不間斷通行條件下城市橋梁板梁置換技術

王丹

上海建科工程咨詢有限公司，中國·上海 200000

1 引言

現如今作為主干道連接著城市各行各業經濟命脈的城市重要橋梁有很多，建造時間均為20世紀或21世紀初，由于日益增長的城市道路交通車流量、重型車輛通行等因素，橋梁負荷已遠超設計、施工時的標準。橋梁橋面會出現縱向碎裂帶、孔洞，梁體滲水，預應力箱梁產生底板裂縫等現象，均會對橋梁使用壽命產生很大的影響。經過多年超負荷使用，存在較大安全隱患，急需維修加固。若要進行橋梁大修施工，又將對橋梁所處區域，甚至整個城市交通運行產生影響。

對現有橋梁在不間斷通行的條件下，進行橋梁板梁的更換、橋面的再施工等措施，可以很好地解決工程封閉施工與道路交通正常運營之間的矛盾。在施工過程中最大程度保留原有橋梁完好的結構，對有病害或需要加固的部位進行再施工，以減少造價，節約成本，降低對社會影響為主。

針對在不間斷通行的施工過程中的幾種結構的施工工藝、施工措施、施工管理組織加以研究，對于提高橋梁的使用壽命、切實保障行車安全暢通、提升交通品質，都有著重要的意義。論文結合中國上海市某工程案例，針對在不間斷通行的條件下進行既有橋梁搶修加固這種狀況，分析施工技術難點，開展交通流量分析，制定應對措施，提出“C”型夾具起吊板梁技術、有限空間條件下板梁吊裝技術，給類似橋梁施工提供實踐經驗。

2 工程簡介

示范工程橋梁位于上海市中心城區，全橋長577.25m，寬40m；為一座偏南北走向的19跨預應力混凝土梁橋。全橋分為東、西兩幅橋。跨徑組合為（由北向南）：北引橋6跨，主橋3跨，南引橋10跨。南、北引橋均為預應力簡支混凝土空心板梁。跨徑一般為20m左右，板厚95cm。引橋橋面出現較多縱向碎裂帶，由南向北引橋東二快車道處出現孔洞，多處板梁鉸接縫處出現滲水現象，需要進行搶修加固。

老橋單跨板梁合計19榀，標準板梁結構，根據施工圖紙要求，本工程第14跨起對靠近中分帶的13榀板梁進行拆除，單幅外緣6榀板梁保留，北引橋北側2跨全部拆除更換新板梁。引橋搶修期間，原則上不允許中斷大橋原有的交通，需在不間斷通行的條件下進行引橋板梁的置換[1]。

3 施工技術難點

3.1 大橋現狀及通車安全性要求

引橋板梁搶修施工時，原則上不允許中斷交通或者半幅封閉橋梁，必須保證雙向車道通行。經過對車流量的統計顯示，上下班高峰期間，橋上需7車道才能滿足通行要求。

出于對行車安全的考慮，單跨內的板梁在拆除之后，必須在當天安裝新板梁，不允許在白天正常通行時，橋面留有大面積空洞，留有行車安全隱患。

3.2 老橋板梁的不利現狀

老橋板梁為鉸接板梁，橋面采用混凝土鋪裝加瀝青面層的結構，板梁之間僅靠鉸連接。由于長期在超負荷的條件下運營，機動車道范圍內多處板梁頂板出現了空洞，甚至板梁中隔板斷裂的情況。板梁承載力已達不到設計時的要求。

3.3 新老板梁的結構形式差異

老板梁為正交標準板梁，底寬均為1m，跨度20m。拆除板梁單榀重大重量為33.6t。

本工程新安裝板梁為標準板梁，底寬為1.1m，高0.95m，跨度20m。新制預制板梁單榀最大重量為41t，且有板梁安裝之后的后澆濕接縫及橫隔梁。

3.4 板梁起吊工況的制約

本工程引橋單跨跨度為20m，引橋共16跨，須連續作業，進行板梁的置換施工。若考慮采用單吊車吊裝，單機吊裝半徑太大，無法在橋側的地面停放吊車。因此考慮采用雙機抬吊，要在橋面停吊車進行板梁的吊裝作業，又必須保留橋面鋪裝與板梁鉸縫，確保單跨板梁整體受力。考慮到單跨內必須當天完成拆除及安裝2個吊裝工作，施工時間很緊迫，對板梁吊裝作業也提出了更高的要求。

