淺析頂升市政橋梁施工的關(guān)鍵工序

王 慶

上海浦東工程建設(shè)管理有限公司 上海 200210

市政工程領(lǐng)域運(yùn)用橋梁頂升施工技術(shù)，不僅經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，而且施工過程文明環(huán)保，因此，國內(nèi)一些市政橋梁工程項(xiàng)目中已經(jīng)應(yīng)用了該技術(shù)[1-3]，但是整體而言應(yīng)用體量不大、涉及的橋跨結(jié)構(gòu)形式相對單一，鮮有單個工程項(xiàng)目大規(guī)模、多元化、綜合性應(yīng)用該技術(shù)的實(shí)例。以上海市重點(diǎn)工程項(xiàng)目——濟(jì)陽路快速化改建工程1標(biāo)為載體，集中性、系統(tǒng)性地探索不同橋跨結(jié)構(gòu)形式的橋梁頂升施工工序，同時該項(xiàng)目在頂升施工過程中，試驗(yàn)性地探索應(yīng)用四柱限位裝置，以期達(dá)到提高過程限位精度與效率的目的。

1 項(xiàng)目概況與頂升施工范圍

1.1 項(xiàng)目概況

濟(jì)陽路快速化改建工程1標(biāo)項(xiàng)目北起盧浦大橋引橋，南至中環(huán)線，長度3.89 km。道路斷面形式為“主線高架＋地面輔路”，主線統(tǒng)一采用雙向6車道，地面輔道主干路路段采用雙向6快2慢、次干路路段采用雙向4快2慢，主要建設(shè)內(nèi)容包括橋梁、道路、雨污水排管、標(biāo)志標(biāo)線、信號燈等。

1.2 頂升施工重、難點(diǎn)

1）項(xiàng)目規(guī)模大，同步頂升單元跨數(shù)多，最大同步頂升單元8跨9墩，設(shè)備需求量大，風(fēng)險點(diǎn)分散。

2）調(diào)坡頂升高度高，總頂升面積達(dá)8 154 m2，最大頂升高度5.852 m，最大支撐高度8.985 m。

3）涉及簡支梁、連續(xù)梁的調(diào)坡頂升和橋墩的頂升。

4）多為獨(dú)柱墩，為了利用承臺作為頂升反力基礎(chǔ)，頂升支撐結(jié)構(gòu)多位于橋墩周圍，布置相對集中，不利于橋梁橫向穩(wěn)定。

2 關(guān)鍵工序控制

2.1 荷載托換與千斤頂布置

本項(xiàng)目布置了頂升千斤頂與隨動千斤頂，隨動千斤頂在頂升千斤頂頂升的過程中起到保護(hù)作用。頂升千斤頂采用雙作用液壓千斤頂，隨動千斤頂為液壓驅(qū)動、機(jī)械螺紋承壓的千斤頂。頂升過程中隨動千斤頂和液壓千斤頂同時出缸，實(shí)時對液壓千斤頂進(jìn)行保護(hù)。千斤頂荷載儲備系數(shù)不小于規(guī)范規(guī)定值，即1.5。

2.1.1 簡支梁墩的荷載托換與千斤頂布置

以承臺作為頂升反力的基礎(chǔ)，以蓋梁作為頂升的受力點(diǎn)。在承臺與蓋梁之間安裝頂升支撐結(jié)構(gòu)和千斤頂，在千斤頂施加設(shè)計(jì)頂升荷載的50%的情況下，將橋墩切斷，完成荷載托換。蓋梁底面安裝鋼分配梁以拓展千斤頂布置范圍，蓋梁底面灌漿料找平。

板梁橋面寬度等寬，簡支梁中墩為標(biāo)準(zhǔn)墩（圖1），頂升質(zhì)量約542 t；邊墩頂升質(zhì)量331 t，板梁與46 m鋼梁共用墩頂升質(zhì)量475 t，單墩周圍布置4臺500 t液壓千斤頂，4臺500 t隨動千斤頂。

圖1 簡支梁墩頂升布置

2.1.2 連續(xù)梁荷載托換與千斤頂?shù)牟贾?/p>

以承臺作為頂升反力基礎(chǔ)，梁底作為頂升受力點(diǎn)（圖2）。在梁底設(shè)置鋼分配梁，主要起到兩方面的作用：保護(hù)箱梁底板混凝土不被破壞；拓寬千斤頂布置范圍，增強(qiáng)鋼支撐的橫向穩(wěn)定性。

圖2 連續(xù)梁單墩頂升布置

單墩頂升質(zhì)量約206 t，橋墩周圍布置2臺200 t液壓千斤頂、2臺200 t隨動千斤頂。

2.1.3 雙柱門式墩的荷載托換與千斤頂布置

主墩以承臺作為頂升反力基礎(chǔ)，梁底作為頂升受力點(diǎn)，梁底布置鋼分配梁保護(hù)箱梁底板混凝土；附墩以橋墩頂面作為頂升反力基礎(chǔ)，以鋼筋混凝土橫梁底面作為頂升受力點(diǎn)。

