試論頂升技術(shù)在橋梁施工中的應用

吳貴毅

(貴州省橋梁建設(shè)集團)

1 工程概述

該立交橋始為部分互通立交橋，在西側(cè)設(shè)置一處上匝道，東側(cè)設(shè)置一處下匝道，均為雙車道。本次設(shè)計的高架六車道跨過某路口后加寬至八車道，其中中央分隔墩兩側(cè)四車道落地，東西兩側(cè)的兩車道高架接入現(xiàn)狀道路兩側(cè)上下匝道。需改造的匝道共3 聯(lián)，跨徑布置分別為2 ×22.75 m、1跨14.5 m、2 ×20 m，均為普通鋼筋混凝土箱梁。寬均為8.5 m，梁高1.7 m。下部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土柱式橋墩，墩身尺寸1.2 ×1.5 m，頂部做擴大頭。基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑1.8 m，承臺為圓形直徑3 m，高2 m，橋臺為一字墻橋臺，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑1.2 m，共兩根。本次需對該兩匝道部分聯(lián)段進行頂升處理，與新設(shè)計的匝道相接。

2 總體方案概述

2.1 臨時鋼管支撐設(shè)計

根據(jù)設(shè)計圖紙?zhí)峁┑闹Х戳Γ信_、墩身平面尺寸位置及原設(shè)計圖紙反映的地質(zhì)情況，初步計算后擬確定該匝道需頂升的三聯(lián)采用直徑1.2 m 樁基，樁長9 ～10 m，底部樁頭擴大，P0 共2 根，P1－P4 墩身各4 根，共計18 根。匝道墩身高程因無變化，千斤頂布設(shè)在墩身頂。開挖露出承臺后，植筋重新澆注混凝土將承臺擴大。進行頂升采用的支撐立柱采用直徑630 mm 螺旋鋼管。

2.2 千斤頂選用及安裝

采用200 t 的液壓千斤頂，均配有液壓鎖，可防止任何形式的系統(tǒng)及管路失壓，從而保證負載的有效支撐，數(shù)量共20套，備用千斤頂10 套。安裝時應保證千斤頂?shù)妮S線垂直，以免因千斤頂安裝傾斜在頂升過程中產(chǎn)生水平分力。千斤頂?shù)纳舷戮O(shè)置鋼墊板以分散集中力，保證結(jié)構(gòu)不受損壞。千斤頂?shù)蹴斾摪迮c梁底用楔形鋼板墊實，梁底用高標號砂漿找平。

2.3 縱橫向限位裝置

由于第一條匝道頂升橋梁為三聯(lián)同步頂升，橫向有多條伸縮縫，匝道橋梁結(jié)構(gòu)縱坡較大，頂升后其穩(wěn)定性較差。根據(jù)現(xiàn)狀橋梁結(jié)構(gòu)情況，在頂升過程中必須采取額外的加固限位措施，防止因意外發(fā)生側(cè)向移動和傾斜等情況的發(fā)生。在梁體上安裝鋼結(jié)構(gòu)縱向限位裝置，將第一條匝道聯(lián)梁連接在一起。同時在兩條匝道臺帽及墩身上用型鋼安裝橫向限位裝置，隨橋梁頂升高度增加，在臺帽處安裝H 型鋼桁架，底部固定在臺帽及背墻上，預留安裝2 臺200 t 千斤頂，防止梁體在同步頂升過程中下滑。

2.4 有限元分析

由于頂升橋梁重量較大，且支撐系統(tǒng)構(gòu)件眾多，恒載在各構(gòu)件間的分配和傳遞復雜，因此在頂升施工前非常有必要分析梁體和各構(gòu)件的應力分布和變形特征，以保證梁體結(jié)構(gòu)不會在頂升過程中破壞。

