跨營(yíng)業(yè)線橋梁頂升施工工藝及操作要點(diǎn)

范 忠 明

(南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210000)

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跨營(yíng)業(yè)線橋梁頂升施工工藝及操作要點(diǎn)

范 忠 明

(南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210000)

結(jié)合藍(lán)煙鐵路立交橋施工實(shí)例，闡述了橋梁頂升施工方法及操作要點(diǎn)，指出在既有線橋梁改造中，采用橋梁整體同步頂升方案，增大橋下凈空，既保證了橋梁結(jié)構(gòu)的使用要求，又節(jié)約了投資，滿足了橋梁立體交通發(fā)展的需要。

立交橋，頂升作業(yè)，千斤頂，鋼支撐體系

1 概述

橋梁頂升改造技術(shù)，是采用千斤頂及輔助設(shè)備，在保持原來(lái)現(xiàn)有的橋梁主體梁跨結(jié)構(gòu)不被破壞的情況下，將橋梁梁跨整體向上頂升一段高度，增大橋下凈空，以滿足橋梁立體交通發(fā)展的需要。橋梁頂升改造技術(shù)的應(yīng)用，改變了既有橋梁整體結(jié)構(gòu)正常，卻因橋下空間不夠，而被拆除的命運(yùn)，避免了橋梁拆除重建的不必要浪費(fèi)，有效節(jié)約了大量的重建資金。該技術(shù)適用于凈空不足的跨線立交橋梁、航道橋梁、線路整體改造橋梁以及橋梁支座更換等工程項(xiàng)目，本文重點(diǎn)闡述藍(lán)煙鐵路立交橋工程改造中，采用的橋梁整體同步頂升施工工藝及操作要點(diǎn)，可對(duì)既有立交橋梁施工改造起到一定指導(dǎo)性作用。

2 工程概況

中鐵一局五公司施工承建的青榮城際鐵路，在其里程DK94+515.8處，和現(xiàn)既有的藍(lán)煙鐵路公鐵立交橋相交叉，要求線路從其下穿過(guò)。藍(lán)煙鐵路的立交橋?qū)⒖缭絻晒烧€，一股站線及兩股渡線，而由于原橋梁高度不夠，將影響青榮城際鐵路凈空高度要求。原初步設(shè)想為拆除既有梁跨后重建，但考慮到重建投資較大，后進(jìn)一步根據(jù)新建青榮城際鐵路凈空要求，和橋梁結(jié)構(gòu)特征、外觀環(huán)境因素等方面評(píng)估結(jié)論，最終決定對(duì)上跨藍(lán)煙鐵路(23+35+23)m預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋進(jìn)行改造，采用梁跨整體頂升方案，以滿足下穿的新建青榮城際鐵路凈空要求。藍(lán)煙鐵路(23+35+23)m預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋，箱梁截面形式為單箱多室截面，一聯(lián)的混凝土約為831 m3(含橋面鋪裝、防撞護(hù)欄)，總重約2 161 t，采用梁跨整體頂升，頂升高度以橋梁中心處為標(biāo)準(zhǔn)0號(hào)臺(tái)頂升高0.828 m，1號(hào)墩頂升高0.636 m，2號(hào)墩頂升高0.331 m，3號(hào)臺(tái)頂升高0.137 m，工程由中鐵一局五公司承建施工。

