某公共交通工程站廳頂升與支座病害處置施工關(guān)鍵技術(shù)

□ 段潤鋒

1 工程概況

某工程是目前國內(nèi)快速公交系統(tǒng)建設(shè)中級別最高的公共交通項目，使用了多種形式組合的高架橋建設(shè)模式，在全國范圍內(nèi)屬于首創(chuàng)。這種建設(shè)形式的最大特點便是能夠在鬧市區(qū)建設(shè)高架橋，為城市交通建設(shè)中的擁堵現(xiàn)象提供良好的解決措施，緩解了城市公交、城市私家車、人行之間互相干擾的交通現(xiàn)象。此項目建設(shè)中同時開通了3條快速公交，對原有的公交車路線進(jìn)行優(yōu)化和提升，并增加了一部分公交路線，是我國國內(nèi)首次成網(wǎng)的公交系統(tǒng)建設(shè)。

隨著橋梁使用時間的延長，受自然因素、自身老化、使用磨損等不同因素的影響，且在使用過程中長期承擔(dān)著較大重量，與此同時，施工過程中也存在一定的安全隱患，造成橋梁性能變化，其強(qiáng)度和剛度也逐漸降低，結(jié)構(gòu)功能難以發(fā)揮有效的作用，造成橋梁存在一定的危險性，需要進(jìn)行完善和排查。

目前，該項工程已運營通車11年，為了保證正常運營，需要對工程病害進(jìn)行處理[1]。

2 頂升整體工藝流程

根據(jù)工程現(xiàn)場施工條件，本次施工采用鋼支撐頂升與墩頂直接頂升相結(jié)合的方式進(jìn)行盆式支座的維修更換施工。

售票廳下兩個墩柱由于支座處空間不足，千斤頂無法安裝，且支座墊石制作時間長，故采用鋼支撐頂升方式；站點兩側(cè)邊墩支座處空間足夠，采用墩頂直接頂升方式。

當(dāng)采用鋼支撐頂升時，鋼支撐頂升需要安裝鋼支撐，然后在鋼支撐上安裝千斤頂，再根據(jù)梁體結(jié)構(gòu)情況，安裝分配梁頂升梁體。該施工需要移出綠化帶內(nèi)植被和設(shè)備，開挖出墩柱原承臺，在原承臺面植入螺栓用來固定底層鋼支撐，再進(jìn)行上部鋼支撐和分配梁等設(shè)備的安裝，施工內(nèi)容復(fù)雜，施工時間長且工程量大。

站點兩側(cè)邊墩墩頂空間充足且梁體較輕，可以選擇頂升安裝千斤頂直接頂升的施工方法。千斤頂直接安裝在墩頂支座周圍，可直接頂升梁體，優(yōu)勢是施工準(zhǔn)備時間短。

3 支座更換與修復(fù)工藝

3.1 鋼分配梁安裝

上部鋼梁底部設(shè)置800×500鋼分配梁，分配梁長度以墩柱兩側(cè)牛腿支座中心距離為準(zhǔn)。鋼分配梁設(shè)置在站廳橋梁墩柱內(nèi)測，分配梁中心設(shè)置在站廳鋼箱梁縱橫隔板上，距離墩柱中心線1.3m、1.5m。

將800×500鋼分配梁拼裝好后整體吊裝至箱梁底部，其與墩柱距離按設(shè)計位置擺放安裝，其長度以洪文站為例兩側(cè)牛腿支座中心距離5m為準(zhǔn)；分配梁頂面采用灌漿料整面找平，以保證分配梁安裝豎直，防止頂升過程中由于千斤頂?shù)牟淮怪倍a(chǎn)生主動的水平力。頂升時即使受力不均勻也不會將變形強(qiáng)制疊加給梁體，保證了梁體在頂升過程中空心處底板不產(chǎn)生局部受力過大而被破壞。

分配梁承擔(dān)的主要重量是上部梁體的重量，且將一部分重量轉(zhuǎn)移到千斤頂。由此可見，分配梁需要保證一定的強(qiáng)度和硬度，并且需要具備良好的穩(wěn)定性，保證千斤頂在承擔(dān)重量的過程中不會出現(xiàn)較大變形。

按每個支座200t計，分配梁上設(shè)置4個墊塊，對鋼支撐體系進(jìn)行計算，最大應(yīng)力27.8MPa，小于設(shè)計強(qiáng)度205MPa。反力梁最大拉應(yīng)力為62.3MPa，最大壓應(yīng)力為62.9MPa，均小于1.3×145=188.5MPa；最大剪應(yīng)力為44.3MPa，小于1.3×85=110.5MPa，滿足《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（JTJ 025—86）1.2.5、1.2.10條的要求。

3.2 托換千斤頂安裝

（1）千斤頂?shù)倪x用與鋼支撐的尺寸、混凝土局部受壓、上部梁體受力等有關(guān)，同時要考慮一個千斤頂失效時鋼支撐、混凝土局部受壓及上部梁體受力等是否滿足要求。本次頂升選用200t千斤頂，鋼支撐安裝固定好后，在支撐與鋼分配梁間安裝頂升千斤頂，千斤頂安裝好后進(jìn)行油管泵站等設(shè)備連接。

（2）為了提升操作的便捷性，千斤頂安裝需要遵循自上而下的安裝順序，將千斤頂?shù)牡鬃潭ㄔ诘蹴敯迳?，吊頂鋼板焊接在分配梁底部（或蓋梁預(yù)埋鋼板），每個方向的焊縫長度不小于20cm。見圖1。

