多橋梁頂升方式整體同步施工技術(shù)應(yīng)用研究

第一作者簡介：劉杰（1990-），男，碩士，工程師。研究方向為高速公路建設(shè)管理。

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2024.21.043

摘" 要：車流量不斷增加與通行能力受限之間的矛盾，以及公眾日益增加的對高品質(zhì)通行服務(wù)水平的強烈需求，要求高速公路改擴建既要通過增加行車道以提高通行能力，也要通過調(diào)整平縱線型以提高道路通行舒適度和品質(zhì)。在高速公路平縱線型調(diào)整過程中，如何高效、高質(zhì)量利用既有道路橋梁，對于節(jié)省項目建設(shè)資金，延長既有線路的使用壽命，踐行綠色建設(shè)理念具有重要意義。該文以某高速公路改擴建為案例，介紹一種不同工況下多橋梁頂升方式同步施工技術(shù)，該技術(shù)綜合利用包括支座墊石增高、蓋梁接高、斷柱接高等多種頂升方式，實現(xiàn)橋梁多跨同步調(diào)坡頂升，具有經(jīng)濟實用、安全高效、控制精度高等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：高速公路；橋梁；改擴建；平縱線型；整體同步；調(diào)坡頂升

中圖分類號：U445.7" " " 文獻標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）21-0181-04

Abstract： The contradiction between the increasing traffic flow and the limited traffic capacity， as well as the increasing public demand for high-quality traffic service level， require the highway reconstruction and expansion to improve the traffic capacity not only by increasing the lanes， but also by adjusting the horizontal and vertical linetypes to improve the road comfort and quality. In the process of horizontal and vertical alignment adjustment of expressway， how to make efficient and high-quality use of existing roads and bridges is of great significance for saving project construction funds， prolonging the service life of existing lines and implementing the concept of green construction. Taking the reconstruction and expansion of an expressway as a case， this paper introduces a synchronous construction technology of multi-bridge lifting mode under different working conditions. The comprehensive utilization of this technology includes many kinds of lifting methods， such as support cushion stone heightening， cover beam connecting height， broken column connecting height and so on. The realization of multi-span synchronous slope adjustment and lifting of bridges has the advantages of economy and practicality， safety and high efficiency， high control precision and so on.

Keywords： highway; bridge; reconstruction and expansion; horizontal and vertical linetype; overall synchronization; slope adjustment and lifting

高速公路建設(shè)對于拉動內(nèi)需、區(qū)域互聯(lián)互通及物流網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等方面起到了基礎(chǔ)性作用，并積攢了豐富的建設(shè)管理經(jīng)驗。為持續(xù)提升國家高速公路建設(shè)內(nèi)生動力，積極響應(yīng)國家雙碳建設(shè)和綠色建設(shè)理念，實現(xiàn)高速公路高質(zhì)量建設(shè)，要求在高速公路改擴建過程中，大力推廣應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝和新設(shè)備，提高改擴建施工質(zhì)量，改善道路通行服務(wù)水平，提升駕乘人員舒適度。在該趨勢下，如何最大化利用既有道路橋梁，實現(xiàn)高速公路改擴建平縱線型優(yōu)化，對高速公路改擴建項目提出了考驗。

近年來，橋梁頂升施工已普遍應(yīng)用于高速公路改擴建施工，較為經(jīng)濟快捷的方法就是進行頂升、下降或平移，以實現(xiàn)高速公路平縱線型調(diào)整。韓振勇等[1]在市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，采用了橋梁頂升提高了通航凈空；周明朗等[2-4]在既有橋梁加固過程中應(yīng)用了頂升施工技術(shù)；馬進等[5-6]在橋梁支座更換過程中探索應(yīng)用了智能監(jiān)控系統(tǒng)。

