頂升技術(shù)在斜拉橋改造中的應(yīng)用

肖 華

（上海滬嘉交通安全設(shè)施工程有限公司，上海 201802）

1 工程概況

某橋是一座特大型橋梁，主橋采用兩跨變截面部分斜拉橋，單幅、單塔，跨徑為101m+101m，全長(zhǎng)202m，橋梁總寬33m。因航道升級(jí)改造，現(xiàn)狀通航凈寬38m需調(diào)整為60m，凈高5m需調(diào)整為7m，因此抬高老橋標(biāo)高進(jìn)行頂升改造。此次整體頂升高度為1.87m。主墩頂升重量約1.7萬(wàn)t，主橋整體頂升重量約2.2萬(wàn)t。

2 方案概述

2.1 總體方案

主墩為塔梁墩固結(jié)體系，采用型鋼混凝土抬梁-抱柱梁托換技術(shù)，利用原承臺(tái)或原墩柱作為下部支承點(diǎn)，在支承點(diǎn)上安裝大噸位主動(dòng)液壓千斤頂與保護(hù)千斤頂，并利用控制系統(tǒng)整體頂升至設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后墩柱接高、加粗等。

過(guò)渡墩采用承臺(tái)—鋼支撐—箱梁的傳力體系進(jìn)行頂升。在原承臺(tái)上植筋錨固鋼支撐體系，在鋼支撐與箱梁底之間安裝主動(dòng)千斤頂，并在原支座位置通過(guò)切割安裝保護(hù)千斤頂，通過(guò)PLC電腦同步控制進(jìn)行頂升到位，然后墩柱接高等。

2.2 工程難點(diǎn)、特點(diǎn)

（1）主墩頂升重量巨大，達(dá)1.7萬(wàn)t，需采用大噸位頂升千斤頂且投入數(shù)量多；主橋?yàn)樾崩瓨?，需要更好地同步控制?duì)上部的內(nèi)力影響，引橋同步頂升選用的控制點(diǎn)較多，如何有效同步控制是一個(gè)難點(diǎn)。

（2）該橋?yàn)樗憾展探Y(jié)體系，如何安全托換至抬梁上，是工程的重中之重；如何保證墩身鉆孔位置的準(zhǔn)確性是難點(diǎn)；預(yù)制抬梁體量較大，如何運(yùn)輸至主墩施工平臺(tái)上是難點(diǎn)；安裝抬梁的預(yù)留孔尺寸有限，如何快速、準(zhǔn)確安裝抬梁是難點(diǎn)。

（3）承臺(tái)處于常水位下，加上主墩承臺(tái)施工操作空間有限，施工圍堰及新增平臺(tái)是該工程的一個(gè)難點(diǎn)。

（4）如何合理選擇支撐布置是一個(gè)難點(diǎn)。主墩安裝頂升設(shè)備的空間有限，如何安裝、拆除頂升設(shè)備是一個(gè)難點(diǎn)。

（5）在頂升時(shí)若整個(gè)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)意外因素時(shí)，仍能保證結(jié)構(gòu)絕對(duì)安全是該工程的難點(diǎn)之一。

（6）頂升高度較高，臨時(shí)墊塊和頂升循環(huán)多，對(duì)整體穩(wěn)定性提出了更高的要求。

（7）頂升過(guò)程中，橋梁可能出現(xiàn)平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，必須采取措施避免產(chǎn)生偏移，如何更有效選用限位措施是難點(diǎn)。

（8）頂升規(guī)模大，如何使頂升時(shí)對(duì)交通、社會(huì)的影響達(dá)到最小是難點(diǎn)。

3 施工主要步驟

（1）圍堰及水上平臺(tái)搭設(shè)；（2）主墩空心部分抬梁鉆孔、運(yùn)輸、安裝及空隙間壓漿；（3）主墩空心部分灌漿；（4）主墩索塔位置抬梁鉆孔、運(yùn)輸、安裝及空隙間壓漿；（5）主墩抱柱梁（抬梁間系梁）及限位柱澆筑；（6）主墩主動(dòng)及保護(hù)千斤頂安裝；（7）過(guò)渡墩主動(dòng)千斤頂、保護(hù)千斤頂安裝；（8）調(diào)試、保壓，切割；（9）頂升19個(gè)行程至設(shè)計(jì)標(biāo)高。接下來(lái)，墩柱接高、加粗等。現(xiàn)場(chǎng)施工照片如圖1所示。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)施工照片