2.5 支反力測試

先做穩(wěn)壓試驗，油缸、油管、泵站操作臺、監(jiān)測儀等安裝完畢檢查無誤;按計算荷重的70% ～90%加壓，進行油缸的保壓試驗5 小時;檢查整個系統(tǒng)的工作情況，油路情況;再進行測試。為保證頂升過程的同步進行，在頂升前應測定每個頂升點處的實際荷載，測試時依據(jù)計算頂升荷載，采用逐級加載的方式進行，在一定的頂升高度內(nèi)(1 ～10 mm)，通過反復調(diào)整各組的油壓，可以設(shè)定一組頂升油壓值，使每個頂點的頂升壓力與其上部荷載基本平衡。為觀察頂升處是否脫離，需用百分表測定其行程。同時將每點的實測值與理論計算值比較，計算其差異量，由液壓工程師和結(jié)構(gòu)工程師共同分析原因，最終由項目領(lǐng)導小組確定該點實測值能否作為頂升時的基準值。

2.6 頂升

在頂升前須對原橋梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀線形進行全面測量，以便后續(xù)頂升對比參照。試頂升后，觀察若無問題，更進行正式頂升，千斤頂最大行程為150 mm，每頂升標準行程為100 mm，最大頂升速度10 mm/min，倒頂時所需的臨時支撐位于墩身頂。在各墩身與橋臺位置按設(shè)計計算布置千斤頂與頂升支撐，在梁體上安裝縱向限位裝置，將第一條匝道聯(lián)梁連接在一起，之后在兩條匝道臺帽及墩身上用型鋼安裝橫向限位裝置，并隨橋梁頂升高度增加。由于千斤頂?shù)淖畲笮谐虨?50 mm，而該橋梁的頂升高度最高達到4.3 m。因此，需要多次頂升循環(huán)，才能完成整個頂升施工。每當千斤頂達到行程時，采用支撐鋼構(gòu)件臨時將橋梁支撐，然后回縮油缸，墊高千斤頂下的支撐構(gòu)件，再開始下一循環(huán)的頂升，支撐墊塊采用鋼管節(jié)段，節(jié)段縱向通過法蘭連接。首先梁體同步頂升1.7 m，鑿除P5 梁體端部部份混凝土;然后比例頂升及下降，調(diào)整梁體達到設(shè)計坡度，使其標高分別高于設(shè)計標高50 cm。之后拆除墩身及橋臺，重新施工接高墩身，進行支座更換，待墩身混凝土達到設(shè)計強度后，進行落梁。落梁時施工方法與頂梁方法相同，只是千斤頂行程相反，回縮油缸。落梁也需要多次循環(huán)就位，當梁體落到離支座面間隙達到5 mm 左右時，停止落梁，對梁體標高及坐標進行測量是否達到設(shè)計值，如未達到設(shè)計值，查找原因進行頂升調(diào)整，滿足設(shè)計要求后最后進行整體落梁。

2.7 梁體糾偏處理

當梁體結(jié)構(gòu)在頂升或落梁過程中監(jiān)測如發(fā)現(xiàn)梁體結(jié)構(gòu)三維坐標與設(shè)計坐標相差較大時，就必須停止頂升或落梁。對梁體進行糾偏處理，糾偏處理可利用防下滑千斤頂、縱橫向限位裝置及備用千斤頂進行糾偏處理。在糾偏過程中必須對梁體應力狀況進行嚴密監(jiān)控，防止出現(xiàn)應力過大，使梁體受損。

2.8 支座安裝

為保證落梁時各支座受力均勻，在支座安裝時用錐形鋼板抄墊，使支座上鋼板充分與梁接觸，對支座下鋼板用高強度灌漿料填塞。

［1］ 鄭偉強.淺談橋梁工程頂升技術(shù)的應用［J］. 施工技術(shù)，2011，(41):32.

［2］ 陳孫連. 淺談橋梁頂升施工技術(shù)的質(zhì)量控制［J］. 公路橋梁，2012，(157):122.