探析某高速公路縱坡調(diào)整設計中橋梁整體頂升的應用

【摘要】隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的交通事業(yè)得到了長足的發(fā)展。在高速公路建設過程中有時需要對公路縱坡實施調(diào)整，在縱坡調(diào)整設計中應用橋梁整體頂升技術，能夠有效的提高施工的效率，并且對公路本身造成的影響較小。本文就以某高速公路縱坡調(diào)整設計的實例，通過頂升方案的選擇以及設計要點分析，探討橋梁整體頂升在高速公路縱坡調(diào)整設計中的應用。

【關鍵詞】高速公路；同步頂升；縱坡調(diào)整設計；應用；橋梁

橋梁整體頂升法原本是更換橋梁支座的一種技術，首先需要以地面為主要支撐，在橋梁墩臺兩側建立相應的頂升基礎，然后用槽鋼、貝雷梁、螺栓等連接成受力鋼梁，并利用千斤頂?shù)葯C械，實現(xiàn)橋梁兩端同步頂升。這種施工技術對橋下通車造成的影響較小，一般不會中斷交通。但使用這種技術需要具備一定的頂升基礎，并且施工工期一般較長。在高速公路過程中，有時需要對縱坡實施調(diào)整，利用整體頂升法能夠有效的實現(xiàn)，保證調(diào)整的質(zhì)量，是目前高速公路建設中常用的技術之一。

1.工程概況

某高速公路屬于國家重點公路，原本采用BOT建設模式，但由于一些因素未能按期完成，后來經(jīng)過各方面的協(xié)商重新開工建設。但是由于中間停工的時間較長，并且每一段工程施工的進度差別較大。另外，一些路段由于擱置時間長，水穩(wěn)基層以及石灰土底基層出現(xiàn)了松散、開裂、耕植等病害。所以重新開工建設前，需要對水穩(wěn)層以及石灰底基層實施補強措施，并對公路縱坡進行適當?shù)恼{(diào)整。在調(diào)整過程中，由于之前部門項目已經(jīng)完成，包括中小橋、蓋板涵、分離立交橋等。為了避免高速公路施工銜接出現(xiàn)問題，一些橋面需要直接加鋪，而大部分橋梁需要進行頂升處理。

該項工程屬于復建工程，在設計方面需要與業(yè)主單位進行詳細的配合，本身也具有工期緊、設計要求高等特征。該工程項目的特點具體體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）為了保證頂升實現(xiàn)分跨、分聯(lián)，在進行具體施工過程中，需要實現(xiàn)對原有橋梁的裝鋪層實施合理的分隔；（2）施工工期較長，大部分的涵洞、橋梁都需要分期、分段施工，施工戰(zhàn)線長；（3）在頂升施工過程中不能對原來的橋梁結構造成影響，所以對施工技術要求較高；（4）工程中一些橋下積水嚴重，并且與灌渠相交，不利于排水工作的開展；（5）在明通到以及分離立交過程中，需要保證道路暢通，避免造成交通堵塞現(xiàn)象。下圖為頂升法施工：

2.橋梁整體頂升方案選擇

根據(jù)該工程的實際情況，經(jīng)相關部門論證后，決定采用在不改變橋梁受力情況的前提下，利用頂升設備以及液壓裝置，首先將獨立的整垮梁板進行抬升，抬升到設計標高后設置支座以及墊石，并加強對墊石支座的維護保養(yǎng)，及時的更換缺陷墊石。由于橋梁結構不同，采用的頂升方式也不盡相同，根據(jù)現(xiàn)場情況分析，選定了以下三種頂升方案。

第一種方案是利用超薄的千斤頂直接頂升。利用這種方法能夠?qū)⑶Ы镯敯惭b在梁板與蓋梁之間，由于千斤頂在板梁下方，能夠?qū)⑸w梁作為反力的支撐，實現(xiàn)橋梁整體的頂升。在頂升完成后，需要用高強度水泥進行修補，恢復蓋梁的原貌。在蓋梁頂面用干砂漿進行找平，并鋪上一定厚度的鋼板作為千斤頂?shù)闹蚊?。由于梁板地面較為平整，所以不需要進行額外的處理，但對于板梁與板梁之間，需要設置一塊鋼板，使其處在同一的水平面上，將其作為千斤頂?shù)纳现蚊妗?/p>

第二種方案是牛腿反力頂升法，主要適用于高度較高的橋梁以及橋墩位于水中的橋梁，如果板梁與蓋梁之間無法安裝千斤頂，或者安裝支架作反力基礎成本太高，可以考慮用這種方法實現(xiàn)頂升。這種頂升法包括兩種方式，一種是在原來橋梁的蓋梁上設置鋼筋混凝土結構，作為反力頂升的基礎，這種方式一般用于跨度較大或中等跨度的橋梁頂升上；另一種是制作鋼牛腿結構掛件，并將其設置在蓋梁上，用來承擔反力頂升的作用力，這種方式一般用于跨度較小的橋梁頂升中。

