橋梁改造和加固中橋梁頂升應(yīng)用

摘 要：針對橋梁改造和加固中橋梁頂升應(yīng)用進(jìn)行研究，探討了頂升方式的特點(diǎn)。結(jié)合這些內(nèi)容，總結(jié)了橋梁改造和加固中橋梁頂升應(yīng)用，內(nèi)容有：頂升施工方法、頂板控制系統(tǒng)、千斤頂?shù)牟贾谩⑾尬恢Ъ?。最后結(jié)合工程實(shí)例，分析了頂升法的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：橋梁改造；加固；橋梁頂升

中圖分類號：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）18-0138-02

隨著交通運(yùn)輸?shù)倪M(jìn)一步發(fā)展，橋梁建設(shè)項(xiàng)目越來越多，部分已有橋梁已經(jīng)難以滿足當(dāng)前交通需求。因此，就需要對橋梁進(jìn)行改造和加固，橋梁頂升主要是指采用液壓等定身系統(tǒng)，對橋梁主要承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行緩慢的太高。無論是對舊橋進(jìn)行改造，還是對橋下進(jìn)行凈空處理，或者實(shí)施維修化加固處理，均需要對橋梁進(jìn)行頂升。

1 頂升法概述

頂升法施工過程中，不需要使用大型的起重設(shè)備，當(dāng)?shù)孛媸┕ね瓿芍?，分成上頂升和下頂升兩種方式。上頂升法千斤頂?shù)怪в谖萆w結(jié)構(gòu)支點(diǎn)下的墊塊上，墊塊即為以后的柱帽。在剛開始的時候，柱帽在柱基塊位置結(jié)構(gòu)慢慢抬高。而柱塊屬于方形以及門子形，在對柱塊進(jìn)行更具體安裝過程中，可以采用鋪墊水泥砂漿的方式對幫條進(jìn)行焊接，同時還需對柱塊的開口位置進(jìn)行封閉，通過這種方式提升柱子的穩(wěn)定性。在上頂升方式黨和總，頂升的重量恒定，穩(wěn)定性比較好。因此，這種方式被廣泛應(yīng)用。下頂升法的使用，主要是將千斤頂放置在柱基上，能夠適當(dāng)?shù)臏p少高空作業(yè)，但是隨著頂升重量的進(jìn)一步增加，特別是在柱基的外部形成相應(yīng)的活動支點(diǎn)，這種頂升方式缺乏穩(wěn)定性，因此該方式已經(jīng)很少被應(yīng)用。

2 橋梁改造和加固中橋梁頂升應(yīng)用

2.1 頂升施工方法

對于橋梁梁板的頂升方式以及頂升的高度而言，施工方式主要有以下幾種類型：

2.1.1 直接頂升法

如果條件允許，有充足的空間在梁蓋和梁板之間安裝千斤頂，或者可以適當(dāng)?shù)膶⒘荷w后面鑿除而安裝千斤頂，可以直接在梁板助板的位置安裝超薄千斤頂，同時將梁蓋作為頂升的受力基礎(chǔ)，進(jìn)行接下來的頂升施工，頂升施工完成之后，需要對蓋梁進(jìn)行相應(yīng)的修復(fù)。

蓋梁的頂面位置使用25cm×25cm的薄板，將這一薄板當(dāng)成是千斤頂?shù)恼w頂升施工受力下的支撐點(diǎn)，而對于梁板底部而言，通常情況下無需對其進(jìn)行處理，若相鄰兩片梁板之間存在高差，可以在比較低的一片梁的底部墊設(shè)相應(yīng)的找平梁板進(jìn)行找平，通過這種方式，能夠促使其能夠處在相同水平面上，此后還需鋪設(shè)25cm×25cm的薄板當(dāng)成是千斤頂頂升施工過程中的受力支撐點(diǎn)[1]。

2.1.2 牛腿反力支撐法

對于河中或者在橋墩比較高的橋梁，對支架進(jìn)行直接搭設(shè)，將這一支架當(dāng)成反力基礎(chǔ)，這樣做難度相對較大，也會花費(fèi)較多的費(fèi)用?；蛘呱w梁和梁板之間的凈空無法安裝超薄千斤頂。對于這種類型的橋梁而言，可以使用牛腿反力頂升方式，這種施工方式一共分成兩種類型，第一種是在現(xiàn)有橋梁蓋梁上植入鋼筋，將這一內(nèi)容當(dāng)成是牛腿承載頂升反力的基礎(chǔ)性內(nèi)容。第二種是對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行制作，然后將這一鋼結(jié)構(gòu)當(dāng)成是牛腿掛件，直接安裝在蓋梁上承載提升反力的方式。

