會影響較大，而后者工程造價較少，且社會效益顯著，因此采用后者，對老橋進(jìn)行整體頂升至改造后路面標(biāo)高，加高橋臺臺帽，同時對老橋病害進(jìn)行加固處理，使橋梁處于安全的使用狀態(tài)。

1 頂升設(shè)計

橋梁頂升常規(guī)施工工藝通常是在橋下利用老橋墩臺或另設(shè)承重支架，采用液壓同步頂升將上部結(jié)構(gòu)頂起。這種施工方法對橋下支架及基礎(chǔ)要求較嚴(yán)。而昌東大道改造的施工季節(jié)正是南昌市的雨季，橋下水位較高，且無法采用圍堰導(dǎo)流，因此提出在橋面頂升的頂升方法即縱抬梁頂升法?？v抬梁頂升法是通過鋼軌及螺桿并抄墊枕木將預(yù)制空心板橫向鎖住，再由縱向鋼軌將梁體加長至臺帽設(shè)置千斤頂處，最后通過千斤頂將板梁整體頂升。

1.1 計算分析

下面以單跨16 m簡支板橋進(jìn)行受力分析，確定千斤頂布置及頂力大小。為了減少篇幅，本文僅做定性分析?？v抬梁頂升的受力簡圖如圖1所示。

由圖1可得知加長梁體跨中彎矩M加=M加恒+M加施，M加恒為加長梁體預(yù)制板及鋼軌等自重下跨中彎矩，M加施為加長梁體施工可能臨時荷載產(chǎn)生的跨中彎矩。老橋跨中彎矩M0=M0恒+M0活，M0恒為老橋恒載下跨中彎矩，M0活為老橋汽車及人群荷載產(chǎn)生的跨中彎矩。因此要使橋梁安全頂升必須M加≤λM0,λ為安全系數(shù)。通過試算，本橋ΔL取120 cm，橋梁頂升裝置的布置及結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)均處于較合理狀態(tài)。同時還應(yīng)驗算橋梁抗剪及頂升裝置等。

1.2 頂力確定

千斤頂頂力大小則取橋梁及頂升裝置恒載，得到初始千斤頂頂力。頂升過程中應(yīng)試頂逐級加載，直至將梁體頂起，確定最終頂力。

頂升系統(tǒng)布置見圖2、圖3。

2 頂升施工

2.1 橋梁頂升工藝

在采用傳統(tǒng)的頂升工藝時，往往由于荷載的差異和設(shè)備的局限，無法根本消除油缸不同步對頂升構(gòu)件造成的附加應(yīng)力影響，從而引起失效，具有極大的安全隱患。PLC控制液壓同步頂升是一種力和位移綜合控制的頂升方法，這種力和位移綜合控制方法，建立在力和位移雙閉環(huán)的控制基礎(chǔ)上。通過稱重的方法由液壓千斤頂精確地按照橋梁的實際荷重，平穩(wěn)地頂舉橋梁，使頂升過程中橋梁受到的附加應(yīng)力下降至最低，同時液壓千斤頂根據(jù)分布位置分組，與相應(yīng)的位移傳感器（光柵尺）組成位置閉環(huán)，以便控制橋梁頂升的位移和姿態(tài)，同步精度為±2.0 mm，這樣就可以很好的保證頂升過程的同步性，確保頂升時板梁結(jié)構(gòu)安全。

2.2 施工工序

（1）鑿除現(xiàn)狀橋面的橋面鋪裝、現(xiàn)澆層及欄桿，拆除原橋伸縮縫。

（2）千斤頂系統(tǒng)及臨時支座設(shè)施的布設(shè)。

（3）梁體各個控制部位設(shè)置固定標(biāo)記，以實時確定梁體的空間位置。

（4）安裝橫向、縱向限位裝置。千斤頂采用7臺100 t同步液壓千斤頂單頭施工。在千斤頂頂部加設(shè)剛性橫梁，保證橫向板底受力均勻一致。

（5）預(yù)頂：正式頂升前必須進(jìn)行預(yù)頂，保證鋼梁、千斤頂?shù)妊b置在穩(wěn)定狀態(tài)下工作。對抱梁、支座傳力系統(tǒng)檢查合格后，即可正式進(jìn)行頂升。預(yù)頂加力須分級緩慢加力，預(yù)頂須消除抱梁、千斤頂?shù)妊b置變形。在支架分配鋼梁施工及加工完成后，進(jìn)行試頂工作，以檢驗支架、頂升設(shè)備等。

（6）分步頂升：保護(hù)頂與主頂須保持同步上升。每步長頂升10～30厚鋼板作為臨時支撐。

a.當(dāng)頂升到1～5 cm時以臨時墊塊替換鋼板。頂升中，千斤頂須緩慢加力。再進(jìn)行第一步階頂升。頂升過程中，注意監(jiān)控梁底及巡視橋面，如果出現(xiàn)裂縫，立即停止頂升，待分析原因并會做出妥善處理后才可以繼續(xù)。頂升過程中采取以下監(jiān)控措施：力監(jiān)控；位移監(jiān)控；橋面高程監(jiān)控。

b.檢查頂升系，合格后進(jìn)行第二步階頂升。第二步階過程與第一步階頂升相同。

c.逐步頂升至設(shè)計高度，頂升過程與前兩步相同。

（7）頂升完畢后，撤下保護(hù)頂，在保護(hù)頂位置設(shè)置臨時支座。

（8）頂升施工完成后即可進(jìn)行臺帽加高施工。

（9）待加高臺帽混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，安裝好支座后，千斤頂分步落梁。

（10）拆除頂升裝置，及保護(hù)裝置。澆筑橋面鋪裝混凝土，更換伸縮縫，安裝橋梁欄桿等。

3 結(jié)語

縱抬梁頂升主要適用于單跨簡支板梁橋頂升，對于多跨以及上部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的單跨橋梁則不適用，因此設(shè)計中，具體工程應(yīng)根據(jù)具體情況選擇適用該工程的頂升方案。