空心板舊橋頂升施工技術(shù)

張 諫

(中國葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

空心板舊橋頂升施工技術(shù)

張 諫

(中國葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

在公路的改擴(kuò)建過程中，對舊橋的利用能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，本文詳細(xì)介紹了簡支空心板舊橋的整體頂升施工工藝、控制要點、應(yīng)急措施，為類似項目施工提供了一定經(jīng)驗。

空心板 舊橋 整體頂升 施工技術(shù)

1 工程概況

廣東珠海高欄港高速公路A1合同段為舊路改擴(kuò)建工程，其中的李樹涌中橋為舊橋頂升利用，李樹涌中橋上部結(jié)構(gòu)為3m×13m的裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板梁，空心板之間鉸接，混凝土整體化層上鋪設(shè)了瀝青混凝土路面，下部結(jié)構(gòu)為柱式墩、座板臺，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁。橋梁全長39.7m，單幅橋面寬度為11.25m。經(jīng)專業(yè)機構(gòu)檢測鑒定，該橋狀態(tài)良好，可以繼續(xù)使用，但為滿足改建后新道路的設(shè)計標(biāo)高要求，需對該橋梁進(jìn)行整體頂升，頂升高度為：0號臺0.382m，1號墩0.387m，2號墩0.387m，3號臺0.384m。頂升面積877.5m2，頂升重量1535t。

2 頂升方案

由于李樹涌中橋頂升高度較低，以蓋梁及橋臺為反力基礎(chǔ)，采用蓋梁(橋臺)——梁板直接頂升的方法，利用超薄千斤頂進(jìn)行頂升，先用超薄千斤頂頂升橋梁上部結(jié)構(gòu)的空心板梁，待頂升高度達(dá)到一定高度后，更換大行程千斤頂，采用計算機液壓同步控制系統(tǒng)頂升到設(shè)計高度，頂升時采用限位裝置。頂升后設(shè)置永久支撐墊塊及支座，澆筑混凝土接高蓋梁及橋臺結(jié)構(gòu)，達(dá)到橋梁抬高的目的。

2.1 千斤頂

超薄千斤頂：本身高度3cm，行程1cm，頂力100t，底座直徑180mm，主要用在剛開始頂升時。

大行程千斤頂：本身高度14cm，行程4cm，更換超薄千斤頂使用。

千斤頂均配有液壓鎖，可防止任何形式的系統(tǒng)及管路失壓，從而保證負(fù)載的有效支撐。

2.2 支撐墊塊制作及安裝

由于千斤頂?shù)男谐逃邢?，每次頂升行程?cm，而對于整體頂升38.7cm來說，需整體頂升10個行程。每頂升一個行程，千斤頂下需墊一個墊塊，墊塊根據(jù)頂升高度做成工具式墊塊。每個臨時支撐頂部均配置一對楔塊和一定數(shù)量薄厚不一的鋼板，以滿足不同頂升高度的要求。橋臺和蓋梁均采用永久性鋼墊塊，采用內(nèi)徑φ361×8mm鋼管，內(nèi)澆筑C30混凝土制作。

2.3 同步頂升控制系統(tǒng)

PLC液壓同步頂升控制系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)(油泵、液壓千斤頂、平衡保護(hù)閥、比例閥、進(jìn)出油管等)、計算機控制系統(tǒng)(計算機、計算機軟件、操作臺、電控箱等)、檢測傳感器(位移傳感器、力傳感器)等幾個部分組成。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。由液壓千斤頂，精確地按照頂升物體的實際荷重，平穩(wěn)地頂舉建筑物，使頂升過程中頂升物體受到的附加應(yīng)力下降至最低，同時液壓千斤頂根據(jù)分布位置分成組，與相應(yīng)的位移傳感器組成位置閉環(huán)，以便控制建筑物頂升的位移和姿態(tài)，同步精度為±1.0mm，這樣就可以很好地保證頂升過程的同步性，確保頂升時梁板結(jié)構(gòu)安全。

