多跨連續(xù)梁橋豎向變高度等速率抬升技術(shù)的應用

楊 帆

(貴州虎峰交通建設(shè)工程有限公司，貴州 貴陽 550000)

1 工程概況

某大橋始建于2010年，為7×30 m先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。主梁間距為2.25 m，翼緣板問留有0.5 m濕接縫。主梁肋厚0.2～0.5 m，馬蹄寬0.5 m。橫隔板連接采用現(xiàn)澆濕接縫形式，以保證梁的整體性。由于工程周邊工況發(fā)生巨大變化，加上橋下河水常年暴漲對公路及橋梁進行沖刷，橋梁連續(xù)梁底控制標高無法滿足水位設(shè)計標準，2018年上旬，通過對橋梁整體狀態(tài)和周邊環(huán)境進行充分勘測，決定對橋梁使用豎向變高度等速率抬升技術(shù)進行整體抬升。

2 抬升施工設(shè)計方案

2.1 施工流程設(shè)計

根據(jù)橋梁具體情況、周邊環(huán)境特點以及現(xiàn)有技術(shù)工藝條件，規(guī)劃整體施工流程見圖1。

圖1 施工設(shè)計流程方案

2.2 連續(xù)箱梁變高度等速率抬升要點

(1)準備階段

本案例大橋改造項目重點在于調(diào)整橋梁各墩臺頂升高度以及縱坡高度，因為橋梁本身自重和跨徑都非常大，進行頂升的時候需要對執(zhí)行設(shè)備及支撐性能進行充分考慮，確保安全順利完成頂升作業(yè)。

另外，因為橋梁在頂升過程中有時會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)情況，加上梁體頂升過程因熱脹冷縮出現(xiàn)微量變化，會導致頂升系統(tǒng)和梁體發(fā)生相對滑移情況，未解決該情況出現(xiàn)產(chǎn)生的安全隱患，需要設(shè)置縱橫向限位裝置。

(2)支撐系統(tǒng)安裝

首先，在橋梁梁底位置安裝墊塊，這是集中頂升力傳遞給橋梁主體的關(guān)鍵設(shè)施，墊款尺寸和材料特性都需要沖考慮橋梁受力和其自身受力。需要注意的是，在進行頂升過程中，梁底墊塊會和梁體一起發(fā)生偏轉(zhuǎn)，需要用楔形鋼板調(diào)整角度。梁底墊塊施工方法為，用高強度無收縮灌漿料，采用澆注工藝，用植筋連接法來連接墊塊和梁底，并用鋼筋加固。

其次，將分配梁固定在箱梁底部，連接千斤頂。施工工藝為，用工字鋼進行焊接，隨后利用起重機設(shè)備將分配梁安裝到兩地預埋鋼板上，并進行加固處理。

然后，設(shè)置支撐系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由墊塊、支撐鋼筒燈組成。每個墩柱頂升支撐主體用精加工Φ500×12 mm鋼管作為支撐桿?？紤]到項目現(xiàn)有材料，使用1 m、2 m級配鋼管來實施出時段連接。在頂升段用1 m鋼管材料為頂升節(jié)，并按照2 m一段標準設(shè)置轉(zhuǎn)換連接系統(tǒng)，用方鋼裝配式桿件作為支撐系統(tǒng)，最終形成拆卸方便且可循環(huán)使用的結(jié)構(gòu)設(shè)施。

最后，安裝千斤頂組?？紤]到該頂升技術(shù)操作便捷性，千斤頂系統(tǒng)都采用向下方向安裝方式，具體方式是將各個千斤頂?shù)鬃潭ㄔ诜峙淞合路?。在安裝過程中需要保證設(shè)備軸線垂直度，如果安裝角度出現(xiàn)偏差，會導致在頂升過程中千斤頂錯位，影響頂升精準度，甚至出現(xiàn)安全問題。另外，在安裝千斤頂時需要充分考慮到梁體伸長情況，需要對梁體頂升操作工藝進行數(shù)學驗算。例如，可以設(shè)定當偏移量超過20 mm時，將千斤頂撥回旋轉(zhuǎn)軸方向20 mm左右。而梁體旋轉(zhuǎn)伸長、溫度變化造成的熱脹冷縮情況出現(xiàn)時，千斤頂中心容易發(fā)生偏移，導致無法對準該區(qū)域支撐設(shè)計點中心位，此時需要根據(jù)實際情況調(diào)整千斤頂位置，確保在梁體頂升過程旋轉(zhuǎn)時，千斤頂組與梁體支撐點保持相對靜止，此時可以在千斤頂尾部家裝楔形塊，以便調(diào)平千斤頂組。