以上研究僅應(yīng)用了支座墊石增高、蓋梁接高、斷柱接高等橋梁頂升方式中的一種或者幾種，在如何同時利用以上幾種方式上仍缺乏在高速公路改擴建方面系統(tǒng)、深入的應(yīng)用研究。而多種方式同時應(yīng)用的橋梁整體同步調(diào)坡頂升技術(shù)的現(xiàn)實需求又十分迫切，因此多橋梁頂升方式整體同步施工技術(shù)意義較為重大。本文以某高速公路改擴建頂升橋梁為依托工程，開展多橋梁頂升方式整體同步施工技術(shù)的研究。

1" 工程概況

某高速是國家國高網(wǎng)組成部分，建成于20世紀(jì)90年代，通車以來交通量增長迅速，交通量已經(jīng)飽和，道路擁擠現(xiàn)象嚴(yán)重，大大降低了車輛的行駛速度和道路的通行能力，亟需實施改擴建施工。某大橋是該高速公路改擴建項目的控制性節(jié)點工程，跨徑布置6×16 m+6×16 m+6×16 m，橋梁全寬35.5 m。上部結(jié)構(gòu)為裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支板，0號橋梁為U型橋臺、擴大基礎(chǔ)，18號橋臺為樁柱式臺、樁基礎(chǔ)，橋墩為柱式墩、擴大基礎(chǔ)，設(shè)計為梁板整體頂升。該橋位于縱斷抬高段，設(shè)計采用支座墊石增高、蓋梁接高、斷柱接高等多種頂升方式實現(xiàn)橋梁整體同步頂升。

2" 施工工藝與質(zhì)量控制

2.1" 主要施工過程

2.1.1" 施工準(zhǔn)備

主要包括頂升基礎(chǔ)準(zhǔn)備和抱柱梁準(zhǔn)備工作。頂升時，橋梁上部荷載通過千斤頂?shù)扰R時支撐傳遞到頂升基礎(chǔ)，需進行基礎(chǔ)受力計算，以及抱柱梁局部抗壓和抗剪切強度計算，確保頂升基礎(chǔ)牢固、抱柱梁設(shè)置合理。

2.1.2" 托架體系及分配梁安裝

其中，托架體系主要包括支撐桿、臨時墊塊及聯(lián)系桿等，支撐桿是頂升支撐的主體，是千斤頂和隨動裝置的安裝位置，整個鋼支撐體系通過角鋼作為水平聯(lián)系桿及剪刀撐連成一個格構(gòu)柱，形成水平穩(wěn)定體系。分配梁根據(jù)頂升位置不同，分別設(shè)置在梁底頂升部位和蓋梁底部頂升部位。

2.1.3" 千斤頂選擇與安裝

包括液壓千斤頂和機械跟隨千斤頂，2種千斤頂通過螺栓懸吊于分配梁上，隨著頂升構(gòu)件的上升而上升。安裝時，需要綜合考慮后期施工模板安裝空間和受力狀態(tài)，合理確定千斤頂布置方式。同時，根據(jù)液壓控制系統(tǒng)的性能，方便對頂升姿態(tài)進行監(jiān)控，需要按墩柱將千斤頂進行分組，并按組配備光柵尺，實時抓取頂升姿態(tài)，確保控制室的PLC能夠有效控制整個頂升過程。

2.1.4" 限位裝置安裝

橋梁頂升施工過程中，常見因千斤頂安裝的垂直誤差或其他因素導(dǎo)致的橋梁橫、縱向微小位移。為克服上述情況對某橋梁頂升過程產(chǎn)生的影響，項目團隊設(shè)計了平面限位裝置，該裝置在梁體之間設(shè)置邊角鋼并采用高強螺栓進行牽拉和移位，同時在固結(jié)墩處設(shè)置格構(gòu)鋼柱實現(xiàn)縱橫向限位，限位裝置如圖1所示。