主墩最大頂升質(zhì)量約497 t，橋墩周圍布置4臺500 t液壓千斤頂、5臺500 t隨動千斤頂。附墩的頂升質(zhì)量約133 t，橋墩周圍布置1臺500 t液壓千斤頂、1臺500 t隨動千斤頂。附墩的墩頂與梁底的空間約35 cm，千斤頂高度60 cm，局部切除墩頂30 cm的混凝土，以安裝千斤頂。

2.2 鋼管支撐塊與限位裝置

2.2.1 鋼管支撐

1）安裝鋼管支撐。在新建混凝土柱頂面植螺栓，用底螺帽將鋼支撐托在螺栓上，調(diào)節(jié)好鋼支撐的垂直度后進(jìn)行固定，鋼支撐與承臺底面預(yù)留10 cm空間，澆筑灌漿料填充，用頂螺帽將鋼支撐固定。鋼支撐的垂直度控制在0.6%以內(nèi)。

2）增強(qiáng)整體性和穩(wěn)定性的措施。通過植螺栓將鋼支撐固定于承臺頂面、用法蘭螺栓連接鋼支撐節(jié)間、用14#槽鋼焊接連接鋼支撐節(jié)間等措施，增強(qiáng)整體性和穩(wěn)定性。

2.2.2 限位裝置

鑒于多數(shù)立柱頂升的行程長，為了減少頂升過程中立柱、蓋梁等被頂升構(gòu)造物的平面位置發(fā)生偏移、扭轉(zhuǎn)等現(xiàn)象，本項(xiàng)目探索與試驗(yàn)應(yīng)用了一種新型限位裝置——四桿限位裝置（見圖3中紅色箭頭所指），有效減少頂升過程中水平位置與垂直度的調(diào)整與糾正頻次、工作量，大幅提高了頂升效率與精度。

圖3 限位裝置設(shè)計(jì)

2.3 橋墩改造

2.3.1 簡支板梁橋墩的改造

1）斷柱切割。斷柱切割前，液壓千斤頂加壓至50%的設(shè)計(jì)頂升荷載，隨動千斤頂處于保護(hù)狀態(tài)。橋墩切割采用新型無振動繩鋸對立柱進(jìn)行切割。該設(shè)備具有施工速度快、無振動、無粉塵污染等優(yōu)點(diǎn)。切割位置嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)位置進(jìn)行，切割過程中不斷向切割面注水降溫。切割面的位置符合設(shè)計(jì)要求，并由技術(shù)人員放線。

2）等截面橋墩連接。頂升完成后，鑿除上下切割面混凝土，露出豎向主筋，柱芯混凝土保留，增強(qiáng)連接面的抗剪能力。主筋焊接或擠壓套筒連接，按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求，鋼筋接頭全部位于同一截面時，接頭需為一級。綁扎箍筋、構(gòu)造鋼筋后，立模澆筑混凝土，完成橋墩的連接。橋墩模板采用新型輕型木模板。

3）橋墩的加粗。橋墩加粗的目的體現(xiàn)為：橋梁頂升后，橋墩高度增加，有增加橋墩剛度的需求；橋墩加粗對斷柱連接部位起到加強(qiáng)的作用；橋墩加粗對斷柱連接的外觀起到改善的作用。

橋墩加粗的豎向主筋植筋生根于承臺，新老混凝土的接合面進(jìn)行鑿毛處理，模板采用鋼模板。橋墩每側(cè)加寬15 cm。

2.3.2 連續(xù)箱梁橋墩的改造

1）主墩接高。橋梁頂升完成后，鑿除墩頂混凝土，露出豎向主筋，接高主筋、綁扎箍筋及構(gòu)造鋼筋后，立鋼模澆筑混凝土。為了提高接高部分混凝土強(qiáng)度及加強(qiáng)與上下部原結(jié)構(gòu)的連接，本項(xiàng)目不僅將灌注混凝土材料的強(qiáng)度等級提高了一級，而且所采用的是微膨脹、無收縮的混凝土材料。

2）附墩的接高。橋梁頂升完成后，先安裝附墩支座，然后植筋澆筑柱芯混凝土柱，將支座錨固于柱芯內(nèi)，支座與柱芯混凝土柱之間預(yù)留2 cm的空間澆筑灌漿料（材料等級、性能與主墩接高部分澆筑的混凝土材料相同）。然后再拆除千斤頂，進(jìn)行主筋接高，主筋接高后，澆筑橋墩外圍混凝土。

3 實(shí)施效果

1）成功地將橋梁頂升工藝關(guān)鍵工序的集中性、系統(tǒng)性應(yīng)用于上海市濟(jì)陽路快速化改建工程1標(biāo)項(xiàng)目的不同橋梁結(jié)構(gòu)施工中。

2）探索性地應(yīng)用了四桿限位裝置，將被頂升構(gòu)造物的水平與高度偏差分別控制在15 mm和6 mm以內(nèi)（設(shè)計(jì)要求偏差分別為±20 mm與±10 mm），相比常規(guī)工序，頂升效率提高20%。

3）通過提高接高、接粗部位的材料強(qiáng)度等級與性能，實(shí)現(xiàn)了新舊部位的有效連接。

4）驗(yàn)證了頂升工藝在同一項(xiàng)目集成性、系統(tǒng)性應(yīng)用的穩(wěn)定性、安全性及可行性。