肖 勝 蔡 魁

（湖南省益陽公路橋梁建設(shè)有限責(zé)任公司，湖南 益陽 413000）

隨道路規(guī)劃變更等多種因素影響，某些服役橋梁高度難以滿足橋梁下其他交通線路通行需求，直接采取拆除重建，會(huì)面臨施工成本高、工期長(zhǎng)等問題。目前，國(guó)內(nèi)在橋梁同步同距頂升施工技術(shù)雖趨于成熟，但該技術(shù)卻難以滿足縱坡橋梁的同步頂升施工需求。連續(xù)箱梁橋多跨整體同步異距頂升，一直是橋梁改造施工中的難題。某高速橋梁為樞紐互通式立交主線橋，在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，對(duì)鐵路凈空要求考慮不足，導(dǎo)致該橋梁37#-42#橋墩需進(jìn)行縱坡調(diào)整，滿足鐵路部門凈空要求。若采用傳統(tǒng)同步同距頂升施工方案，難以滿足本項(xiàng)目縱坡調(diào)整的頂升施工要求，經(jīng)技術(shù)人員多次研究，提出了橋跨主梁的整聯(lián)分級(jí)頂升，克服了傳統(tǒng)同步同距頂升方案的不足，形成了連續(xù)箱梁橋多跨整體同步異距頂升新技術(shù)?；诖?，本文以該工程為依托，對(duì)該橋梁施工采用的同步異距頂升展開研究，對(duì)后期同類工程施工具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

1 工程概況

某高速互通式立交主線橋，在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，對(duì)鐵路凈空要求考慮不足，導(dǎo)致第46 跨鐵路凈空不足，須對(duì)該橋梁37#-42#橋墩跨主梁進(jìn)行縱坡調(diào)整，以滿足鐵路部門凈空要求，因此需對(duì)該大橋37#～42#橋跨主梁進(jìn)行整聯(lián)分級(jí)頂升，頂升高度為0～18cm。

2 工藝原理

2.1 對(duì)左右半幅梁體先后分別進(jìn)行整聯(lián)頂升，頂升施工后，及時(shí)搭設(shè)臨時(shí)支撐，更換支座并增設(shè)墊板，確保經(jīng)改造后，橋跨梁體標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

2.2 工作原理是利用同步頂升設(shè)備，使各墩頂升到Hi 值，示意圖見圖1。

圖1 多跨整聯(lián)同步異距頂升原理圖

2.3 通過組態(tài)軟件，使各千斤頂同時(shí)動(dòng)作，即PLC 智能同步頂升。

2.4 施工工藝流程圖，見圖2。

圖2 施工工藝流程圖

3 整體同步異距頂升施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備階段

3.1.1 復(fù)測(cè)橋梁線形、橋面高程、墊石厚度、墊石高程等。

3.1.2 驗(yàn)算反力支架體系承載力及穩(wěn)定性，設(shè)置合理安全系數(shù)，保證施工安全。

3.1.3 準(zhǔn)備碳纖維布、鋼套筒、鋼管等相關(guān)材料。

3.1.4 對(duì)頂升設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行全面檢驗(yàn)，確保頂升設(shè)備系統(tǒng)的可靠性、精確性和使用性能。

3.2 支架搭設(shè)技術(shù)

反力支架體系施工內(nèi)容包括如下方面：

3.2.1 反力支架采用鋼管支架，采用直徑φ600mm，壁厚1cm 的鋼管，高度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)計(jì)，反力鋼管墩緊挨原墩柱設(shè)置；反力支架示意與構(gòu)造見圖3、圖4。

圖3 鋼管墩反力支架簡(jiǎn)圖

圖4 反力支架與施工平臺(tái)構(gòu)造側(cè)面圖

3.2.2 鋼管安裝采用汽車吊、卷?yè)P(yáng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行分節(jié)吊裝，焊拼施工。

