鋼抱箍同步頂升技術(shù)在獨墩柱橋梁中的應(yīng)用

燕志剛

（廣東精特建設(shè)工程有限公司 廣州 510620）

0 引言

在現(xiàn)代橋梁建設(shè)中，獨柱墩橋梁因?qū)ν恋嘏c空間的利用率高且造型美觀等獨特優(yōu)點，高速公路互通匝道橋以及城市立交橋等項目中，經(jīng)常采用獨柱墩+連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)［1］。隨著橋梁交通流量不斷增大，超載以及重型車輛日益增加，導(dǎo)致獨柱橋墩支座受損出現(xiàn)受力不均、扭轉(zhuǎn)、變形甚至脫空等現(xiàn)象［2-4］。同時，今年來連續(xù)箱梁橋傾覆落梁事故頻發(fā)，造成了巨大的人民財產(chǎn)損失和惡劣的社會影響［5］。

因此，為保證橋梁結(jié)構(gòu)安全，需對受損的支座進行加固或維修。由于墩柱頂部通常位置較小，不具備安放頂升設(shè)備維修條件［6-8］，本文結(jié)合實際工程，以及實踐中對獨柱墩頂升的技術(shù)的探索，歸納總結(jié)出一種通過在原墩柱處設(shè)置一種鋼抱箍的頂升技術(shù)?？梢越档蜆蛄邯氈鶚蚨帐┕るy度，讓支座受力更加穩(wěn)定，同時為獨柱墩維修加固施工提供全過程的技術(shù)參考。

1 頂升思路原理

獨柱墩橋梁支座的維修，傳統(tǒng)的技術(shù)是在橋梁連續(xù)大箱梁底部做承臺和地梁截面加大（見圖1），搭設(shè)鋼管柱臨時支撐，然后利用鋼管臨時支撐托換原有墩柱受力，然后進行均勻同步頂升，最終實現(xiàn)獨柱上的支座維修或更換［9-11］。當遇到高獨墩柱等情況，施工工期會延長，工程造價升高，而且在安裝和抬升中存在較大的安全隱患［12-14］。

圖1 鋼管臨時支撐托換技術(shù)Fig.1 Steel Tube Temporary Support Underpinning Technology

本文提出鋼抱箍受力體系利用現(xiàn)有獨墩柱頂部空間和獨墩柱受力，安裝鋼抱箍頂升平臺，在鋼抱箍平臺上安裝千斤頂（見圖2）?？梢愿玫貙⑦B續(xù)大箱梁結(jié)構(gòu)平穩(wěn)地同步頂升起，并能更換支座或維修，可以很好地解決支座加固、更換和維修等問題，避免了臨時支撐和基礎(chǔ)截面加大施工環(huán)節(jié)，顯著縮短了施工工期、降低了維護成本。特別是高獨墩柱等情況適用性更優(yōu)，能節(jié)約巨大的支撐成本和截面加大成本，施工更為便捷，解決了安裝臨時鋼支撐和抬升安全。

圖2 鋼抱箍同步頂升技術(shù)立面示意圖Fig.2 The Elevation Diagram of Synchronous Lifting Technology of Steel Hoop

2 鋼抱箍設(shè)計和制作

鋼抱箍主要由柱箍（分為A 部分和B 部分）、環(huán)牛腿、環(huán)牛腿環(huán)板、柱頂環(huán)板、豎向筋鋼板、螺栓固件共6個部分組成，如圖3所示。

圖3 鋼抱箍平面及立面Fig.3 Steel Hoop Plan and Elevation

⑴鋼抱箍板采用18 mm 厚，鋼板寬70～80 cm，根據(jù)現(xiàn)場橋梁獨墩直徑開料并卷圓。并放線定好焊接三角牛腿、環(huán)牛腿環(huán)板、豎向筋鋼板、切割鋼抱箍半徑尺寸；

⑵環(huán)牛腿采用25 mm 厚鋼板，環(huán)牛腿三角鋼板30 cm 面為平面，40 cm 長開45°坡口焊接到鋼抱箍上。每個牛腿間距25 cm；牛腿頂部與獨墩柱頂部30 cm；

⑶環(huán)牛腿上部環(huán)板制作，采用25 mm 厚鋼板，根據(jù)現(xiàn)場橋梁獨墩半徑開料環(huán)板。環(huán)板寬度為30 cm，環(huán)板開料時減去兩個豎向筋板厚度，然后分別焊接到環(huán)牛腿上部；