第三種方案為搭設頂升支架法，就是在原來的橋梁基礎上利用密鋪的枕木作為頂升反力的基礎。在密鋪的枕木上設置千斤頂、支撐體系、分配梁等等，形成一個完善的頂升體系，對橋梁整體實施頂升。這種頂升方法要求原來橋梁基礎具有良好的承載力，只有在對基礎進行處理的前提下才能滿足頂升反力作用要求。采用這種方法實現(xiàn)頂升的過程中，頂升體系會隨著橋梁整體一起唄太高。

第一種頂升方案不用進行支架施工，但是對空間要求較為嚴格；第二種頂升方案對施工具有較高的要求，由于將牛腿安裝在蓋梁上，所以在頂升過程中一般不會發(fā)生晃動；第三種頂升方案，對頂升基礎要求高，要求其具有一定的強度，并且支架工程施工量大，施工工期長。由于牛腿法和支架法實際上都必須制作強大且足夠安全的支撐結構，成本相對較高，工序也相對較復雜，主要應用于大行程的頂升施工。而采用無支架的超薄型千斤頂進行頂升施工只需采用蓋梁本身作支撐。施工時不需要搭設承重支架，只要搭設有操作平臺的簡易支架即可，并且能夠?qū)崿F(xiàn)同步頂升效果，適用于小行程橋梁頂升和更換維修支座中應用。

在頂升到設計高度后，需要在原來的橋梁支座上設置墊塊，其材質(zhì)一般為鋼筋混凝土，保證墊塊底部能夠與橋梁墩臺帽緊密連接，需要用齒槽進行咬合，并在蓋梁與墊塊之間用專用的粘結劑進行牢固粘結。然后進行橡膠支座的安裝，最后實施落梁，這樣就完成了整個橋梁頂升操作。考慮到檢測報告中關予橡膠支座局部或整體脫空的情況較多，而支座脫空會改變橋梁上部結構受力狀態(tài)。在梁體內(nèi)部產(chǎn)生扭矩等附加應力。甚至引起梁體和橋面裂縫。更有局部脫空致使支座承受偏心荷載，局部承壓過大而支座開裂等情況發(fā)生。因此設計特別在預制墊塊頂面設置了A3鋼板以起輔助調(diào)平作用。另外對于斜交橋梁，可考慮采用圓形預制墊塊作加高處理。

3.本工程縱坡調(diào)整頂升設計要點分析

根據(jù)本工程的設計情況，總結了以下幾個方面的設計要點，供相關人員參考。

在橋梁頂升施工前，需要切斷橋梁背墻以及兩端的伸縮縫，避免這些鏈接結構對橋梁頂升造成影響，同時還需要調(diào)查老橋鉸縫，并做好相應的處理工作。

對于明蓋板通道的頂升，在施工前需要將原來通道錨栓進行解除，避免其對頂升過程造成約束。如果在頂升后錨栓鋼筋沒有遭到破壞，直接將其焊接到相應部位即可。如果在頂升過程中損壞了錨栓鋼筋，可以采用鉆孔植筋的方式進行處理，對于懸空鋼筋還需要進行必要的密封處理，避免其氧化、腐蝕等，從而影響其強度。

在進行支座更換的過程中，由于會對橋下施工、橋面施工等造成影響，為了確保交通以及施工人員的安全，需要根據(jù)施工的工作量，對車輛實施分流，必要時也需要暫閉行駛通道，采用借道行駛的方式通車。

在頂升過程中，要加強對橫隔板、鉸縫等的實時監(jiān)控，監(jiān)控各個部位實際情況，包括應力變化、撓度變化等，嚴格的控制頂升速度，確保頂升均勻。同時避免橋梁上部結構不出現(xiàn)橫向、縱向的開裂現(xiàn)象，并且不能損壞梁體，保證橋梁結構的整體性。

對于橋梁上的一些小體積結構物，需要在橋梁墩臺兩側設置防震擋塊，對這些結構物實施約束，避免其在頂升的過程中收到破壞。

4.總結

該工程中一共對30余座橋梁或者立交橋以及17座明蓋板通道實施了頂升施工，對工程施工進度具有明顯的推動作用。在逐漸熟悉頂升施工作業(yè)操作后，頂升施工的周期也大大縮短了。該工程目前已經(jīng)完工，并且順利通車，在頂升過程中沒有對橋梁整體結構形成破壞，根據(jù)通車使用效果上來看具有良好的效果。頂升工藝為高速公路縱坡調(diào)整提供了良好的設計基礎，值得大范圍的推廣。隨著我國科技的發(fā)展，整體頂升工藝必將會被不斷的完善，為我國交通事業(yè)做出更大的貢獻，并逐漸滲透到建筑、工業(yè)等各個領域，推動我國經(jīng)濟社會的穩(wěn)步發(fā)展。

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