橋梁頂升接高技術研究

徐光銘，劉方洲，郭春輝

(1.山東高速交通建設集團股份有限公司，山東 濟南 250000；2.山東高速集團有限公司，山東 濟南 250000)

1 工程概況

榮烏高速丹河中橋原設計橋梁跨徑為3 m×16 m鋼筋混凝土空心板橋，梁高0.8 m，橋面全寬13.25 m。丹河現狀河床斷面寬度為20.0 m，橋梁建成于2008年，2018年、2019年，濰坊市丹河青州段相繼發生較大規模水災，對沿河地方造成較大經濟損失，濰坊市對丹河進行了新的防洪和河道治理規劃，原有橋梁無法滿足新的河道治理規劃，需要對橋梁進行改造，將丹河防洪標準提高，改為50年一遇標準。將原有3 m×16 m中橋改造為21 m×16 m大橋，原有橋梁上部結構進行頂升，從墩柱處進行切斷接高，根據設計要求不同位置處頂升高度不同，各墩臺所需頂升高度見表1。

表1 各墩臺頂升高度表

2 工程重難點分析

(1)梁頂升高度大，且頂升高度不同，不可預測因素較多；(2)墩柱、蓋梁均屬于橋梁受力的關鍵構件，施工難度較大且工期長，對施工技術水平要求較高，風險較大；(3)橋梁頂升將原橋縱坡調整為-1.227%(東高西低)，變化幅度較大，控制橋梁頂升時的縱向位移難度加大。

3 頂升施工關鍵技術

3.1 蓋梁底補平

蓋梁底補平在每一個蓋梁兩側端頭位置，平面尺寸設置為1 m×1.5 m，墊塊為一個立體三角形，補平后確保各梁底墊塊底標高與蓋梁底部標高在同一水平線上。在梁底斜面位置鑿毛，鉆出Φ18的孔洞，深度不小于15 cm，灌入高強植筋膠，插入Φ16帶肋鋼筋，確保植筋效果良好；利用預埋鋼筋與千斤頂吊架鋼板進行焊接，確保千斤頂與預埋筋連接牢靠。

3.2 抱柱梁施工

混凝土的鑿毛要求鑿除混凝土表面的浮漿，見到粗骨料為止，混凝土表面可采用風鎬機鑿毛和人工鑿毛，在無法使用風鎬機的部位采用人工鑿毛。鑿毛應使露出新鮮混凝土面積不低于75%。鑿除混凝土表面的水泥砂漿和松軟層，清除混凝土鑿毛面的雜物，用水清洗干凈混凝土表面，充分濕潤，但不得有積水。

3.3 千斤頂選用及安裝

為便于施工操作，千斤頂均按采用倒裝模式，即把千斤頂焊接在預埋件或鋼橫梁上，千斤頂頂升方向向下，但要采取措施保證千斤頂頂升軸線垂直。以免因千斤頂安裝傾斜而產生水平分力，加大梁體在縱、橫向的分力，使梁體受力狀態增加不穩定性，因此，要采取合理的措施，盡量減少橋梁頂升過程中的不利影響，保證結構不受損壞。

3.4 預頂升及墩柱切割

對將要頂升的部位進行預頂升保壓，保壓至千斤頂量程的70%。保壓操作順序檢查所有電纜和液壓油管是否按圖紙要求連接。確認無誤后，通電，給每臺千斤頂做3次充壓。

待預加壓完成后，對墩柱進行切割。切割是把橋梁上部的荷載從墩柱傳遞至頂升液壓千斤頂上，是一個非常重要的力系轉化過程。

3.5 正式頂升

根據現場具體情況，確定本次頂升工作采用的千斤頂最大頂升進程為140 mm，為保證頂升工作得可靠性，確定每一標準行程為最大值的70%左右，即100 mm，為保證頂升過程中梁體的穩定性，應控制最大頂升速頂升速度在3～4 mm/min。

本項目采用PLC多點頂升系統，通過本系統可以實時監測各個千斤頂的壓力及頂升進度情況，便于整體掌握整個頂升系統各部件的實時狀態，確保梁體在頂升過程中不被損壞。頂升具體操作流程如下。

(1)在每處設計頂點位置底部安裝兩組千斤頂，采用倒裝形式，利用錨固鋼筋連接千斤頂與梁體，并根據千斤頂與鋼支撐之間高差，在活塞底部墊置不同高度的鋼支撐墊塊；

(2)在該橋梁墩柱截斷處設置多個拉線式位移傳感器，用以實時監測橋梁結構的實際頂升高度；

(3)通過PLC多點頂升系統驅動其中的第一組千斤頂進行頂升橋梁結構一個行程，同時，在第二組千斤頂的下端增設相應高度的鋼支撐墊塊；

(4)通過控制臺控制液壓泵站驅動第二組千斤頂進行頂升橋梁結構一個行程，同時控制第一組千斤頂收缸，并在收缸后的第一組千斤頂的活塞下墊設相應高度的鋼支撐墊塊；

(5)重復操作流程(3)、(4)，以實現反復交替式頂升，直至將整個橋梁結構頂升到設計高程。

在操作過程中，墊設的鋼支撐墊塊要通過螺栓相互連接固定。

同時，為增加鋼支撐結構的穩定性，相鄰的鋼支撐墊塊之間還要通過連接桿件加固成鋼格構形式。

3.6 墩柱及橋臺接高

橋梁頂升就位后，人工利用風鎬將墩柱切口上下25 cm混凝土鑿出，使原墩柱鋼筋完全暴露出來。連接鋼筋型號采用與原墩柱鋼筋相同的型號，采用雙面焊接，搭接長度不小于20 cm，并保證焊接效果良好。

4 保障措施

4.1 縱橫向限位

在頂升過程中，梁體受到多種外界因素的影響，必然會產生縱向或橫向的偏移，為保障梁體安全，不因過大偏移而使梁體失穩，需采取縱橫向的限位措施。

4.2 檢測監測系統

以頂升前梁體為基礎狀態，進行全面檢測，評定其技術狀況等級，尤其做好關鍵截面處裂縫的調查工作，做好標記；頂升過程中，利用位移傳感器及應變傳感器觀測關鍵截面處位移及應變的變化趨勢，及時修正頂升參數，指導施工作業，并設置預警值，防止安全事故發生；頂升到位后，對橋梁結構最終狀態進行評定，結果顯示：梁體關鍵截面裂縫長度發展不大，寬度沒有超過限值，梁體標高滿足設計要求，橋梁整體受力狀態良好，具體檢測結果見表2。

表2 頂升前后檢測結果對比

5 結束語

以濰坊丹河橋頂升工程為例，詳細介紹了在頂升過程中的關鍵技術及必須采取的保障措施，尤其是橋梁頂升過程中一套完整的檢測監測系統的建立，為同類項目的施工提供了很好的參考價值。經測算，該項目采取頂升方法比拆除重建節省成本約85萬左右，工期壓縮約兩個月，產生了很大的經濟和社會效益。