橫潦涇主橋頂升的關(guān)鍵技術(shù)

胡勁松

（上海城建市政工程（集團(tuán)）有限公司，上海市 200065）

1 工程概況

1.1 工程背景

黃浦江上游航道是上海市“一環(huán)十射”內(nèi)河干線航道規(guī)劃網(wǎng)中十分重要的航段，已被列入長(zhǎng)江黃金水道建設(shè)系列工程項(xiàng)目之一。它與市內(nèi)主要航道相通，從而成為上海市水網(wǎng)連接江蘇、浙江的咽喉要道，是上海市航道內(nèi)船流密度最高的航段之一。為提高航運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)，該段航道需進(jìn)行整治，但橫潦涇大橋現(xiàn)狀橋下凈空尺度不滿足整治后的III級(jí)航道要求，故需要抬高橋面標(biāo)高，從而對(duì)老橋進(jìn)行改造。根據(jù)整治工程研究結(jié)果,橫潦涇大橋需提升1.58 m。

1.2 橋梁概況

橫潦涇大橋?yàn)橥龂?guó)道（A30）跨越黃浦江上游的一座大橋(見圖1)。全橋總長(zhǎng)779 m，橋梁按上、下行獨(dú)立分幅布置，橋梁總寬27.5 m，主橋?yàn)?跨變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，跨徑組合85 m+125 m+85 m，主橋全長(zhǎng)295m。引橋?yàn)楹?jiǎn)支板梁，兩側(cè)各11孔，跨徑 22 m，引橋全長(zhǎng) 2×242 m=484（m）。

圖1 橫潦涇大橋主橋

1.3 橫潦涇大橋整體頂升方案

為了最大限度地避免影響交通，上、下行橋梁分開頂升，頂升完成一幅后，進(jìn)行另一幅的頂升。對(duì)單幅橋梁進(jìn)行頂升時(shí)，另一幅的橋梁雙向通車。主橋、引橋分開頂升。對(duì)單幅橋梁分成3段進(jìn)行頂升：先頂北側(cè)引橋（242 m），然后頂南側(cè)引橋（242 m），最后頂主橋（295 m）（見圖 2）。

圖2 橋梁頂升分段圖

橫潦涇大橋頂升的難點(diǎn)在主橋3跨連續(xù)箱梁的頂升。本文主要針對(duì)主橋的大跨徑連續(xù)箱梁進(jìn)行闡述。

2 主橋大跨徑連續(xù)梁整體頂升方案

該工程對(duì)主橋中墩邊墩采用直接頂升法，以墩柱為反力基礎(chǔ)，在墩柱與箱梁底之間安裝頂升千斤頂，通過PLC電腦同步控制下整體頂升箱梁的方法實(shí)現(xiàn)抬高主橋橋面標(biāo)高的目的。此方法的優(yōu)點(diǎn)是頂升時(shí)基本不改變?cè)袠蛄旱氖芰w系，受力較明確?？紤]受力需要，頂升前，對(duì)主墩進(jìn)行加粗，對(duì)邊墩加抱箍；對(duì)連續(xù)梁頂升位置處進(jìn)行局部加固；設(shè)置必要的鋼結(jié)構(gòu)限位裝置，預(yù)警頂升過程中產(chǎn)生橫向、縱向偏移。

2.1 主橋頂升千斤頂支撐基礎(chǔ)

對(duì)主橋進(jìn)行整體頂升，可利用原有的主墩和邊墩作為千斤頂?shù)闹位A(chǔ)?？紤]千斤頂布置離原柱邊較近，防止柱劈裂,對(duì)主墩進(jìn)行加粗（見圖3）。

圖3 主墩加粗

2.2 箱梁千斤頂頂升部位處理

受墩柱位置所限，頂升液壓千斤頂放在支座的前后位置，此位置處箱梁位空心，按照受力需要，需對(duì)此部位進(jìn)行加固（見圖4）。

圖4 主橋箱梁加固示意圖

具體處理措施：

（1）在主墩上部箱梁的肋兩側(cè)新澆筑鋼筋混凝土；

（2）新加的鋼筋部分(新加部分箱梁斷面下部部位需植筋，斷面上部預(yù)應(yīng)力孔洞較多，所以斷面上部不植筋)需與原有箱梁植筋連接；植筋植入箱梁內(nèi)15 d深度，植筋時(shí)需采用鋼筋探測(cè)儀探測(cè)，避開箱梁內(nèi)的鋼筋及預(yù)應(yīng)力管孔；

（3）新加的部位混凝土需與原混凝土鑿毛連接，并作好界面處理；

（4）新加部位采用C50的灌漿料，以上材料均需加微膨脹劑。

2.3 主橋千斤頂選用及布置

頂升千斤頂:采用200 t雙作用液壓千斤頂，液壓千斤頂選用參數(shù)：200 t、63 MPa、高366 mm、底徑244 mm、行程最大140 mm。

使用油壓頂升缸（液壓千斤頂）頂升重物是工程中常見的施工方法，尤其是幾百噸以上的重載工件施工，油壓頂升是唯一可行的選擇。如果液壓千斤頂在頂升時(shí)發(fā)生意外內(nèi)泄，那么重載頂升的安全性受到影響。跟隨千斤頂?shù)哪康木褪菫榱祟A(yù)防現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種在油缸的油壓突然失效時(shí)仍能有效支撐重載工件，避免工件滑落的機(jī)械式隨動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)。跟隨千斤頂選用參數(shù)：400 t、行程 140 mm、高 390 mm、底徑 368 mm（見圖5）。