2.4 千斤頂布置

根據(jù)橋梁上部的頂升重量布置相應(yīng)數(shù)量的頂升千斤頂，頂升安全儲備系數(shù)按1.6考慮，千斤頂布置在空心板梁底，梁板支座中間位置。

2.5 調(diào)坡頂升順序

本次頂升為調(diào)坡頂升，采用同步頂升，逐級到位的方法。頂升時各墩臺內(nèi)的千斤頂同步頂升，不同墩臺內(nèi)的千斤頂先整體同步頂升至較低墩的高度，然后再逐步頂升至最高墩的高度。

3 施工方法

3.1 頂升準(zhǔn)備

在頂升前應(yīng)對橋面各處的伸縮縫、橋面連續(xù)或其他設(shè)施進(jìn)行拆除，解除聯(lián)系，以便頂升時橋梁能夠順利上升。瀝青混凝土全部清除，橋梁的整體化層保留，但需將橋臺及蓋梁處的整體化層、伸縮縫及防撞欄進(jìn)行切除，重點清理橋面連續(xù)縫，使其梁板端頭處有大于2cm的足夠空隙，以保證梁體頂升過程中的梁端轉(zhuǎn)動變形需要，空隙不夠的部位采用線鋸進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧浩祟^處理。并檢查抗震錨栓的活動套內(nèi)是否填滿了水泥混凝土，如有必須將其解除。

橋面清理干凈后布置若干標(biāo)高和中線觀測點，精確測量各點的標(biāo)高值及橋梁偏移情況，并做好記錄，以便在頂升過程中及時監(jiān)控橋梁位移情況，及時進(jìn)行調(diào)控。

3.2 成立現(xiàn)場領(lǐng)導(dǎo)組

現(xiàn)場指揮組設(shè)總指揮1名，全面負(fù)責(zé)現(xiàn)場指揮作業(yè)。指揮組下設(shè)5個職能小組，分別是結(jié)構(gòu)組、監(jiān)測組、控制組、液壓組和作業(yè)組，負(fù)責(zé)相關(guān)的工作，各職能小組設(shè)組長1名。

3.3 頂升系統(tǒng)安裝調(diào)試

利用橋梁原有蓋梁(橋臺)作為頂升的反力基礎(chǔ)，蓋梁(橋臺)頂面用砂漿找平并墊上25cm×25cm的薄鋼板作為整體頂升千斤頂?shù)南轮吸c。在空心板梁底墊設(shè)3cm鋼板作為千斤頂?shù)纳现吸c。由于上部結(jié)構(gòu)不平，所以在該處需準(zhǔn)備一些超簿的楔形墊塊，以利墊平。

橋梁在調(diào)坡頂升過程中，板梁水平投影長度會發(fā)生變化，且會對蓋梁產(chǎn)生水平推力，但本次橋梁各墩臺的頂升高度較小，相鄰墩臺高差3mm～5mm，采用分次頂升，產(chǎn)生的縱向位移及水平推力較小，不用采取縱向限位措施。但橫向位移的限位措施仍然需要，在橋臺位置處設(shè)置鋼限位柱，限位柱通過植筋與橋臺連接。

頂升系統(tǒng)安裝完成后要進(jìn)行檢查及調(diào)試，檢查包括千斤頂安裝是否垂直牢固、限位結(jié)構(gòu)安裝是否牢固、影響頂升的設(shè)施是否已全部拆除、主體結(jié)構(gòu)與其它結(jié)構(gòu)的連接是否已全部去除。調(diào)試的主要內(nèi)容包括：液壓系統(tǒng)檢查、控制系統(tǒng)檢查、監(jiān)測系統(tǒng)檢查、初值的設(shè)定與讀取。

3.4 頂升前交驗點的確定

在每個橋墩處的橋面上取3個監(jiān)測點，兩點在橋面兩側(cè)，一點在中線上，分別用于監(jiān)測頂升過程中橋梁的標(biāo)高及中線位置變化，并作為頂升結(jié)束后的交驗點。頂升前應(yīng)測得標(biāo)高點初始值，以便頂升完成后進(jìn)行復(fù)核。