3 橋梁頂升施工方法

藍(lán)煙鐵路立交橋橋梁整體同步頂升施工方法，是采用在原有橋墩臺(tái)上安裝千斤頂，以橋墩基礎(chǔ)為頂升反力，實(shí)施頂升箱梁作業(yè)。

頂升千斤頂和跟隨千斤頂安裝，在橋臺(tái)位置處，主要布設(shè)安裝在橋梁兩端的橫梁下部，在橋墩位置處，使用吊機(jī)將其吊放至橋梁中間橫隔梁的底部。頂升操作的控制系統(tǒng)是采用PLC液壓同步頂升技術(shù)，使用液壓變頻調(diào)速分兩個(gè)過(guò)程頂升。首先采用一定高度比例將橋墩臺(tái)各位置的千斤頂同步向上頂升10 mm，然后再將千斤頂按設(shè)計(jì)頂升值分步操作，最終使橋梁梁體頂升達(dá)到設(shè)計(jì)高度。橋梁梁跨頂升就位后，應(yīng)立即鑿除橋墩臺(tái)原頂層部分混凝土至露筋，加設(shè)鋼筋，圍立模板，澆筑混凝土，以加高原有橋墩臺(tái)的高度。待墩臺(tái)接高混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行落梁。

4 橋梁頂升技術(shù)操作要點(diǎn)

4.1 施工準(zhǔn)備

橋梁頂升施工過(guò)程中，各作業(yè)工序可能對(duì)營(yíng)業(yè)線行車(chē)及設(shè)備的使用造成一定的影響，應(yīng)制定以下防護(hù)措施：

施工作業(yè)前，對(duì)營(yíng)業(yè)線地埋纜線進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)勘查，防止在基礎(chǔ)加固開(kāi)挖時(shí)可能挖斷營(yíng)業(yè)線地埋纜線，造成通信或信號(hào)中斷，影響行車(chē)。積極配合設(shè)備管理單位對(duì)施工范圍內(nèi)的地埋纜線采用探挖的方式進(jìn)行確認(rèn)，明確地埋纜線的位置及埋深，并對(duì)影響施工的地埋纜線進(jìn)行遷改保護(hù)措施。

在橋梁頂升作業(yè)進(jìn)入既有線兩側(cè)段，要平行安設(shè)臨時(shí)塑鋼防護(hù)柵欄，臨時(shí)柵欄兩端與原防護(hù)柵欄連接形成封閉，在適當(dāng)位置拆除原小部分防護(hù)柵欄作為施工通道，施工結(jié)束后拆除臨時(shí)防護(hù)柵欄，對(duì)原防護(hù)柵欄進(jìn)行恢復(fù)。

由于既有線兩側(cè)回流線及架空地線距墩柱凈距不足，頂升鋼支墩支立可能危害回流線，造成電力中斷，影響行車(chē)安全。故作業(yè)前與地方供電段人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，距離不滿足要求的，施工前必須對(duì)回流線進(jìn)行落地，確?；亓骶€安全。

墩柱與既有線外側(cè)鋼軌凈距較小，基礎(chǔ)開(kāi)挖可能影響鐵路路基穩(wěn)定，施工前在基礎(chǔ)外側(cè)澆筑混凝土擋墻，對(duì)既有鐵路路基進(jìn)行加固，穩(wěn)定后緊靠坡腳搭設(shè)鋼管腳手架，外側(cè)滿鋪竹膠板形成隔離墻進(jìn)行防護(hù)。

4.2 反力基礎(chǔ)加固

一般將橋墩承臺(tái)作為頂升施工反力基礎(chǔ)，千斤頂鋼支撐錨固在承臺(tái)頂面上，如果承臺(tái)基礎(chǔ)因承載力不足或空間不夠，而達(dá)不到頂升時(shí)的承載反力要求，應(yīng)考慮加寬承臺(tái)基礎(chǔ)。

由于橋臺(tái)端部安裝了千斤頂，其承載反力將改變橋臺(tái)端部位置的受力，造成橋臺(tái)基礎(chǔ)前端受力增大，為避免對(duì)橋臺(tái)造成損壞，需在原基礎(chǔ)前端進(jìn)行混凝土加寬處理。