對牛腿反力頂升進(jìn)行具體施工工程中，在已經(jīng)存在的蓋梁外側(cè)進(jìn)行植筋，然后將其當(dāng)成是鋼牛腿反力基礎(chǔ)實(shí)施頂升施工。技術(shù)人員將千斤頂設(shè)置在兩片相鄰板梁的板縫下面，還可以在板梁的下端設(shè)置4cm厚的鋼板，通過這種方式來對集中應(yīng)力進(jìn)行分散。牛腿抗剪通過上部的抗剪鋼板來承受。在蓋梁的外側(cè)進(jìn)行植筋處理，要注意不能破壞鋼筋，然后采用電捶打孔。當(dāng)頂升施工完成之后，這種方式比較適合在橋梁的下部地基基礎(chǔ)中應(yīng)用，最后對蓋梁的表面進(jìn)行修補(bǔ)。

2.1.3 搭設(shè)頂升支架法

搭設(shè)頂升支架法，主要應(yīng)用在橋梁下部的地基承載較好的位置，技術(shù)人員直接對基礎(chǔ)進(jìn)行處理，此后對鋼管進(jìn)行安裝，對頂升反力進(jìn)行承載，從而達(dá)到頂升的目的。頂升支撐體系使用的主要是？準(zhǔn)600×12帶法蘭鋼管進(jìn)行支撐，而在梁板的底部位置對梁進(jìn)行分配，將其和千斤頂之間相互連接，從而促使千斤頂頂升體系和梁底之間相互緊密貼合在一起，具體的頂升過程中，頂升體系會因?yàn)榱旱纳叨饾u升高。鋼支撐搭設(shè)之前，需結(jié)合頂升的高度和鋼支撐的長度、前進(jìn)頂?shù)母叨鹊纫蛩貙ηЫ镯斶M(jìn)行支撐底混凝土墊厚度進(jìn)行確定。當(dāng)頂升到設(shè)計(jì)高度后，需要將墩頂下面的臨時支撐撤出，而千斤頂被收缸之后，正好將其作為設(shè)計(jì)頂升高度。對于原有地基基礎(chǔ)上，可以適當(dāng)?shù)匿佋O(shè)枕木，將這一內(nèi)容作為受力的基礎(chǔ)性內(nèi)容，然后在枕木上設(shè)置750mm×750mm×40mm的鋼板，還需設(shè)立支架、對千斤頂進(jìn)行安裝，還需在梁板的底部設(shè)置分配鋼梁[2]。

2.2 頂板控制系統(tǒng)

在對橋梁進(jìn)行整體頂升過程中，因?yàn)楹奢d不同以及相應(yīng)設(shè)備存在局限性，很難從根本上對油缸的不同步改造現(xiàn)象進(jìn)行消除，這就會引發(fā)極大的施工安全隱患。而使用PLC液壓同步頂升方式，和傳統(tǒng)工藝之間存在較大的差別，對于這種控制方式來說，在對力以及位移等進(jìn)行綜合控制的基礎(chǔ)上，因?yàn)橐簤呵Ы镯斂梢越柚兄氐姆绞?，精確的根據(jù)橋梁實(shí)際荷載，對橋梁進(jìn)行較為平穩(wěn)的頂舉，通過這種方式可以促使整個施工過程著紅的橋梁，因?yàn)楦郊討?yīng)力最低，液壓千斤頂結(jié)合分布的具體位置做出分組控制，然后和相應(yīng)的位移傳感器共同組成位置閉環(huán)，通過這一方式對橋梁頂升位移狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)合理的控制，通過這種方式來確保具體頂升過程中，存在整體性和同步性，進(jìn)一步保障梁蓋、板梁等結(jié)構(gòu)的安全性。

PLC液壓的整體同步控制系統(tǒng)，主要是借助液壓控制室和位移監(jiān)控系統(tǒng)、液壓千斤頂、液壓泵站等共同構(gòu)成的[3]。在液壓控制室內(nèi)，主要是結(jié)合預(yù)先編制的控制程序輸入液壓，同時進(jìn)行位移指令，然后對這些信息進(jìn)行傳輸，使其傳輸?shù)揭簤罕谜竞拖鄳?yīng)位移系統(tǒng)當(dāng)中去，當(dāng)液壓泵站收到液壓指令之后，則可以輸送液壓千斤頂，而液壓千斤頂可以結(jié)合液壓值而產(chǎn)生位移。相應(yīng)位移控制系統(tǒng)可以結(jié)合不同液壓千斤頂?shù)木唧w位移情況，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步去反饋，使其傳輸回PLC液壓控制室內(nèi)，軟件程序的控制，需結(jié)合所收到的位移信息進(jìn)行盡快修正，從而促使不同千斤頂?shù)奈灰瓶梢栽诓煌h(huán)內(nèi)的誤差進(jìn)行控制，使其保持在2mm范圍內(nèi)，通過這種方式能夠確保建筑物在具體位移過程中足夠安全平穩(wěn)的運(yùn)行。