3.2.3 采用腳手架、竹跳板等搭設(shè)施工操作平臺(tái)。（見圖5）

圖5 反力支架與施工平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)圖示

3.3 墩柱與蓋梁支點(diǎn)處局部加固

為避免頂升施工時(shí)千斤頂位置局部應(yīng)力集中對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷，在頂升前通過粘貼碳纖維布與安裝鋼套筒對(duì)原墩柱與蓋梁千斤頂放置區(qū)域進(jìn)行加固。

3.4 布置PLC 智能同步頂升系統(tǒng)

全橋（單幅）一次性安裝整個(gè)頂升設(shè)備系統(tǒng)，包含千斤頂（50 個(gè)）、泵站（3 個(gè)）、控制中心（1 個(gè)）以及油路和信號(hào)系統(tǒng)。

3.4.1 頂升設(shè)備系統(tǒng)準(zhǔn)備：用1 套便攜式主站控制系統(tǒng)通過工業(yè)總線將3 臺(tái)液壓泵站通訊起來，通過便攜式主站控制系統(tǒng)的工控電腦來集中操控整個(gè)頂升過程。

3.4.2 千斤頂?shù)倪x用及布置：a. 千斤頂安裝通過汽車吊或卷?yè)P(yáng)機(jī)、手拉葫蘆進(jìn)行吊裝；b.單幅每墩布置100T千斤6 個(gè)，200T 千斤4 個(gè)，千斤頂布置分配見圖6。

圖6 某互通主線橋千斤頂布置分配示意圖（單排墩）

3.4.3 聯(lián)機(jī)調(diào)試：頂升設(shè)備系統(tǒng)安裝完成后，需進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，調(diào)試的主要內(nèi)容包括壓系統(tǒng)調(diào)試檢查、控制系統(tǒng)調(diào)試檢查。

3.5 監(jiān)控觀測(cè)和安全防護(hù)

3.5.1 位移監(jiān)控觀測(cè)：在原橋墩柱頂部、蓋梁頂部安裝百分表和千分表，監(jiān)控頂升高度的變化，并隨時(shí)與頂升系統(tǒng)位移量進(jìn)行對(duì)比，在側(cè)面安裝位移計(jì)，監(jiān)測(cè)頂升施工期間梁體偏位情況。

3.5.2 應(yīng)力與應(yīng)變監(jiān)控觀測(cè)：為監(jiān)測(cè)整聯(lián)梁體在頂升過程中的內(nèi)力變化情況，需要在梁體砼表面粘貼砼應(yīng)變計(jì)進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)。在主梁腹板、底板粘貼砼應(yīng)變計(jì)，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)負(fù)彎矩區(qū)的受力情況。

3.5.3 安裝安全限位裝置：為確保梁體在頂升過程中不發(fā)生超限偏位，需要待頂升橋墩橋跨梁體安裝縱向限位裝置，在待頂升橋墩蓋梁限位砼擋塊上設(shè)置橫向限位裝置。

3.6 解除梁體約束

在頂升前，需將橋墩處的梁臺(tái)進(jìn)行切割，解除梁體、橋兩端伸縮縫、欄桿、中間分隔帶的光纜支架等結(jié)構(gòu)的約束，保證頂升過程中待頂升橋跨處于自由頂升狀態(tài)。

3.7 多跨整聯(lián)同步異距頂升

3.7.1 試頂

在正式頂升前，需要進(jìn)行試頂，試頂力宜為計(jì)算最大頂升力的10%左右，試頂時(shí)需注意檢查以下事項(xiàng)：

（1）千斤頂安裝是否垂直牢固；

（2）影響頂升的設(shè)施是否完全拆除；

（3）頂升結(jié)構(gòu)與其它結(jié)構(gòu)的連接是否已全部去除；

（4）檢查結(jié)構(gòu)裂縫、結(jié)構(gòu)變形是否正常；

（5）檢查所有設(shè)備（千斤頂、壓力表、編碼儀、百分表、各行程開關(guān)、控制開關(guān)等）是否正常。

3.7.2 同步異距頂升

正式頂升時(shí)，全部千斤頂進(jìn)行同步頂升，但每排墩的千斤頂每次頂升步距不一致，為達(dá)到頂升不同高度的目的，每個(gè)千斤頂?shù)牟骄嘟y(tǒng)一由電腦控制中心的程序控制。