4 主橋頂升成果分析

整個(gè)頂升高度1.87m，歷時(shí)8d。

（1）橋面標(biāo)高。每斷面布置4個(gè)測(cè)量點(diǎn)，布置在靠近防撞墻兩側(cè)，約每3行程測(cè)量1次。分析整個(gè)行程數(shù)據(jù)可知：①頂升高度與立柱劃線測(cè)量結(jié)果基本吻合，橋面標(biāo)高數(shù)據(jù)比橋墩普遍高2～4mm，分析可能是橋面測(cè)量誤差，也可能和溫度變化有關(guān)。②橋面數(shù)據(jù)比較均勻，梁體四個(gè)角點(diǎn)高差均在2mm左右，梁體頂升同步性滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

（2）頂升高度偏差?，F(xiàn)場(chǎng)每1行程測(cè)量1次，并匯總做好記錄。分析整個(gè)行程數(shù)據(jù)可知：①頂升過(guò)程中，各墩間頂升高度平均值最大高差為5mm，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)精度要求。②最終頂升高度，南過(guò)渡墩為1874mm，主墩為1872mm，北過(guò)渡墩為1871mm。③頂升到位后，各墩間最大頂升高差為3mm，同一橋墩左右立柱最大頂升高度差值為5mm，主橋各墩豎向頂升高差均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)精度要求。主橋頂升實(shí)測(cè)高度數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 主橋頂升實(shí)測(cè)高度數(shù)據(jù)（以19行程為例） 單位：mm

表2 主橋頂升實(shí)測(cè)偏位數(shù)據(jù)（以19行程為例）單位：mm

（3）應(yīng)變測(cè)量。頂升前箱梁上埋設(shè)應(yīng)力應(yīng)變計(jì)。每8行程測(cè)量1次。在主墩切割及頂升過(guò)程中，應(yīng)變監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示箱梁內(nèi)部及主墩墩身應(yīng)變變化較小，應(yīng)變值最大為2.36微應(yīng)變，換算成應(yīng)力為0.08MPa，箱梁應(yīng)力變化較小。

（4）偏位測(cè)量。頂升前在墩身上設(shè)置好監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并通過(guò)在橋面上做好測(cè)量點(diǎn)復(fù)核。每1行程測(cè)量1次。主橋頂升實(shí)測(cè)偏位數(shù)據(jù)如表2所示。分析整個(gè)行程數(shù)據(jù)可知：橋面縱橫向偏位與墩身偏位結(jié)果基本吻合。橫橋向偏位：南過(guò)渡墩向西偏7mm，主墩向西偏位3mm，北過(guò)渡墩向西偏位1mm。修正溫度引起的梁長(zhǎng)伸縮影響后，縱橋向偏位：南墩向北偏7mm，主墩向北偏9mm，北墩向北偏7mm。橫向、縱向偏位滿(mǎn)足設(shè)計(jì)精度要求。

（5）主塔偏移測(cè)量。主塔頂升實(shí)測(cè)偏位數(shù)據(jù)如本刊99頁(yè)表3所示。分析整個(gè)行程數(shù)據(jù)可知：頂升到位后，主塔塔頂向北偏位4mm，向東偏位7mm。

（6）經(jīng)濟(jì)效益。加固方案經(jīng)濟(jì)效益比較如本刊99頁(yè)表4所示。從表4可以看出，若拆除重建需資金約1.5億，而采用整體頂升的方法總造價(jià)約5800萬(wàn)，可以節(jié)約投資約9200萬(wàn)，有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)束語(yǔ)

橋梁頂升施工充分地保證了橋梁在頂升過(guò)程中的整體受力，對(duì)現(xiàn)有梁體損壞較小，較大程度上延長(zhǎng)了橋梁服務(wù)壽命；加上相對(duì)于拆除重建新橋方式更經(jīng)濟(jì)、快速、安全可靠，對(duì)航道和公路運(yùn)輸影響小，對(duì)環(huán)境的污染少。文章以某斜拉橋?yàn)槔?，該工程的成功頂升為橋梁后續(xù)階段的改造提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)，有助于同等條件下橋梁的頂升，該工程的成功頂升極大推動(dòng)了橋梁頂升事業(yè)邁上一個(gè)新臺(tái)階。

表3 主塔頂升實(shí)測(cè)偏位數(shù)據(jù)（以19行程為例）

表4 加固方案比較