談預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋整體同步頂升施工工藝

曾 朝 榮

(中鐵一局集團第五工程有限公司，陜西 寶雞 721006)

談預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋整體同步頂升施工工藝

曾 朝 榮

(中鐵一局集團第五工程有限公司，陜西 寶雞 721006)

結(jié)合新建青榮城際鐵路于DK94+515.8處下穿既有藍煙鐵路公鐵立交改造工程施工案例，介紹了工程頂升總體施工方案，論述了預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋整體同步頂升施工工藝及控制措施，有助于液壓同步頂升技術(shù)應(yīng)用的進一步完善與發(fā)展。

連續(xù)箱梁，同步頂升，橋臺，千斤頂，布置

0 引言

橋梁頂升技術(shù)是利用千斤頂及其輔助設(shè)備，在不改變之前橋梁的整體形態(tài)前提下，將橋梁順利安全地頂起升高至設(shè)計高度的一種較為新型的橋梁改造糾偏的技術(shù)。橋梁頂升對技術(shù)要求比較高,施工的每一個環(huán)節(jié)都十分關(guān)鍵。一般可以按頂升所采取的方式，劃分為分段頂升與整體頂升兩種形式。如果按照反力作用的位置可以將頂升技術(shù)劃分為直接頂升和斷墩頂升。

1 工程概況

新建青榮城際鐵路于DK94+515.8(K55+475.74)處下穿既有藍煙鐵路公鐵立交工程，與既有鐵路線間距為41 m。既有立交橋及其引道總長566 m，其中上跨藍煙鐵路的立交工程主橋采用(23+35+23)m預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，墩臺斜交角度為47°，橋面總寬12 m，梁高1.6 m，設(shè)計橋上路面縱坡3%，豎曲線半徑1 350 m，平面線形為直線。

根據(jù)新設(shè)計道路線形主跨(23+35+23)m預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁四個墩臺處整體頂升0.1 m～0.8 m不等，下部結(jié)構(gòu)橋墩接高，橋臺局部拆除后加高；重新澆筑支座墊石，以墊石高度變化來調(diào)整縱橫坡度。

2 頂升總體施工方案

本工程利用原有墩臺基礎(chǔ)作為頂升反力基礎(chǔ)實施箱梁頂升作業(yè)，為了避免行車對施工的影響，1號、2號墩的千斤頂支撐系統(tǒng)盡量布置在墩柱之間，遠離行車道。

本工程采用一套同步頂升系統(tǒng)和一套同步跟隨系統(tǒng),在列車正常運營、橋梁交通封閉的情況下，采用全聯(lián)同步頂升的方案,要點如下：

1)在每個橋墩布置4臺500 t的頂升千斤頂和4臺500 t的機械跟隨頂；在每個橋臺位置布置4臺500 t的頂升千斤頂和3臺500 t的機械跟隨頂；2)橋臺位置的頂升千斤頂、跟隨頂布置在箱梁端橫梁底部，橋墩位置的頂升千斤頂、跟隨頂直接吊放在箱梁中橫梁底下方；3)所有的頂升千斤頂通過PLC液壓同步頂升系統(tǒng)進行控制，本工程擬定采用分階段頂升:第一階段整聯(lián)同時按比例調(diào)坡頂升，各墩臺頂升高度均為10 mm；第二階段整體按照設(shè)計的頂升值分階段進行旋轉(zhuǎn)頂升；4)頂升完成后按設(shè)計要求開始墩柱接高，同時在既有墩臺基礎(chǔ)上直接澆筑加高部分臺身、臺帽以及背墻、側(cè)墻；5)對原有的支座進行更換改造，箱梁底板縱坡的變化通過楔形鋼板進行調(diào)整；6)結(jié)構(gòu)改造工作完成并達到設(shè)計強度進行落梁。

3 橋梁頂升主要工序及施工工藝

1)梁底粘貼碳纖維布。基層表面的牢固、清潔、平整程度以及基層的含水率和堿性等是影響涂裝及粘貼碳纖維布工程質(zhì)量的關(guān)鍵。對需要粘貼纖維布的梁底混凝土表面進行全面打磨清理，基層含水率要求小于10%。

打磨范圍內(nèi)涂刷阻銹劑，鋼筋表面，混凝土表面等不容易涂抹到的地方宜分層多次涂抹；但樹脂涂刷的總厚度不得超過1 mm。涂刷后應(yīng)間隔30 min～60 min，基層中氣泡清除后，混凝土表面要求2 m靠尺測量平整度不大于3 mm，且不應(yīng)留有棱角，處理完成后將混凝土表面清理干凈并使表面干燥。

配制好粘貼樹脂，將其均勻涂抹于要粘貼碳纖維布的混凝土表面上。

按設(shè)計要求的尺寸將碳纖維布裁剪好，在指定部位粘貼。

2)組合鋼支撐體系安裝。在現(xiàn)有橋梁基礎(chǔ)上設(shè)置頂升支撐系統(tǒng)，顧及到下步墩臺改造，在支撐系統(tǒng)設(shè)置過程中要預(yù)留充分的橋梁墩臺改造施工空間，有利于后續(xù)施工。

