同步頂升技術在廣三高速擴建工程中的應用

陳曉東

（惠深（鹽田）高速公路惠州有限公司，廣東 惠州 516008）

同步頂升技術在廣三高速擴建工程中的應用

陳曉東

（惠深（鹽田）高速公路惠州有限公司，廣東 惠州 516008）

摘 要：本文以佛山廣三高速公路健力寶大橋舊橋改造工程為例，介紹了橋梁同步頂升的設備、施工工藝，并具體闡述了同步頂升過程中的施工控制要點和監(jiān)測方案，為該技術在今后橋梁工程中的應用積累了寶貴經(jīng)驗。

關鍵詞：同步頂升；擴建工程；應用

健力寶立交橋為廣三高速公路擴建工程中的一座大橋，為跨越南豐大道而設，與南豐大道正交布置。該橋舊橋修建于1993年，舊橋為4×20+13.21+20+13 .21+5×20+3×17.55+7×20m大橋，上部結構為預應力混凝土預制空心板，下部結構橋墩為樁柱式橋墩，重力式橋臺。舊橋經(jīng)交通部公路工程檢測中心于2006 年9月檢測，檢測評定為3類橋梁。根據(jù)道路總體方案，需在舊橋兩側拼寬兩座新梁，新建橋梁跨徑布置與舊橋相同。本橋位于直線上，每側橋梁拼寬寬度8.76m。新橋中板與舊橋邊板鑿除挑臂后采用大鉸縫連接，新舊橋連接處橋面鋪裝內(nèi)采用鋼筋加強。根據(jù)施工圖審查意見，橋梁拓寬后需維持舊橋凈空，舊橋需進行頂升。

1 橋梁同步頂升更換支座

1.1 頂升施工設備的選用

1.1.1 頂升施工設備有超薄液壓千斤頂、電動高壓油泵、同步分配閥、高壓油管、頂升計算機控制界面等。支座頂升選用一臺電動泵站，多個分配器及調(diào)速截止閥和特殊的薄型油缸可實現(xiàn)基本的同步提升功能。

圖1 直接頂升梁板方式示意圖

1.1.2 對橋梁進行稱重

根據(jù)對設計施工圖紙初步受力分析，確定荷載的大致分布，按荷載的分布計算各千斤頂?shù)睦碚撠撦d油壓設定千斤頂?shù)某跏加蛪?，采用逐級加載的方式進行稱重。初始值按50%和在加壓，按10%的荷載逐級加壓，根據(jù)各頂升點產(chǎn)生的實際位移量，來確定出各頂升點的荷載是否分布均勻，從而有主控人員來確定對各千斤頂油壓的調(diào)節(jié)使各頂升點位移量相對平均，從而保證頂升過程的同步進行。當整個橋梁的頂升高度在5mm～10mm時，即整個橋梁處于懸浮狀態(tài)，就證明各頂升點處的荷載與該千斤頂?shù)呢撦d值相一致。在此基礎上是頂升1-2cm以確定是否可以以該測定值進行頂升，該千斤頂?shù)挠蛪褐担褪俏覀冏罱K的稱重結果。根據(jù)所測得的油壓值可以計算出橋梁的實際重量：

G橋=Σσ×S/9.8

式中：

σ-千斤頂油壓值（MPa）；

S-千斤頂油缸的截面面積（mm2）；

健力寶大橋經(jīng)驗算測定每跨的總重為260t，此重量在試頂升時進行了確認。

1.1.3 健力寶大橋從測量復核的情況來看，需頂升的橋梁頂升高度都較?。ú淮笥?5cm），選用50t的超薄型千斤頂，頂升高度分別為2cm、3cm、4cm等，頂升行程為5mm-20mm，該千斤頂配有液壓鎖，可防止任何形式的系統(tǒng)及管路失壓，從而保證負載的有效支撐。

