某簡支板橋縱抬梁頂升設計與施工

李達宏

（南昌市城市規劃設計研究總院，江西南昌 330038）

0 前言

南昌市昌東大道改造工程為道路路面改造及加寬工程，道路縱斷面以現有路面標高為基準，處治現有各類路面病害后，路面設計標高整體抬高路面補強厚度，這樣使橋面標高相應普遍抬高30 cm左右，改造路段范圍共涉及三座橋梁需要改造，其中為一座單跨10 m和兩座單跨16 m橋梁，均為先張法預應力混凝土簡支板橋。

舊橋改造通常有兩種方法：一種就是簡單的拆除老橋重建；另一種則是改造老橋，盡可能多的利用老橋。昌東大道建成于20世紀初，采用前者則資源浪費及社會影響較大，而后者工程造價較少，且社會效益顯著，因此采用后者，對老橋進行整體頂升至改造后路面標高，加高橋臺臺帽，同時對老橋病害進行加固處理，使橋梁處于安全的使用狀態。

1 頂升設計

橋梁頂升常規施工工藝通常是在橋下利用老橋墩臺或另設承重支架，采用液壓同步頂升將上部結構頂起。這種施工方法對橋下支架及基礎要求較嚴。而昌東大道改造的施工季節正是南昌市的雨季，橋下水位較高，且無法采用圍堰導流，因此提出在橋面頂升的頂升方法即縱抬梁頂升法。縱抬梁頂升法是通過鋼軌及螺桿并抄墊枕木將預制空心板橫向鎖住，再由縱向鋼軌將梁體加長至臺帽設置千斤頂處，最后通過千斤頂將板梁整體頂升。

1.1 計算分析

下面以單跨16 m簡支板橋進行受力分析，確定千斤頂布置及頂力大小。為了減少篇幅，本文僅做定性分析。縱抬梁頂升的受力簡圖如圖1所示。

由圖1可得知加長梁體跨中彎矩M加=M加恒+M加施，M加恒為加長梁體預制板及鋼軌等自重下跨中彎矩，M加施為加長梁體施工可能臨時荷載產生的跨中彎矩。老橋跨中彎矩M0=M0恒+M0活，M0恒為老橋恒載下跨中彎矩，M0活為老橋汽車及人群荷載產生的跨中彎矩。因此要使橋梁安全頂升必須M加≤λM0,λ為安全系數。通過試算，本橋ΔL取120 cm，橋梁頂升裝置的布置及結構受力狀態均處于較合理狀態。同時還應驗算橋梁抗剪及頂升裝置等。

1.2 頂力確定

千斤頂頂力大小則取橋梁及頂升裝置恒載，得到初始千斤頂頂力。頂升過程中應試頂逐級加載，直至將梁體頂起，確定最終頂力。

頂升系統布置見圖2、圖3。

2 頂升施工

2.1 橋梁頂升工藝

在采用傳統的頂升工藝時，往往由于荷載的差異和設備的局限，無法根本消除油缸不同步對頂升構件造成的附加應力影響，從而引起失效，具有極大的安全隱患。PLC控制液壓同步頂升是一種力和位移綜合控制的頂升方法，這種力和位移綜合控制方法，建立在力和位移雙閉環的控制基礎上。通過稱重的方法由液壓千斤頂精確地按照橋梁的實際荷重，平穩地頂舉橋梁，使頂升過程中橋梁受到的附加應力下降至最低，同時液壓千斤頂根據分布位置分組，與相應的位移傳感器（光柵尺）組成位置閉環，以便控制橋梁頂升的位移和姿態，同步精度為±2.0 mm，這樣就可以很好的保證頂升過程的同步性，確保頂升時板梁結構安全。

2.2 施工工序

（1）鑿除現狀橋面的橋面鋪裝、現澆層及欄桿，拆除原橋伸縮縫。

（2）千斤頂系統及臨時支座設施的布設。

（3）梁體各個控制部位設置固定標記，以實時確定梁體的空間位置。

（4）安裝橫向、縱向限位裝置。千斤頂采用7臺100 t同步液壓千斤頂單頭施工。在千斤頂頂部加設剛性橫梁，保證橫向板底受力均勻一致。

（5）預頂：正式頂升前必須進行預頂，保證鋼梁、千斤頂等裝置在穩定狀態下工作。對抱梁、支座傳力系統檢查合格后，即可正式進行頂升。預頂加力須分級緩慢加力，預頂須消除抱梁、千斤頂等裝置變形。在支架分配鋼梁施工及加工完成后，進行試頂工作，以檢驗支架、頂升設備等。

（6）分步頂升：保護頂與主頂須保持同步上升。每步長頂升10～30厚鋼板作為臨時支撐。

a.當頂升到1～5 cm時以臨時墊塊替換鋼板。頂升中，千斤頂須緩慢加力。再進行第一步階頂升。頂升過程中，注意監控梁底及巡視橋面，如果出現裂縫，立即停止頂升，待分析原因并會做出妥善處理后才可以繼續。頂升過程中采取以下監控措施：力監控；位移監控；橋面高程監控。

b.檢查頂升系，合格后進行第二步階頂升。第二步階過程與第一步階頂升相同。

c.逐步頂升至設計高度，頂升過程與前兩步相同。

（7）頂升完畢后，撤下保護頂，在保護頂位置設置臨時支座。

（8）頂升施工完成后即可進行臺帽加高施工。

（9）待加高臺帽混凝土達到設計強度，安裝好支座后，千斤頂分步落梁。

（10）拆除頂升裝置，及保護裝置。澆筑橋面鋪裝混凝土，更換伸縮縫，安裝橋梁欄桿等。

3 結語

縱抬梁頂升主要適用于單跨簡支板梁橋頂升，對于多跨以及上部結構復雜的單跨橋梁則不適用，因此設計中，具體工程應根據具體情況選擇適用該工程的頂升方案。