由鋼管支撐、臨時墊塊、預(yù)埋件等構(gòu)件構(gòu)成鋼托架體系。支撐體系的立桿采用φ609×16 mm鋼管，臨時墊塊采用φ500×12 mm鋼管，選用槽鋼和角鋼作為剪刀撐與平聯(lián)材料和立桿焊接。

橋臺處通過植入M20鋼螺桿將鋼板與臺身粘貼固定，通過連接板將粘貼后的鋼板與鋼管焊接；橋墩處鋼管底部與粘貼在基礎(chǔ)面上的鋼板焊接，每根鋼管支撐下部通過植入錨栓與基礎(chǔ)混凝土相接。通過法蘭螺栓將上下兩節(jié)鋼管支撐連接，每隔2.5 m通過平聯(lián)及剪刀撐將立桿連接組成格構(gòu)柱，保證結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。在鋼箱墊塊上放置隨動頂，用鋼筋將上下墊塊焊接連接起來。

3)臨時墊塊。在頂升時千斤頂與鋼管支撐之間的臨時支撐結(jié)構(gòu)稱臨時墊塊，臨時墊塊采用φ500×12 mm的鋼管，將帶有12個φ20 mm螺栓孔的法蘭盤分別焊接于鋼管兩端。臨時墊塊按10 cm，20 cm，40 cm，100 cm四種高度配置，以適應(yīng)千斤頂?shù)男谐?見圖1)。

4)縱橫向限位裝置。在橋梁頂升時，由于施工過程中產(chǎn)生的誤差會使梁體在縱橋向及橫橋向發(fā)生偏移，為保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全及連續(xù)梁的整體線形，須在縱橋向及橫橋向設(shè)置必要的限位裝置，將鋼結(jié)構(gòu)制作的縱向及橫向限位裝置分別設(shè)置在連續(xù)梁兩端頭的橋墩(臺)處。

5)頂升千斤頂?shù)牟贾谩ｍ斏Ы镯敻鶕?jù)頂升噸位，本工程采用頂力為500 t的液壓千斤頂。千斤頂選用頂部球頭轉(zhuǎn)角最大可達3°的帶球頭可轉(zhuǎn)動液壓千斤頂。即使在頂升時存在坡度變化，千斤頂頂部的球頭也可隨時保證千斤頂與頂升結(jié)構(gòu)保持垂直，同時球頭的轉(zhuǎn)動也能保證千斤頂與鋼支撐結(jié)構(gòu)均勻接觸并且不產(chǎn)生相對位移。同時在頂升千斤頂?shù)呐赃叢贾秒S動裝置，以保證施工過程安全、可控。

6)千斤頂安裝。為適應(yīng)頂升過程中坡度及梁長水平投影長度的變化，確保千斤頂?shù)钠矫嫖恢煤痛怪倍仍诳煽氐姆秶畠?nèi)變化，需采取一定的控制措施。在吊放千斤頂?shù)匿摪迳涎乜v橋向設(shè)置橢圓形螺栓孔，以使在連續(xù)梁頂升時可根據(jù)需要沿縱橋向前后調(diào)整千斤頂?shù)奈恢茫瑱E圓形滑槽長度為150 mm，分階段在連續(xù)梁頂升過程中調(diào)整頂升千斤頂?shù)奈恢谩檫m應(yīng)連續(xù)梁頂升時坡度的變化，防止鋼支撐和頂升千斤頂承受較大的水平力，在連續(xù)梁頂升時在箱梁和千斤頂之間分次設(shè)楔形鋼板。根據(jù)各墩臺連續(xù)梁頂升高度的不同，楔形鋼板的坡度也有所不同。

使用膨脹螺絲在梁底布置頂升千斤頂處固定一塊鋼板，在鉆孔前為避開原梁底鋼筋，應(yīng)先用鋼筋探測儀探測出原梁底鋼筋位置。在梁底已固定好的鋼板上根據(jù)吊頂鋼板槽口位置焊接螺桿，將吊頂鋼板通過焊接的螺桿固定。在吊頂鋼板與梁底鋼板之間將楔形鋼板按照需要調(diào)整的坡度填塞好，確保吊頂鋼板始終處于水平狀態(tài)。

7)頂升控制區(qū)域劃分及監(jiān)控點的布置。本工程為整幅整體頂升，泵站布置及具體分組如下：

在每個橋墩布置一臺泵站，三跨連續(xù)箱梁共布置4臺泵站，每臺泵站設(shè)置兩個位移控制點，共計有8個位移控制點。通過數(shù)據(jù)總線將整個泵站連接，由一臺控制系統(tǒng)控制。