4 交通流量分析及措施

4.1 交通流量分析

開工前，對橋梁的過境交通流量進行監測。發現高峰交通集聚效應較為明顯。平峰時段單向交通量在4000～4500PCU左右，約為高峰小時的70%左右，其余時段橋梁目前的通行能力均能滿足實際交通量需求。早、晚高峰流量方向性十分明顯，潮汐特征十分明顯，即早上南向北、晚上北向南高峰。

由于該工程周邊分布了較多貨運堆場也造成了大橋貨運車通行的剛性需求。且周邊以干道網絡為主，缺少連通性的次支道路，造成現狀區域交通總體趨于飽和，主要道路飽和度均超過0.85。

4.2 應對高流量的交通組織方案

將全橋交通按照白天保持雙向7車道（比原常態的雙向8車道減少1車道）布置；高峰時段實施可變車道，確保潮汐交通主流向的暢通。部分階段施工場地內保留1條應急車道，車流量高峰時段視情開放車輛通行。

全引橋共分4個階段組織施工，結合工程實際，利用暑假車流量較低時段，啟動東引橋第一階段的施工。

4.3 實施效果

總體上看，實施可變車道以及高峰禁止貨運車通行后，再加上7、8月份暑假期間該大橋車流量略有下降，因此實施交通部分封閉、設置可變車道、周邊路網分流等措施后，交通影響程度和范圍均可控[2]。

5 “C”型夾具起吊板梁技術

5.1 “C”型夾具施工

由于老板梁不利用采用常規鋼絲繩兜底吊的方式，梁板起吊選用兩臺130t汽車吊機雙機抬吊，套上吊梁專用“C”型夾具提升鋼絲繩吊起梁板。

“C”型夾具外徑尺寸為1.2×1.6m，夾具內沿高度為1.2m，截面是采用t=20的鋼板（Q345B）焊成的箱形截面。單個C型夾具總重約為800kg（見圖1）。

圖1 吊具作業示意圖

原設計圖紙中，新板梁采用兜底吊，在板梁兩端增加吊環，便于板梁的吊裝，縮短施工時間。

老板梁起吊之后，裝車外運，待單跨板梁完成拆除之后，拆下“C”型夾具，更換常規吊鉤，進行新板梁的安裝施工。

5.2 夾具及吊耳計算

本次采用1臺130T+1臺100T汽車吊，每臺使用一個“C”型夾具。施工前對夾具截面的最大應力和容許應力進行驗算。特別注意該“C”型夾具只用于板梁平移，實際雙機抬吊過程中必須外加鋼絲繩兜吊保護。

6 有限空間條件下板梁吊裝技術

為解決在交通通行的條件下，停放吊車的空間極為有限。在本工程中，采用了在現狀橋面上同時停放2臺汽車吊，進行雙機抬吊的施工方式。根據交通組織情況，全橋引橋板梁分為四個階段分別拆除及安裝[3]。

本階段拆除東半幅橋靠近中央分隔帶的9榀梁，安裝6榀新預制板梁。先行施工東半幅橋南側10跨引橋，從主橋往橋臺方向推進，完成南側引橋之后，施工北側6跨，從主橋往橋臺方向推進。

本階段工況以東幅南側引橋第9跨施工時為例，一臺吊機停放在第8跨板梁上面，另一臺吊機停放在西幅內側車道上；東幅采取臨時交通封閉措施，封閉車道為3根車道（約9m），確保吊機支點空間位置；

后續三個階段的板梁置換施工，配合交通組織的每個階段進行板梁吊裝施工，不做贅述。

7 結語

本次施工是在不間斷交通的條件下，對引橋板梁進行置換，鄰跨板梁連續施工，老板梁拆除后立刻進行新板梁的安裝。板梁置換過程中未出現不利情況，附近交通也未出現嚴重交通擁堵，情況良好。這說明不間斷交通條件下引橋板梁置換技術成功地得到了運用。它的成功應用為今后同類城市橋梁搶修工程施工打下了堅實的基礎，同時也能給類似橋梁施工提供寶貴的經驗。