(3)抬升技術(shù)實施要點

①采用型號規(guī)模相匹配的PLC液壓頂升系統(tǒng)，使用前沖檢查系統(tǒng)各部分功能是否正常，并確保支撐系統(tǒng)、油路、傳感器等處于對應狀態(tài)。

②正式操作前，注意要對梁體進行整體頂升試驗，頂升速度設(shè)置為1 mm/min，試驗高度約10 mm，該過程是在安全前提下檢查設(shè)備性能和狀態(tài)，特別是油路、電路是否有破損泄露情況。在試運行高度達到10 mm后，仔細檢查橋梁梁體位移是否存在偏差和傾斜，以及確定是否符合設(shè)計動態(tài)標準。

③整個橋梁進行變高度等速率抬升時，將橋梁按照橋墩氛圍左右兩組，利用兩組部位千斤頂系統(tǒng)進行交替抬升，當其中一組頂升高度達到100 mm后，對另一組千斤頂進行收缸操作，同時在下方加墊100 mm鋼制支撐墊塊。在交替頂升過程中需要重點觀察千斤頂組狀態(tài)和橋梁整體狀態(tài)，保證整個過程平緩穩(wěn)定。頂升達到目標高度之后，鎖定千斤頂組。

(4)頂升完成后下部結(jié)構(gòu)加高

根據(jù)本案例大橋改造項目實際情況和施工條件，下部結(jié)構(gòu)加高主要采用墊石加高工藝，其主要流程如下：

①待梁體頂升到目標位置之后，先拆除支座及相關(guān)混凝土材料。

②根據(jù)工程圖紙種植鋼筋，或者在原有鋼筋基礎(chǔ)上連接加長，并在基座內(nèi)預埋螺栓。

③使用鋼制墊石代替原有墊石，安裝到位，再安裝鋼板加固。

④將鋼板焊接完成之后，在內(nèi)部關(guān)注高強度專用灌漿料。

(5)重置支座并調(diào)整到位

①先根據(jù)工程標準采用環(huán)氧砂漿對支座墊石實施找平工藝。

②在原支座調(diào)平鋼板基礎(chǔ)上用楔形鋼板進行焊接，強化支座強度和穩(wěn)固性。

③安裝好支座，并擰緊加固事先預埋的螺栓。

(6)回落梁體

待施工現(xiàn)場墊石、支座等系統(tǒng)抗壓強度達標之后，便可以實施梁體回落步驟。該過程需要做到緩慢勻速，有條件的話可運用傳感器和監(jiān)控設(shè)備對梁體狀態(tài)進行實時監(jiān)控，如果回落過程中梁體本身或整體角度出現(xiàn)問題，須立刻停止落梁，進行精確調(diào)整之后再繼續(xù)操作。需要注意的是，如果落梁完成之后，出現(xiàn)支座脫落情況，需要再將梁體抬高約10 mm，在脫落位置利用環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠填充，確保梁體保持水平。

(7)后續(xù)維護與觀測

梁體落位后，需要組織專業(yè)小組對橋梁各個位置狀態(tài)進行實時監(jiān)測，在橋梁梁體、墩臺、墊層等位置設(shè)置監(jiān)測點，利用傳感器上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行分析。前期保持較高監(jiān)測密度和頻率，尤其是在雨雪天氣，要加強橋梁巡邏維護。后期根據(jù)監(jiān)測結(jié)果逐漸降低監(jiān)測頻率到標準水平，確保橋梁整體各部位狀態(tài)達到設(shè)計要求。另外將監(jiān)測所得到的數(shù)據(jù)及分析結(jié)果整理成檔，在監(jiān)測工作完成后交由橋梁維護管理人員，便于全面掌握橋梁抬升工程詳細數(shù)據(jù)和情況。

3 結(jié)束語

通過本案例論述，可以了解到，多跨連續(xù)梁橋豎向變高度等速率抬升技術(shù)符合當代相關(guān)工程的科學、安全、可靠要求，通過PLC液壓頂升系統(tǒng)、千斤頂組，采用輪換交替頂升模式，可以對需要調(diào)整改造的橋梁進行持續(xù)可控的逐級頂升作業(yè)。該方法不僅操作相對簡便、整體投入少、容錯率高、可控性強，同時還能在多種自然條件和橋梁道路條件下進行作業(yè)，更能在作業(yè)過程中充分保證橋梁各部分穩(wěn)定，降低對橋梁和周邊環(huán)境影響。