同時在每個橋墩布置一臺隨動千斤頂泵站，三跨連續(xù)箱梁共布置4臺泵站，隨動千斤頂泵站各泵站獨立工作。

將位移傳感器的一端固定在立柱側(cè)面上端梁體上，讀數(shù)頭固定于立柱上端面。傳感器量程為1 000 mm。

8)連續(xù)梁整體頂升調(diào)試。由橋梁工程師和液壓工程師確定頂升系統(tǒng)初始加載并報橋梁頂升施工總指揮，再由控制系統(tǒng)技術(shù)員輸入PLC，將控制系統(tǒng)力傳感器和位移傳感器歸零或讀取初值。

a.頂升千斤頂?shù)谋涸囼灒涸谟凸堋⒂透?、位移傳感器、泵站操縱臺等安裝完畢并檢查無誤后；加壓值按計算荷載的80%控制，頂升千斤頂油缸的保壓試驗持續(xù)5 h；然后檢查整個系統(tǒng)的工作及油路情況。

b.頂升稱重：頂升稱重是在頂升前測定每個頂升千斤頂處的實際荷載值，以保證連續(xù)梁頂升過程中頂點頂升同步進行；稱重時在一定的頂升高度內(nèi)(0.1 mm～2 mm)進行，依據(jù)計算好的頂升荷載，采用逐級加載的方式，通過反復(fù)調(diào)整各組頂升泵的油壓，使每個頂點的上部荷載與其頂升壓力基本保持平衡；將每點的實測值與理論計算值比較，由結(jié)構(gòu)工程師和液壓工程師一起對兩者差異量原因分析，最后由頂升施工領(lǐng)導(dǎo)組確定各點頂升時的基準值。

9)連續(xù)梁試頂升。在正式頂升之前的試頂升是為了核查和觀測整套橋梁頂升施工系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及對頂升稱重結(jié)果的校核。連續(xù)梁試頂升的控制高度為10 mm。

試頂升時先加載到理論頂升荷載的80%，再緩慢加載到確定各點已經(jīng)分離，然后頂升到連續(xù)梁各頂點處垂直位移10 mm時停止。待停機10 min后檢查橋梁頂升支架和各支頂部位加載點有沒有局壓破壞和變形。

10)連續(xù)梁正式頂升。試頂升合格后，便可以進行正式頂升。本橋為斜交橋，且處在豎曲線上，各千斤頂頂升高度不同。首先應(yīng)整體頂升10 cm，然后以3號臺梁端為原點進行旋轉(zhuǎn)頂升。

正式頂升按操作程序進行并作好記錄。

頂升過程中要實時觀測基礎(chǔ)沉降、頂升系統(tǒng)垂直度、加固系統(tǒng)焊接點等。頂升每完成一輪，就對電腦顯示的千斤頂壓力及各油缸位移數(shù)據(jù)進行收集并分析資料；如有異常時，立即解決。完成對連續(xù)梁的頂升并固定后，對各標高觀測點進行測量，計算各頂升觀測點的頂升高度，作好工程竣工驗收資料。

4 墩、臺施工

箱梁頂升到位后即可進行立柱加固工作，拆除隨動千斤頂，對墩柱頂面鑿除沖洗干凈，墩柱拆除過程中要注意避免對頂升支撐的擾動。墩、臺身加高部分按設(shè)計圖紙鋼筋布置形式進行接高處理。

5 落梁

在梁體回落以前，檢查支座、墊石的標高是否符合設(shè)計要求；測量梁體回落后梁體與新支座之間的角度并利用楔形鋼板進行調(diào)整。落梁時施工方法與頂梁方法相同，只是千斤頂行程相反。

6 結(jié)語

橋梁頂升技術(shù)主要特點是不影響交通，節(jié)省投資且工期短，效果較為顯著。青榮城際鐵路于DK94+515.8處下穿既有藍煙鐵路公鐵立交改造工程,對于橋梁頂升技術(shù)的應(yīng)用有效的改善了既有藍煙鐵路的通行條件，縮短了建設(shè)周期，收到了很好的社會效益和經(jīng)濟效益，也為其他同類施工提供了很好的借鑒作用。

[1] 藍戊己,張志軍,顧遠生,等.南浦大橋東主引橋整體同步頂升工程[J].城市道橋與防洪,2009(10)：59-61.

[2] 馬 麟.連續(xù)梁橋頂升受力分析[J].城市道橋與防洪,2011(6)：32-33.

[3] 鄭洪濤,孫全勝.橋梁同步頂升技術(shù)的應(yīng)用與分析[J].低溫建筑技術(shù),2012(1)：119-120.

[4] 藍戊己,顧遠生,束學智,等.大型橋梁整體頂升平移關(guān)鍵技術(shù)[J].建筑結(jié)構(gòu),2010(S2)：77.

Discussion on the construction technology of whole synchronously jacking of pre-stressed continuous box girder bridge

Zeng Chaorong

(FifthEngineeringLimitedCompany,ChinaRailwayFirstBureauGroup,Baoji721006,China)

Combining with the reconstruction project construction case of under cross existing Lanyan railway overpass of new Qingrong city railway DK94+515.8 section, introduced the overall construction plan of engineering lifting, discussed and summarized in detail the construction technology and control measures of pre-stressed continuous box beam bridge whole synchronously jacking, contribute to further improvement and development of different hydraulic jacking technology application.

continuous box girder, synchronous lifting, abutment, jack, layout

2014-11-28

曾朝榮(1978- )，男，工程師，國家一級注冊建造師

1009-6825(2015)04-0173-02

U448.213

A