⑷豎向筋鋼板采用4條25 mm鋼板，寬15 cm，高70～80 cm，并在鋼板上鉆孔徑為25 mm 的孔。豎向筋鋼板開45°坡口，并焊接到卷圓的鋼抱箍上；

⑸柱頂環(huán)板采用25 mm 厚鋼板，寬15～18 cm，尺寸根據(jù)現(xiàn)場情況半徑下料。連接鋼抱箍邊開45°坡口，并和鋼抱箍焊接。利用現(xiàn)有的獨柱墩頂部位置鋼抱箍和鋼抱箍環(huán)板，與構(gòu)件的連接采用焊接技術(shù)連接，焊接時開45°坡口，焊縫達到一級焊縫標準；

⑹鋼抱箍頂升平臺制作完成，用氧割在半徑處割開，使得18 mm，高70～80 cm的卷圓成為兩個半圓。

3 施工工藝

3.1 準備工作

首先將預(yù)制的鋼抱箍頂升平臺運到施工現(xiàn)場，用抬升設(shè)備或手拉葫蘆把鋼抱箍頂升平臺抬升到獨墩柱頂部，構(gòu)件連接好后，選用22 mm 高強螺栓對兩部分進行連接收緊。根據(jù)現(xiàn)場連續(xù)箱梁的重量，計算千斤頂?shù)膫€數(shù)和噸位，并將千斤頂安裝到鋼抱箍頂升平臺后，安裝位移百分表、鋼板臨時支撐片。

3.2 頂升

頂升開始前，需先進行試頂，調(diào)試檢查現(xiàn)場設(shè)備，以確保每個千斤頂同步受力頂升。在正式頂升過程中，頂升高度一般為20～30 mm 待支座和連續(xù)箱梁剝離10 mm 后，頂升完成。此時，應(yīng)盡快加墊臨時鋼支撐（見圖4）。以確保連續(xù)箱梁抬升后的受力安全。

圖4 鋼抱箍鋼支撐平面Fig.4 Plane of Steel Hoop Steel Support

3.3 支座維修和拆除

在確保頂升穩(wěn)固安全后，可進行支座的更換和維修。支座施工結(jié)束后，開始拆除鋼抱箍。首先再一次加壓千斤頂抬升，拆除臨時鋼片。然后緩慢泄壓千斤頂，將連續(xù)箱梁降至支座處并拆除千斤頂和臨時鋼片。最后，松開螺栓，用抬升設(shè)備或手拉葫蘆把鋼抱箍頂升平臺卸到地面，施工完成。

4 工程應(yīng)用

目前鋼抱箍同步頂升技術(shù)成果已應(yīng)用于“某高速公路支座維修工程（見圖5）”、“某大橋頂升工程”等多個項目中。經(jīng)實踐檢驗，得益于鋼抱箍頂升平臺加大了獨墩柱構(gòu)件的豎向受力的面積，千斤頂可架設(shè)在環(huán)抱箍四側(cè)的牛腿上，不受橋底地形和地基條件約束，徹底解決了傳統(tǒng)技術(shù)獨柱墩更換支座時需在基礎(chǔ)截面加大和用臨時鋼支撐的施工技術(shù)。此外，鋼抱箍頂升平臺在一個橋墩施工結(jié)束后，可快速移到下一個位置繼續(xù)重復(fù)使用，進一步縮短了工期，提高了效率。

圖5 某高速公路支座維修工程Fig.5 Bearing Maintenance Engineering of a Expressway Project

由于該項技術(shù)具有施工速度快，工程造價低、受力穩(wěn)定等特點，獲得了業(yè)主單位的高度肯定，以及設(shè)計單位和當?shù)卣拇罅χС?。實體工程案例的長期考驗證明了此技術(shù)的可靠性、實用性和經(jīng)濟性。

5 結(jié)語

在橋梁支座更換及維修項目中，更換和維修支座環(huán)節(jié)的工作量和造價并不高，然而因為原先的設(shè)計中常常沒有預(yù)留足夠的施工位置，因而導(dǎo)致其工作量增加、造價偏貴。鋼抱箍同步頂升技術(shù)的引入，拓展了其施工作業(yè)的空間，并且不需要考慮因沒有承臺或承臺面積較小而不能搭設(shè)支架、必須進行地基處理的情況。鋼抱箍操作簡單、受力合理、拆卸方便、周轉(zhuǎn)率高，可有效降低工程造價、縮短施工工期。