圖5 頂升千斤頂與跟隨頂在頂升時(shí)

千斤頂布置：在主墩位置共布置40臺(tái)200 t的頂升千斤頂,16臺(tái)400 t的跟隨頂；在邊墩布置16臺(tái)200 t的頂升千斤頂,4臺(tái)400 t的跟隨頂（見圖 6、圖 7）。

圖6 主墩千斤頂布置圖一

圖7 主墩千斤頂布置圖二

2.4 主橋頂升支撐墊塊

頂升支撐體系一般采用混凝土或鋼結(jié)構(gòu)工具式墊塊。但由于主橋自重過大，該工程中主橋墊塊采用了鋼箱混凝土，外形為長(zhǎng)方體鋼箱，鋼箱內(nèi)澆筑鋼筋混凝土（見圖8）。

圖8 鋼箱混凝土墊塊

由于千斤頂?shù)男谐逃邢?，所以每次頂升行程?0 cm，而對(duì)于整體頂升158 cm來說，需整體頂升16個(gè)行程。墊塊根據(jù)頂升高度做成工具式墊塊，根據(jù)頂升高度設(shè)置墊塊高為10 cm。單個(gè)墊塊高度誤差小于±0.3 mm,同一支點(diǎn)1 580 mm高的墊塊累計(jì)誤差不超過6 mm。為控制頂升墊塊的誤差最小化，墊塊采用鋼板焊接成型，并上車床銑刨，內(nèi)灌高強(qiáng)（C50）混凝土。通過控制墊塊誤差，防止頂升時(shí)由于墊塊疊加引起誤差積累，造成頂升的誤差以及結(jié)構(gòu)不均勻受力。

2.5 主橋頂升限位

由于千斤頂安裝的垂直誤差及頂升過程中其它不利因素的影響，在頂升過程中可能會(huì)出現(xiàn)微小的水平位移，為避免出現(xiàn)此類情況，需在主橋、引橋設(shè)置平面限位裝置，限制縱橫向可能發(fā)生的位移。

在兩個(gè)主墩左右及前后側(cè)均設(shè)置限位裝置（4個(gè)方向）。在兩個(gè)邊墩左右側(cè)及引橋側(cè)向位置（3個(gè)方向）設(shè)置限位裝置。在主墩上設(shè)置抱柱箍，在抱柱箍上設(shè)置限位柱，抱柱箍與限位柱之間焊接連接成一整體，頂升時(shí)利用限位柱、抱柱箍、柱的整體剛度來對(duì)橋梁上部進(jìn)行限位；在邊墩上設(shè)置抱柱箍，在抱柱箍上設(shè)置限位柱，抱柱箍與限位柱之間焊接連接成一整體，頂升時(shí)利用限位柱、抱柱箍、柱的整體剛度來對(duì)橋梁上部進(jìn)行限位。

2.6 主橋頂升控制系統(tǒng)

該工程主引橋均采用PLC控制液壓同步頂升技術(shù)。本處采用位移控制，力監(jiān)控的方法。同步控制精度為±1.0 mm，這樣就可以很好地保證頂升過程的同步性，確保頂升時(shí)上部結(jié)構(gòu)的安全。頂升行程監(jiān)測(cè)：采用精度為0.1 mm的位移傳感器；對(duì)主橋采用12點(diǎn)同步控制系統(tǒng)進(jìn)行頂升，每個(gè)控制點(diǎn)對(duì)應(yīng)于千斤頂分組點(diǎn)。

2.7 主橋頂升實(shí)況

西幅主橋于2011年4月18日順利頂升到位，東幅主橋于2011年9月28日順利頂升到位。頂升到位后橋梁上部的縱橫向位置偏差在8 mm以內(nèi)，頂升高度誤差在正負(fù)5 mm以內(nèi)；結(jié)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)新的裂縫，結(jié)構(gòu)整體安全。圖9為西幅主橋頂升中。

圖9 西幅主橋頂升時(shí)

3 結(jié)語

橫潦涇大橋頂升工程,無論從跨度、長(zhǎng)度、重量還是設(shè)計(jì)、施工的復(fù)雜程度，在國(guó)內(nèi)甚至世界上都是史無前例的。該橋頂升改造的順利進(jìn)行，在不中斷交通的情況下節(jié)省了大量的資金，縮短了施工周期，最大程度地減小了對(duì)環(huán)境的影響。

橫潦涇大橋頂升開創(chuàng)了大型橋梁頂升的先河,為長(zhǎng)江大橋等大跨徑橋梁頂升的可行性提供了有力的參考，為內(nèi)河航運(yùn)開發(fā)提供了新的思路。