（1）頂升過程中仔細(xì)觀察梁體狀況，隨時(shí)監(jiān)測(cè)。若發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)處置或回油落梁；

（2）頂升過程中，必須匹配設(shè)置臨時(shí)支撐，每排千斤頂頂升5mm，則臨時(shí)支撐需要架設(shè)一塊薄鋼板；

（3）頂升到位后，應(yīng)實(shí)測(cè)千斤頂?shù)氖芰χ?。測(cè)量完成后，應(yīng)盡快設(shè)置好臨時(shí)支撐，盡量將梁體重量轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支撐體系上來。

3.8 更換支座

頂升到位無異常后，應(yīng)及時(shí)取下盆式支座，拆除支座時(shí)，不損傷、破壞原支座。然后按設(shè)計(jì)要求安放墊石鋼墊板，鋼墊板安裝完成后，需立即對(duì)其標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，復(fù)核頂升達(dá)到設(shè)計(jì)的高度要求。

重新安裝盆式支座時(shí)，須確保支座無損壞，才可進(jìn)行二次安裝，否則需更換為同型號(hào)的新支座。

3.9 落梁

（1）開啟PLC 智能頂升系統(tǒng)，拆除臨時(shí)支撐體系，緩慢回落梁體；

（2）梁體回落至支座后，檢查梁底與支座上下鋼板是否密貼；

（3）若發(fā)現(xiàn)支座存在偏心受壓、不均勻支承等問題，則應(yīng)分析問題產(chǎn)生成因，并再次頂升梁體，并在問題支座下，加設(shè)一層環(huán)氧砂漿，重復(fù)上述落梁工序，并再次檢查梁底與支座上下鋼板是否密貼，直至支座上下鋼板全部密貼。

4 工程質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 千斤頂安裝時(shí)需確保千斤頂?shù)捻?、底部受力接觸面平整，全截面受力，不得有偏壓情況產(chǎn)生。

4.2 由于同步異距頂升控制難度大，技術(shù)要求高，所以頂升速度應(yīng)穩(wěn)定緩慢，為控制頂升速度，必須在PLC智能控制系統(tǒng)中事先輸入程序，通過智能控制，減小速率誤差、消除相對(duì)動(dòng)作延時(shí)。

4.3 整個(gè)同步異距頂升過程必須由專人指揮，一切行動(dòng)聽指令，不得隨意操作。若發(fā)現(xiàn)任何異常，必須立即向現(xiàn)場(chǎng)指揮部報(bào)告，并暫?；蛑袛囗斏?。待問題解決后，才可繼續(xù)或重新頂升。

4.4 頂升過程中主梁縱向偏位不得超過2cm，橫向偏位不得超過1cm。頂升過程中主梁砼不得出現(xiàn)應(yīng)力過大和開裂現(xiàn)象。

4.5 頂升過程中同一排墩的千斤頂同步頂升高差不得超過2mm，頂升后主梁標(biāo)高、線形、坡度等必須符合設(shè)計(jì)要求。

4.6 頂升步距最大的千斤頂在頂升過程中控制在每頂升1cm，暫停10 分鐘。

5 結(jié)論

該高速互通式立交主線橋（37#-42#橋墩）頂升工程采用“連續(xù)箱梁橋多跨整體同步異距頂升技術(shù)”。

5.1 相較于傳統(tǒng)多點(diǎn)頂升工藝，該施工技術(shù)采用PLC 智能控制系統(tǒng)，頂升精度更高，同時(shí)可更加迅速的完成頂升作業(yè)過程。

5.2 相較于傳統(tǒng)多點(diǎn)頂升工藝，該施工技術(shù)采用同步異距頂升原理+智能系統(tǒng)控制+縱橫向限位裝置相結(jié)合，安全可靠性得到極大幅度提高，避免了頂升過程中局部應(yīng)力集中造成梁體產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象，避免了對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷造成隱患。