3.5 試頂升

為了觀察和考核整個頂升施工系統(tǒng)的工作狀態(tài)的校核，在正式頂升之前，應(yīng)進(jìn)行試頂升，頂升高度為10mm。試頂升結(jié)束后，提供整體姿態(tài)、結(jié)構(gòu)位移等情況，為正式頂升提供依據(jù)。

3.6 正式頂升

試頂升后，觀察若無問題，便進(jìn)行正式頂升，每次頂升的高度應(yīng)稍高于墊塊厚度，能滿足墊塊安裝的要求即可，不宜超出墊塊厚度太多，以避免負(fù)載下降的風(fēng)險；頂升關(guān)系到主體結(jié)構(gòu)的安全，各方要密切配合；整體頂升過程中，認(rèn)真做好記錄工作；在施工過程中，要密切觀察結(jié)構(gòu)的變形情況。

3.7 頂升過程控制

整個頂升過程應(yīng)保持頂升點處位移傳感器誤差小于設(shè)定值1mm，一旦位置誤差大于1mm，比例同步控制系統(tǒng)需對該點單獨調(diào)整。

每一輪頂升完成后，對計算機顯示的各千斤頂?shù)奈灰坪颓Ы镯數(shù)膲毫η闆r，隨時整理分析，如有異常，及時處理。頂升并固定完成后，測量各標(biāo)高觀測點的標(biāo)高值，計算各觀測點的抬升高度，作為工程交工驗收資料。

3.8 永久墊塊及支座安裝

頂升到位后，按照圖紙要求布置永久墊塊，將支座安裝在永久墊塊上，永久墊塊與支座下的鋼板粘結(jié)，最后取出千斤頂和千斤頂下方的工具式墊塊。

3.9 鋼筋安裝

鋼筋安裝前，要先對新老混凝土結(jié)合面進(jìn)行鑿毛處理。鋼筋現(xiàn)場加工、制作、綁扎，將綁扎好的鋼筋籠安裝在橋臺及蓋梁上，現(xiàn)場綁扎時，鋼筋間的間距滿足設(shè)計要求，位置偏差控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)。鋼筋的綁扎要符合設(shè)計規(guī)范要求，在靠近模板的鋼筋外側(cè)綁一定數(shù)量的墊塊，以保證澆筑混凝土?xí)r鋼筋的保護(hù)層厚度。擺放有焊接接頭和綁扎接頭的鋼筋時，其接頭位置同一截面接頭數(shù)量，搭接長度按現(xiàn)行施工規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。鋼筋交叉點采用鐵絲扎牢。所有箍筋與受力鋼筋垂直設(shè)置，箍筋彎鉤疊合處，沿受力鋼筋方向錯開布置。

3.10 模板安裝

模板采用專業(yè)廠家制作的精制木模板。木模在施工現(xiàn)場制作，木模與混凝土接觸的表面應(yīng)平整、光滑，模板制造完成后要進(jìn)行預(yù)拼檢驗，安裝前要進(jìn)行模板打磨，并涂脫模劑。安裝側(cè)模時，應(yīng)防止模板移位凸出，可在模板外設(shè)立支撐固定，模板設(shè)對拉桿固定。

3.11 混凝土澆筑

混凝土由攪拌車運送到施工部位，進(jìn)行混凝土澆注，混凝土的運輸能力應(yīng)滿足初凝和澆注速度的需要，使?jié)沧⒐ぷ鞑婚g斷，混凝土運到澆注地點后應(yīng)保持良好的和易性和規(guī)定的坍落度。

4 頂升過程監(jiān)測

頂升過程中為保證橋梁的整體姿態(tài)需進(jìn)行監(jiān)測，包括結(jié)構(gòu)的平動、轉(zhuǎn)動和傾斜姿態(tài)監(jiān)測以及結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測。監(jiān)測貫穿于頂升全過程中。