1.2 頂升準備工作

1.2.1 搭設施工平臺

健力寶大橋施工前在每根蓋梁邊搭建施工平臺，施工平臺與梁底保持1.5m-1.6m的空間，保證操作人員的易操作性，安裝護欄，保證人員的安全操作，并將蓋梁表面的雜物清理干凈。

1.2.2 支撐點處局部加強

加強頂升支撐區(qū)域，為避免應力集中現(xiàn)象，可以采用厚鋼板墊塊，以分散應力。

1.2.3 千斤頂數(shù)量

根據(jù)支撐反力，計算每片T梁端部需要配置的千斤頂數(shù)量，每條蓋梁上共放置24個千斤頂（如圖1所示），可以提供1200t的頂升力量，完全滿足頂升的需求，另再有多個備用千斤頂，配備2臺液壓泵站，每次可頂升兩跨梁板，以保證橋梁的縱橫雙向坡度變化不大。

1.2.4 鋼墊塊臨時支撐

根據(jù)千斤頂量程和最終頂升的高度，以及橋墩臺上可安放的空間位置，確定主梁臨時支撐墊塊（鋼墊板）數(shù)量和尺寸。

1.2.5 標高測量

頂升更換支座前，對原橋面標高進行測量，作為落梁后標高控制依據(jù)。

1.2.6 安裝頂升設備及千斤頂

安裝好油泵、分配閥及千斤頂?shù)?，為了保證蓋梁千斤頂頂升量一致，采用一臺油泵控制一個蓋梁上的所有千斤頂，達到千斤頂?shù)耐巾斏?/p>

1.3 試頂升

千斤頂安裝完畢，即可開始試頂，試頂主要是為了使千斤頂達到同步狀態(tài)，在主梁未正式頂起時即可停止，并停放一定時間進行觀察無任何變化后才能開始整體頂升。

試頂升時，檢查各點受力情況，同時檢查蓋梁布置的各百分表數(shù)值情況；試頂升1mm，檢查各點誤差情況，塞放臨時支撐，對油泵鎖定液控閥，保持油缸壓力不變，并持荷觀察。

1.4 分級同步頂升

在試頂升無變化后進行正式鼎盛施工，按預設荷載進行加載頂升，觀察各個位置的變化，每次頂升高度約5mm，測量好頂升高度后，如未夠高度的，先用鋼板臨時支撐，后將千斤頂卸載，更換頂升高度更大的千斤頂，重新頂升到設計要求高度，將預先計算好的墊板放好，支座及墊板要放平，不能有脫空現(xiàn)象，頂升過程中如出現(xiàn)不正常的變化，應立刻停止，排查問題后方能繼續(xù)進行施工。

1.5 更換支座

1.5.1 臨時支撐、撤出舊支座

梁體頂升到位，將原支座取出后，仔細檢查安放支座處的支座墊塊、梁體底面，是否有嚴重的混凝土破損、脫落情況，對存在缺陷部位采用環(huán)氧結構膠將支座墊塊和板梁底面進行找平處理。

1.5.2 增設調(diào)平鋼板

為了避免支座更換之后局部脫空，在舊支座取出后對梁底進行調(diào)平處理，措施如下：

① 在T梁或空心板底面增設調(diào)平鋼板；

② 梁底新設置的鋼板底面應水平，以保證與支座頂面密貼，不能出現(xiàn)縫隙或局部承壓現(xiàn)象；

③ 為保證支座水平，新增設的鋼板與T梁腹板或空心板底面間用結構膠填充，其間不能有任何空隙，避免鋼板局部承壓；

④ 支座更換之前，準確測量支座處各片主梁的梁底標高，支座更換完畢且完全落梁后，該處梁底現(xiàn)有標高必須與原標高間誤差控制在±1mm以內(nèi)。

1.5.3 落梁

當調(diào)平鋼板及新支座安裝完成后，即可進行落梁復位作業(yè)。各千斤頂同步回油、落梁。落梁過程要保持梁體整體平衡，同步整體落梁按照頂升逆向過程進行，分級進行，直到梁體落實為止。