4.3 組合鋼支撐體系安裝

橋梁頂升組合鋼支撐體系是和頂升千斤頂相對(duì)應(yīng)的，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，橋臺(tái)處設(shè)置4臺(tái)千斤頂和3臺(tái)跟隨頂，橋墩處設(shè)置4臺(tái)千斤頂和8臺(tái)跟隨頂，故鋼支墩體系為橋臺(tái)處單排7個(gè)鋼支墩、橋墩處為雙排12個(gè)鋼支墩。在橋梁承臺(tái)上布置頂升支撐系統(tǒng)時(shí)要充分考慮頂升施工的需要，預(yù)留出足夠的施工作業(yè)空間。

組合鋼支撐體系主要采用φ609×16 mm鋼管立柱為其主要支撐結(jié)構(gòu)，鋼管支撐的長(zhǎng)度與千斤頂?shù)男谐滔噙m應(yīng)，剪刀撐和平聯(lián)材料選用槽鋼和角鋼與立桿焊接形成格構(gòu)柱，確保結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定。

鋼支撐安裝前對(duì)安裝基礎(chǔ)進(jìn)行找平，平整度控制在2 mm以?xún)?nèi)，鋼支撐安裝完畢對(duì)其位置、垂直度、與基礎(chǔ)間的密貼程度進(jìn)行驗(yàn)收，其中平面位置縱橫向不超過(guò)20 mm，垂直度偏差不超過(guò)0.5%。

4.4 千斤頂布置

在2個(gè)橋臺(tái)位置上，各安裝了4臺(tái)500 t的頂升千斤頂和3臺(tái)500 t的機(jī)械跟隨頂，在2個(gè)橋墩位置上各安裝了4臺(tái)500 t的頂升千斤頂和6臺(tái)500 t的機(jī)械跟隨頂。頂升千斤頂采用同步PLC液壓頂升系統(tǒng)控制，機(jī)械跟隨頂采用一套同步跟隨系統(tǒng)控制。

4.5 橋梁整體頂升

初步頂升，為了檢查千斤頂在整個(gè)頂升施工系統(tǒng)的工作狀態(tài)，以及對(duì)橋梁重量結(jié)果的校核，在正式頂升之前，應(yīng)進(jìn)行初步頂升操作，初步頂升高度為10 mm。在初步頂升前，先對(duì)原橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面測(cè)量，記錄原始數(shù)據(jù),作為正式頂升數(shù)據(jù)的計(jì)算和監(jiān)測(cè)依據(jù)。初步頂升時(shí)先將荷載加載到設(shè)計(jì)值的80%，觀察各千斤頂油壓等工作是否正常，然后逐步緩慢加載，當(dāng)各千斤頂頂升高度達(dá)到10 mm后，停機(jī)10 min，讓各千斤頂保持支頂受壓狀態(tài)，全面檢查橋梁線形變化情況，鋼管支撐架有無(wú)變形，千斤頂支頂部位有無(wú)滑移，混凝土局部有無(wú)裂紋等破壞現(xiàn)象發(fā)生。初步頂升合格后才能進(jìn)行正式頂升。

正式頂升，先由主千斤頂開(kāi)始頂升，當(dāng)主千斤頂頂升達(dá)到一個(gè)行程后停止，這時(shí)提升跟隨千斤頂上升至和主千斤頂同一個(gè)頂面位置，然后主千斤頂緩慢回油，逐步下降落頂，而跟隨千斤頂逐漸受力支撐梁體重量。然后在主千斤頂下加設(shè)臨時(shí)鋼墊塊，操控主千斤頂開(kāi)始第二個(gè)行程的頂升，當(dāng)主千斤頂頂?shù)搅后w開(kāi)始受力后，可使跟隨千斤頂緩慢回油逐步落頂，之后在其下也加設(shè)臨時(shí)鋼墊塊。千斤頂每次頂升的行程要能滿足加設(shè)鋼墊塊的厚度安裝要求，但也不能頂升過(guò)高，以免支承不穩(wěn)而造成安全事故。每次頂升要控制拉線傳感器誤差小于2 mm，一旦超限，應(yīng)立即停止控制系統(tǒng)頂升，以確保梁體安全。