2.3 千斤頂?shù)牟贾?/p>

結(jié)合頂升梁板具體重量，確定千斤頂數(shù)量，頂升的安全儲備系數(shù)可以設(shè)置為1.6。對于千斤頂而言，基本上布置在梁板的梁底部位，也可以布置在梁支座的中間位置[4]。

2.4 限位支架

對于橋梁的整體進(jìn)行具體頂升過程中，尤其是需要頂升的高度相對較大的時候。因?yàn)閷ηЫ镯斶M(jìn)行具體安裝過程中，垂直度上存在誤差，頂升過程中的其他因素對其帶來影響，具體頂升過程中，有可能會出現(xiàn)較為微小的水平位移，為了防止這種情況發(fā)生，在進(jìn)行實(shí)際定身時，可以在橋墩或者在橋臺的側(cè)面位置設(shè)置平面限位裝置，對縱向以及橫向的有可能出現(xiàn)的位移起到限制作用。而限位裝置主要應(yīng)用的是角鋼三角形懸臂支架。

3 案例分析

以某個高速公路為例，這一高速公路全長83.57km，時速為120km。該工程為高速公路改建工程，使用的橋梁頂升方式主要是針對原有結(jié)構(gòu)做出適當(dāng)?shù)念~改造也加固維護(hù)。該功工程特點(diǎn)如下：

技術(shù)人員主要采用的是單跨頂升施工方式，在實(shí)施頂升之前，要針對現(xiàn)有橋梁的鋪裝層做出相應(yīng)的分割處理，為分跨頂升施工奠定基礎(chǔ)[5]。同時橋梁以及涵洞的頂升需采用分跨分幅施工。部分橋梁的橋下積水相對較深，同時還和灌渠之間相交，這就給排水增添了難度。為了保護(hù)橋梁整體結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行頂升的同時，對同步性提出了較高的要求。

因?yàn)槿€結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)形式有所不同，具體的頂升方式也存在不同之處。對頂升的安全性和性價(jià)比進(jìn)行綜合分析，在具體施工過程中，對于橋梁的頂升施工，可以借助超薄千斤頂，對其進(jìn)行直接頂升，也可以采用牛腿反力頂升方式進(jìn)行頂升施工。針對明蓋板而言，全部使用牛腿反力頂升方式進(jìn)行具體施工，可以借助僑聯(lián)頂升方式，針對全線20多個橋梁以及通道進(jìn)行鋸?fù)仁┕?，施工效果較好[6]（見圖2）。

4 結(jié)束語

對不不同橋梁加固而言，對頂升方式進(jìn)行選擇，需結(jié)合橋梁的實(shí)際情況進(jìn)行。選擇最佳頂升方式，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期改造和加固目標(biāo)。技術(shù)人員使用頂升方式過程中，對千斤頂進(jìn)行科學(xué)有效的布設(shè)，從而促使頂升方式的效果得到最大化的發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)

[1]蘇 儉.承臺改造技術(shù)在橋梁頂升工程中的研究及應(yīng)用[J].中國市政工程，2017（01）：72～74+97.

[2]范忠明.跨營業(yè)線橋梁頂升施工工藝及操作要點(diǎn)[J].山西建筑，2017，43（04）：178～180.

[3]胡崇武.大型混凝土連續(xù)箱梁橋頂升與改造技術(shù)[J].公路，2016，61（04）：113～115.

[4]全國市政工程行業(yè)施工工法推介展示舊橋改造之橋梁同步頂升施工工法（升級版）[J].市政技術(shù)，2014，32（06）：7～8.

[5]程小峰.城市道路跨線橋梁頂升改造施工及其質(zhì)量監(jiān)控[J].安徽建筑，2014，21（05）：235～237.

[6]王海迪，李孝茹，蔡忠明，朱堅(jiān)民，金東華.橋梁頂升施工中千斤頂頂升距離與頂升力的無線實(shí)時測量系統(tǒng)[J].建筑施工，2014，36（05）：593～596.

收稿日期：2018-5-23

作者簡介：游 勇（1974-），男，工程師，大專，2015年前從事房屋建筑工程，房地產(chǎn)，市政橋梁工作，現(xiàn)從事橋梁養(yǎng)護(hù)維修加固改造工作。