4.1 監(jiān)測部位及監(jiān)測內(nèi)容

(1)墩臺沉降觀測：設(shè)置墩臺沉降觀測體系來反應(yīng)墩臺沉降狀況，及時做出相應(yīng)的措施。

(2)橋面標(biāo)高觀測：設(shè)置橋面標(biāo)高觀測點可以精確地知道每個橋墩處的梁板實際頂升高度，使頂升到位后橋面標(biāo)高得到有效控制。

4.2 監(jiān)測方案實施

(1)監(jiān)測準(zhǔn)備，主要是布置測點。

(2)施工前監(jiān)測，主要是對各監(jiān)測點取得各項監(jiān)測參數(shù)的初值，如觀測點坐標(biāo)情況、標(biāo)高等。

(3)整體頂升監(jiān)測，包括頂升、支撐、落梁等過程的監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容主要包括位移監(jiān)測、橋梁的整體姿態(tài)監(jiān)測、應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測等。

5 應(yīng)急措施

5.1 電腦控制系統(tǒng)故障

電腦控制系統(tǒng)因意外撞擊而造成系統(tǒng)故障(死機、重啟或者程序無反應(yīng)等)：將系統(tǒng)設(shè)定為一旦沒有電腦信號，整個系統(tǒng)處于保壓狀態(tài)，并且發(fā)出警報，千斤頂鎖死；在操作界面上設(shè)定專門的應(yīng)急操作按鈕?？梢栽诰o急情況下啟動該程序，使整個工程進(jìn)入事先設(shè)定的閉鎖狀態(tài)，經(jīng)過故障處理后，由總指揮決定是否繼續(xù)作業(yè)。為主控電腦配置專用的UPS，提供不間斷電源。

5.2 液壓設(shè)備故障

(1)泵站由于斷電等原因不能正常提供動力：千斤頂要具有自鎖功能，可以自動關(guān)閉均載保護(hù)閥，千斤頂?shù)捻斏Ρ３植蛔儭?/p>

(2)油管突然暴裂：在每個千斤頂上裝有均載保護(hù)閥可保證液壓千斤頂?shù)挠筒煌庑?，保證結(jié)構(gòu)的決對安全。

(3)千斤頂不能正常提供壓力：事先多預(yù)備千斤頂和墊塊，可先用墊塊支撐，然后由液壓工程師維修或者更換千斤頂。

5.3 結(jié)構(gòu)監(jiān)測值超限事故

(1)當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形或者裂縫：立即暫?；蛘咄Ｖ鬼斏M織有關(guān)人員對出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行評價分析，查找原因，根據(jù)評價結(jié)論采取相應(yīng)的處理措施，同時加強監(jiān)測。

(2)梁板頂升速度不一致：立即停止頂升，組織人員分析原因。使梁板較高處千斤頂保持壓力不動，另一側(cè)緩慢加壓，使其上升；當(dāng)兩端處于平衡位置時，停止“糾偏”，根據(jù)分析原因，兩邊同時加壓，壓力適當(dāng)調(diào)整。

5.4 千斤頂發(fā)生內(nèi)泄

所有千斤頂在頂升前均需保壓；當(dāng)千斤頂發(fā)生內(nèi)泄時，液壓泵站供油將加快，此時頂升速度將下降，通過此方法可及時發(fā)現(xiàn)千斤頂內(nèi)泄。同時頂升或下落時，采用輔助的隨動螺旋千斤頂跟進(jìn)，保證頂升下落的萬無一失。

6 結(jié)語

橋梁頂升完成后，各空心板梁、空心板之間的鉸縫、橋面整體化層、橋臺及蓋梁均未出現(xiàn)裂縫等異?，F(xiàn)象，同步頂升效果較好。舊橋頂升能同時充分利用原結(jié)構(gòu)，在滿足結(jié)構(gòu)安全的前提下合理降低改造工程的造價，大大縮短了工程工期，降低了環(huán)境污染。

張 諫(1985.11-)，男，四川南充人，本科，工程師，科員，主要從事公路工程。

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U445.6∶TH211.1∶U445.4

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2095-1809(2017)03-0048-03