2.1.5" 分級頂升至設(shè)計高度

單行程頂升施工步驟如圖2所示。

2.2" 既有橋梁平縱線型調(diào)整

按照設(shè)計要求，某橋梁頂升改造施工，維持原墩柱形式不變，對第1跨通過加厚支座墊石實現(xiàn)橋梁頂升，對第2～9跨通過加厚蓋梁實現(xiàn)橋梁頂升，對10～18跨通過斷柱接高實現(xiàn)橋梁頂升。以上多種增高方式同步在液壓千斤頂達到設(shè)計行程并機械鎖死后開始實施，在頂升過程中起保護作用的機械跟隨千斤頂及其支撐隨即拆除。

2.2.1" 墩柱斷柱接高

將墩柱切割斷開之前，需將既有墩柱除頂部1.5 m、底部1 m范圍之外的混凝土全部鑿除，保留既有墩柱主筋并將其表面浮渣清理干凈，同時對頂部和底部未鑿除部分的墩柱表面進行鑿毛處理，確?；炷翝仓笮屡f面黏結(jié)牢固。按照設(shè)計要求采用擠壓套筒進行鋼筋連接，后支立模板、澆筑混凝土實現(xiàn)墩柱接高，如圖3至圖4所示。

2.2.2" 蓋梁接高改造

某橋梁在進行蓋梁接高頂升過程中，利用作用力-反作用力原理，設(shè)置了鋼牛腿實現(xiàn)反力頂升，在頂升至預(yù)定位置后，拆除某橋梁既有支座，鑿除墊石，對蓋梁頂部進行鑿毛并清理干凈。同時，按設(shè)計要求在既有蓋梁頂面進行植筋，植筋完成后再次沖洗干凈，確保蓋梁加厚部分混凝土與既有蓋梁混凝土面充分結(jié)合、形成整體，如圖5所示。

2.2.3" 墊石增高

頂升到指定高度后，拆除既有橋梁支座，對既有橋梁墊石表面進行鑿毛處理，按設(shè)計安裝墊石鋼筋，沖洗表面浮渣，澆筑墊石混凝土，養(yǎng)護完后重新安裝支座，如圖6所示。

2.2.4" 梁體下落就位

按照設(shè)計要求開展混凝土養(yǎng)護工作，在新澆筑的墩柱、蓋梁、墊石混凝土達到強度要求后，拆除模板。通過PLC控制系統(tǒng)，精確控制全跨液壓千斤頂壓力值，實現(xiàn)全橋上部梁板的整體同步回落，后進行橋面系施工。在下部支撐和千斤頂拆除后，應(yīng)在分配梁安裝螺栓造成梁底破壞的部位進行修復(fù)處理。

3" 工效分析

采用全橋一次性整體頂升的方式進行頂升，相較于分2次頂升，其工期可提前32 d，具體提前情況如下。

0#～9#頂升就位后進行蓋梁墊石加高，加高完成后才可進行設(shè)備的拆除，加高鋼筋綁扎3 d、模板安裝2 d、混凝土澆筑1 d，確認(rèn)支座完全受力后方可拆除設(shè)備，合計6 d。

千斤頂、泵站、油管和控制線等液壓設(shè)備拆除、安裝、調(diào)試。拆除2 d、安裝2 d、調(diào)試1 d及試頂升1 d，合計6 d。

千斤頂安裝完成調(diào)試后，進行打壓、立柱切割工作。打壓、立柱切割所需時間4 d。合計4 d。

橋面限位：需0#～9#頂升就位后，拆除安裝，時間約為4 d。

頂升時間的增加：約為6 d。

如果采用兩聯(lián)頂升方式，9#、10#墩高差近1 m，需將第9、10跨梁端切割，待兩聯(lián)全部頂升完成后進行修補，其工期約6 d。

綜上，采用支座墊石增高、蓋梁接高、斷柱接高等多種頂升方式實現(xiàn)橋梁整體同步頂升，實現(xiàn)了頂升數(shù)據(jù)實時采集，精確控制頂升高度，確保了頂升過程安全有序進行，達到有效縮短施工工期的目標(biāo)。

參考文獻：

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