3.3 托換

為了觀察和考核整個頂升施工系統(tǒng)的工作狀態(tài)，頂升過程需要嚴(yán)格觀察關(guān)鍵點的數(shù)據(jù)變化，確定頂升系統(tǒng)、支撐體系、系統(tǒng)監(jiān)測等檢測單位的數(shù)據(jù)獲取準(zhǔn)確真實。

頂升主要監(jiān)測以下內(nèi)容：

（1）油缸、油管、泵站操縱臺、監(jiān)測儀等安裝完畢檢查無誤。（2）檢查整個系統(tǒng)的工作情況，油路情況。

（3）為保證頂升過程的同步進(jìn)行，在頂升前應(yīng)測定每個頂升點處的實際荷載，按計算荷載的70%加壓，進(jìn)行油缸的保壓試驗2h。

此時上部荷載受力傳遞體系為箱梁—鋼分配梁—千斤頂—鋼支撐—原承臺—樁基礎(chǔ)。頂升高度2mm，頂升到位后，將千斤頂機(jī)械鎖死。同時為了保證結(jié)構(gòu)安全，在牛腿支座內(nèi)側(cè)設(shè)置臨時鋼螺旋墊塊進(jìn)行鎖死，防止站廳箱梁在支座取出期間變形。

頂升注意事項：頂升工程關(guān)系著建筑主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，需要各個部門緊密配合；頂升實施過程中需要加強(qiáng)巡視工作，配置專項人員觀察工程運行過程中的情況，一旦出現(xiàn)異常情況需要暫停工程實施，并將情況匯報指揮中心，避免工程事故出現(xiàn)；在工程實施過程中需要保證建設(shè)現(xiàn)場清潔整齊，避免出現(xiàn)障礙物；工程實施過程中未經(jīng)批準(zhǔn)的閑雜人等不得擅自進(jìn)入場地，以免影響工程實施。

圖1 千斤頂立面布置圖

3.4 支座墊石施工

（1）待原支座拆除后，取出支座原螺栓，用相應(yīng)長度的新螺栓代替。

（2）用電鎬破除剩余支座墊石，并根據(jù)圖紙尺寸鑿毛新支座墊石位置。

（3）將原支座重新安裝，其上、下座板分別通過螺絲、預(yù)埋螺栓就位，進(jìn)行初擰。之后安裝超薄千斤頂。超薄頂安裝需要一定的凈高，不滿足凈高要求的支座處用繩鋸切除支座墊石的同時切除牛腿頂面保護(hù)層。單個支座以對稱塞入2臺超薄千斤頂為準(zhǔn)。

（4）超薄頂給壓使支座變形量與正常作業(yè)狀態(tài)下一致，之后在支座四個角處各塞入1個50t螺旋臨時支撐。螺旋臨時支撐給壓，完成超薄千斤頂上的荷載托換。之后原支座上、下座板的螺絲、螺母擰緊，緊接著超薄千斤頂卸壓、拆除。在支座下方綁扎兩層φ12@100的鋼筋網(wǎng)片、立模、澆筑環(huán)氧混凝土支座墊石（50t螺旋臨時支撐一起澆入新支座墊石中，長期保證支座穩(wěn)定的受力狀態(tài)）。

4 頂升施工監(jiān)控

4.1 頂升監(jiān)測部位

（1）PLC頂升控制系統(tǒng)上配置的位移傳感器及壓力傳感器，屬于實時監(jiān)控系統(tǒng)。

（2）其他監(jiān)測，包括承臺沉降、橋面標(biāo)高監(jiān)測、橋梁中線、伸縮縫寬度屬于間斷式監(jiān)測，為頂升控制提供一定的依據(jù)。

4.2 施工監(jiān)測內(nèi)容

（1）承臺沉降觀測：設(shè)置沉降觀測部門，嚴(yán)格觀察承臺沉降現(xiàn)象，并且根據(jù)沉降情況實施完善措施。

（2）站廳標(biāo)高觀測：測點設(shè)在站廳箱梁兩側(cè)上，在每個頂升墩柱位置的站廳兩側(cè)設(shè)置2個測點，兩側(cè)相鄰墩柱橋面位置各設(shè)置2個點，共4個監(jiān)測點。

（3）伸縮縫間隙觀測：每個伸縮縫設(shè)2個點，共4個點，與初值相比較。

（4）支撐壓力：在每一個千斤頂上安裝的4個傳感器監(jiān)測點，能夠預(yù)算出支撐點的受力情況。

4.3 監(jiān)測過程控制

首先，由現(xiàn)場技術(shù)人員讀取施工前各項設(shè)備的具體參數(shù)，奠定工程實施基礎(chǔ)。

其次，頂升施工開始之后，將每日位移傳感器、縱橫向位移觀測點、頂升千斤頂以及各高程控制點高程變化情況進(jìn)行全面總結(jié)，并且將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在案，現(xiàn)場技術(shù)人員可根據(jù)數(shù)據(jù)變化進(jìn)行對比，及時有效控制頂升施工的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，保證梁體能夠穩(wěn)定安置。且需要將每日監(jiān)測的相關(guān)數(shù)據(jù)上報監(jiān)理單位。

最后，當(dāng)工程監(jiān)理人員發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場施工出現(xiàn)問題和存在隱患的時候，需要第一時間通知現(xiàn)場技術(shù)人員，并且暫停施工，將問題匯報到工程總監(jiān)處，由項目工程師與監(jiān)理單位共同進(jìn)行數(shù)據(jù)計算和對比，排查項目可能出現(xiàn)的問題和原因，在有效解決施工現(xiàn)場問題之后，方可繼續(xù)施工。