落梁后，檢查調(diào)平鋼板是否水平、鋼板與支座是否密貼、支座四周是否異常，如果存在脫空、鋼板不水平現(xiàn)象或其他異常問題，則返工重新調(diào)整，直到合格為止。

2 同步頂升施工控制

2.1 頂升高度控制

① 支座更換僅僅是更換板式橡膠支座，因此頂升高度的控制原則為：舊支座脫空、能取出，新支座能順利安裝為宜，且不可超出頂升控制高度。

② 同步頂升的最大高度控制在10mm以內(nèi)，但同一墩臺上的支座間頂升高差應控制在1mm以內(nèi)。

2.2 落梁控制

為了保證梁體調(diào)平質量，落梁分兩個階段進行：

① 第一階段落梁至預定標高，該標高（HI）為梁底頂升前高程（HO）加上新支座的壓縮量（△h），即HI=HO+△h；

② 第二階段落梁在梁底調(diào)平材料（結構膠）固化后進行，落梁至原有標高處。

3 同步頂升施工監(jiān)測

3.1 布置測點

橋梁頂升過程中通過梁底標高觀測來控制頂升高度與各組千斤頂間的同步性，主要監(jiān)測設備為鋼板尺、全站儀、水平儀等，精度均為0.1mm。其監(jiān)測點布置主要以千斤頂分組情況為依據(jù)，每組千斤頂布置一組監(jiān)測人員和監(jiān)測儀器。

3.2 施工前監(jiān)測

主要是對各監(jiān)測點取得各項參數(shù)的初值。如觀測點坐標情況、標高等。

3.3 整體頂升監(jiān)測

包括頂升、支撐、落梁等過程的監(jiān)測。檢測內(nèi)容包括位移監(jiān)測、橋梁的整體姿態(tài)監(jiān)測等。

4.4 監(jiān)測部位及監(jiān)測內(nèi)容

4.4.1 墩臺沉降觀測

設置承臺沉降觀測體系來反映墩臺沉降狀況，及時作出相應措施。

4.4.2 梁底面標高測量

梁底標高的測量是橋梁頂升過程中最為重要的監(jiān)測，是控制頂升標高與各組千斤頂間同步性的主要手段。梁底到蓋梁頂面距離利用鋼板尺測量，并將數(shù)據(jù)反應到總指揮部，以便實時監(jiān)測、及時調(diào)整各組千斤頂?shù)捻斏俣取?/p>

4.4.3 梁橫向位移觀測

實施頂升前，在頂升梁體范圍外架設全站儀，在橋面上設置橫向位移觀測點，頂升過程中隨時觀測梁體的橫向位移情況，并設定預警值5mm，如果梁體橫向位移接近預警值則立即通知頂升操作人員停止頂升，分析問題，提出解決方案，正常后方可開始頂升。

4.4.4 梁縱向位移觀測

在頂升工程中通過在梁端安置觀測點和背墻處安置的縱向限位來觀測?？v向限位與梁板端部有較小空隙（3mm），頂升過程中通過觀測空隙寬度的變化來監(jiān)測梁體縱移的情況。

結語

對于城市道路中需要進行技術改造的梁板結構的橋梁，采用同步頂升技術可最大程度的簡化施工工序、降低施工難度、節(jié)約工程投資、加快施工進度。在以后的應用中不斷總結和完善，可以更合理、更科學地運用于橋梁維修加固中，推動市政設施養(yǎng)護事業(yè)更快、更好地發(fā)展。

參考文獻

[1]彭建綱.橋梁支座更換施工技術[J].中國高新技術企業(yè)，2010， 150（15）：125-126.

[2]孫晨晴.橋梁支座更換方法研究[J].黑龍江交通科技，2002，140（10）：69-70，73.

中圖分類號：U445

文獻標識碼：A