4.6 頂升作業(yè)中橋梁整體監(jiān)測(cè)

在橋梁頂升作業(yè)過(guò)程中，隨著梁體上部結(jié)構(gòu)的頂升，全橋梁體的縱向偏差、梁縫寬度等都會(huì)發(fā)生一定的變化，梁體頂升支承點(diǎn)的相對(duì)位置變化對(duì)連續(xù)梁受力狀態(tài)將會(huì)產(chǎn)生一定的影響。為此在頂升作業(yè)的同時(shí)，要及時(shí)對(duì)箱梁梁體的縱橫向位移、箱梁梁體的應(yīng)力變化、橋面標(biāo)高和橋墩臺(tái)的沉降等進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，并及時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋，以利于及時(shí)采取措施調(diào)整施工加載過(guò)程，消除不利因素的影響，確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全。

4.7 加高墩臺(tái)及墊石施工

當(dāng)梁體頂升到設(shè)計(jì)高度后，由跟隨千斤頂受力支撐梁體重量，即可拆除頂升主千斤頂。然后人工使用風(fēng)鎬對(duì)墩臺(tái)頂混凝土表面鑿除浮漿,露出鋼筋或粗骨料,并對(duì)鑿除面用水沖洗干凈,不留有雜物和灰塵,墩柱頂混凝土鑿除作業(yè)中，要注意避免對(duì)頂升支撐系統(tǒng)的擾動(dòng)。然后按設(shè)計(jì)圖紙布置接高鋼筋并與原墩臺(tái)鋼筋焊接，模板采用鋼板模，其加工設(shè)計(jì)要按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況布置，要充分考慮支撐系統(tǒng)對(duì)模板安裝的影響。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用直接將支座固定于梁底，現(xiàn)場(chǎng)綁扎墊石鋼筋，現(xiàn)澆墊石混凝土方式，加快了施工進(jìn)度。

4.8 落梁

在墩臺(tái)頂增高混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，檢查墊石、支座的標(biāo)高，然后控制主千斤頂緩慢降低梁體落到新支座上，對(duì)梁體與支座間的空隙，采用楔形鋼板塞填調(diào)整。

5 結(jié)語(yǔ)

藍(lán)煙鐵路立交橋橋梁梁體頂升作業(yè)施工歷時(shí)70 d，其梁體到達(dá)頂升設(shè)計(jì)位置后，經(jīng)測(cè)量平面誤差小于5 mm，梁體線形平順，橋梁整體結(jié)構(gòu)沒(méi)有任何損傷，施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，在不影響既有線交通情況下，不僅保證了施工工期，增大了橋下凈空，較好地解決了原有橋梁結(jié)構(gòu)的功能性改造，避免了橋梁拆除重建的不必要浪費(fèi)，而且也取得了較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，為今后跨營(yíng)業(yè)線橋梁頂升施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1] 趙新征.高速公路橋梁頂升施工工藝及應(yīng)用技術(shù)[J].公路交通科技,2011(5)：42-43.

[2] 林 杰，寇永增.橋梁頂升工程施工工藝及關(guān)鍵技術(shù)[J].遼寧省交通高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào),2013(2)：80-81.

Discussion on construction technology and operation key points of bridge lifting in crossing business line

Fan Zhongming

(NanjingVocationalInstituteofTransportTechnology,Nanjing210000,China)

In this paper, the construction method and operation key points of the bridge jacking are expounded in the light of the example of the construction of the Lan-Yan railway interchange bridge, point out in the reconstruction of cable bridge, the overall bridgehead lifting scheme is adopted to increase the clearance under the bridge, which not only ensures the use of the bridge structure, but also saves the investment and meets the needs of the development of the three-dimensional traffic.

interchange, lifting operation, jack, steel support system

2016-11-22

范忠明(1963- )，男，副教授

1009-6825(2017)04-0178-03

U445

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