多跨連續梁橋豎向變高度等速率抬升技術的應用

楊 帆

(貴州虎峰交通建設工程有限公司，貴州 貴陽 550000)

1 工程概況

某大橋始建于2010年，為7×30 m先簡支后結構連續梁結構。主梁間距為2.25 m，翼緣板問留有0.5 m濕接縫。主梁肋厚0.2～0.5 m，馬蹄寬0.5 m。橫隔板連接采用現澆濕接縫形式，以保證梁的整體性。由于工程周邊工況發生巨大變化，加上橋下河水常年暴漲對公路及橋梁進行沖刷，橋梁連續梁底控制標高無法滿足水位設計標準，2018年上旬，通過對橋梁整體狀態和周邊環境進行充分勘測，決定對橋梁使用豎向變高度等速率抬升技術進行整體抬升。

2 抬升施工設計方案

2.1 施工流程設計

根據橋梁具體情況、周邊環境特點以及現有技術工藝條件，規劃整體施工流程見圖1。

圖1 施工設計流程方案

2.2 連續箱梁變高度等速率抬升要點

(1)準備階段

本案例大橋改造項目重點在于調整橋梁各墩臺頂升高度以及縱坡高度，因為橋梁本身自重和跨徑都非常大，進行頂升的時候需要對執行設備及支撐性能進行充分考慮，確保安全順利完成頂升作業。

另外，因為橋梁在頂升過程中有時會出現旋轉情況，加上梁體頂升過程因熱脹冷縮出現微量變化，會導致頂升系統和梁體發生相對滑移情況，未解決該情況出現產生的安全隱患，需要設置縱橫向限位裝置。

(2)支撐系統安裝

首先，在橋梁梁底位置安裝墊塊，這是集中頂升力傳遞給橋梁主體的關鍵設施，墊款尺寸和材料特性都需要沖考慮橋梁受力和其自身受力。需要注意的是，在進行頂升過程中，梁底墊塊會和梁體一起發生偏轉，需要用楔形鋼板調整角度。梁底墊塊施工方法為，用高強度無收縮灌漿料，采用澆注工藝，用植筋連接法來連接墊塊和梁底，并用鋼筋加固。

其次，將分配梁固定在箱梁底部，連接千斤頂。施工工藝為，用工字鋼進行焊接，隨后利用起重機設備將分配梁安裝到兩地預埋鋼板上，并進行加固處理。

然后，設置支撐系統，該系統主要由墊塊、支撐鋼筒燈組成。每個墩柱頂升支撐主體用精加工Φ500×12 mm鋼管作為支撐桿?？紤]到項目現有材料，使用1 m、2 m級配鋼管來實施出時段連接。在頂升段用1 m鋼管材料為頂升節，并按照2 m一段標準設置轉換連接系統，用方鋼裝配式桿件作為支撐系統，最終形成拆卸方便且可循環使用的結構設施。

最后，安裝千斤頂組。考慮到該頂升技術操作便捷性，千斤頂系統都采用向下方向安裝方式，具體方式是將各個千斤頂底座固定在分配梁下方。在安裝過程中需要保證設備軸線垂直度，如果安裝角度出現偏差，會導致在頂升過程中千斤頂錯位，影響頂升精準度，甚至出現安全問題。另外，在安裝千斤頂時需要充分考慮到梁體伸長情況，需要對梁體頂升操作工藝進行數學驗算。例如，可以設定當偏移量超過20 mm時，將千斤頂撥回旋轉軸方向20 mm左右。而梁體旋轉伸長、溫度變化造成的熱脹冷縮情況出現時，千斤頂中心容易發生偏移，導致無法對準該區域支撐設計點中心位，此時需要根據實際情況調整千斤頂位置，確保在梁體頂升過程旋轉時，千斤頂組與梁體支撐點保持相對靜止，此時可以在千斤頂尾部家裝楔形塊，以便調平千斤頂組。

(3)抬升技術實施要點

①采用型號規模相匹配的PLC液壓頂升系統，使用前沖檢查系統各部分功能是否正常，并確保支撐系統、油路、傳感器等處于對應狀態。

②正式操作前，注意要對梁體進行整體頂升試驗，頂升速度設置為1 mm/min，試驗高度約10 mm，該過程是在安全前提下檢查設備性能和狀態，特別是油路、電路是否有破損泄露情況。在試運行高度達到10 mm后，仔細檢查橋梁梁體位移是否存在偏差和傾斜，以及確定是否符合設計動態標準。

③整個橋梁進行變高度等速率抬升時，將橋梁按照橋墩氛圍左右兩組，利用兩組部位千斤頂系統進行交替抬升，當其中一組頂升高度達到100 mm后，對另一組千斤頂進行收缸操作，同時在下方加墊100 mm鋼制支撐墊塊。在交替頂升過程中需要重點觀察千斤頂組狀態和橋梁整體狀態，保證整個過程平緩穩定。頂升達到目標高度之后，鎖定千斤頂組。

(4)頂升完成后下部結構加高

根據本案例大橋改造項目實際情況和施工條件，下部結構加高主要采用墊石加高工藝，其主要流程如下：

①待梁體頂升到目標位置之后，先拆除支座及相關混凝土材料。

②根據工程圖紙種植鋼筋，或者在原有鋼筋基礎上連接加長，并在基座內預埋螺栓。

③使用鋼制墊石代替原有墊石，安裝到位，再安裝鋼板加固。

④將鋼板焊接完成之后，在內部關注高強度專用灌漿料。

(5)重置支座并調整到位

①先根據工程標準采用環氧砂漿對支座墊石實施找平工藝。

②在原支座調平鋼板基礎上用楔形鋼板進行焊接，強化支座強度和穩固性。

③安裝好支座，并擰緊加固事先預埋的螺栓。

(6)回落梁體

待施工現場墊石、支座等系統抗壓強度達標之后，便可以實施梁體回落步驟。該過程需要做到緩慢勻速，有條件的話可運用傳感器和監控設備對梁體狀態進行實時監控，如果回落過程中梁體本身或整體角度出現問題，須立刻停止落梁，進行精確調整之后再繼續操作。需要注意的是，如果落梁完成之后，出現支座脫落情況，需要再將梁體抬高約10 mm，在脫落位置利用環氧結構膠填充，確保梁體保持水平。

(7)后續維護與觀測

梁體落位后，需要組織專業小組對橋梁各個位置狀態進行實時監測，在橋梁梁體、墩臺、墊層等位置設置監測點，利用傳感器上傳監測數據，進行分析。前期保持較高監測密度和頻率，尤其是在雨雪天氣，要加強橋梁巡邏維護。后期根據監測結果逐漸降低監測頻率到標準水平，確保橋梁整體各部位狀態達到設計要求。另外將監測所得到的數據及分析結果整理成檔，在監測工作完成后交由橋梁維護管理人員，便于全面掌握橋梁抬升工程詳細數據和情況。

3 結束語

通過本案例論述，可以了解到，多跨連續梁橋豎向變高度等速率抬升技術符合當代相關工程的科學、安全、可靠要求，通過PLC液壓頂升系統、千斤頂組，采用輪換交替頂升模式，可以對需要調整改造的橋梁進行持續可控的逐級頂升作業。該方法不僅操作相對簡便、整體投入少、容錯率高、可控性強，同時還能在多種自然條件和橋梁道路條件下進行作業，更能在作業過程中充分保證橋梁各部分穩定，降低對橋梁和周邊環境影響。