1、1桥梁顶升施工【摘要】本文介绍了京珠高速公路湖南湘潭至耒阳段提质改造一期工程施工中，桥梁顶升的施工方法，顶升前的准备工作，试顶升、正式顶升所遇到的问题，解决办法及注意事项，分析了顶升不同步所产生的质量隐患及对防治措施提出了建议，为今后桥梁顶升提供有益的参考价值。 【关键词】 桥梁；同步顶升；自动控制；位移 中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号： 潭耒高速公路提质改造中桥梁顶升是其中改造内容之一，也是技术含量较高的一项工程。一期工程设计顶升主线桥 36 座，主线互通桥 1 座，天桥 6 座。第一期工程总体进度计划中安排桥梁顶升的工期，左幅是2012 年 5 月 25 日7 月 6
2、 日计 43 天，右幅从开工的第一天 8 月 14 日至9 月 17 日计 35 天，一个标段顶升桥梁最多为 9 座，最少的也有 5 座，其他四个标为 7 座、8 座各半，摆在面前的任务，考验着人们的智慧和干劲。1.桥梁与路基纵面衔接方案 1.1 基本情况： 潭耒高速公路提质改造工程采用路面大修方案，即在原旧混凝土路面面层上加铺 30.5cm 路面。对于主线桥梁来说，如果直接在桥面上加铺30.5cm 厚桥面，增加恒载太大，桥梁超负荷显然行不通。桥梁与路基纵2面衔接，设计提出了顶升桥梁上构和调整主线纵坡两个方案。顶升桥梁上构方案是通过整体抬高桥梁上部构造的高度来消除路面铺装与桥面铺装结构厚度差，
3、从而实现路面与桥面纵面平顺衔接。调整主线纵坡方案即维持原桥梁上部构造的高度，在桥台搭板面层两端的路基段设置一定长度的纵坡过渡段，挖除原旧路面和基层后，加铺 C30 混凝土进行调坡，消除路面铺装与桥面铺装结构厚度差，实现路面与桥面平顺衔接。对于天桥来说，桥下净空不满足正常路面加铺厚度的情况下，采用降低主线纵坡或抬高桥梁上部构造的方法，达到桥下净空大于或等于 5m 的要求。 2.桥梁顶升施工 主线桥根据桥梁结构各种受力状况下的计算结果富余度的大小，新桥面铺装有两种方案。方案一：顶升上构 0.245m，对原混凝土桥面铺装喷砂凿毛，病害处治后，再在上面依次加铺 1cm 厚防水粘结层、5cm 厚的沥青混
4、凝土桥面铺装层。本方案适用于 13m、16m、20m 预应力空心板梁桥。方案二：顶升上构 0.295m，对原混凝土桥面铺装喷砂凿毛，病害处治后，加铺小于 1cm 的路面环氧覆层。本方案适用于 8m、10m 钢筋混凝土空心板梁桥。 2.1 施工队伍的选择。桥梁整体顶升的关键技术是同步顶升，如何做到几十个千斤顶同步（误差2mm）顶升，这需要有一支设备先进、技术熟练的施工队伍。目前已有液压同步控制系统应用于桥梁顶升，设备有国产的和进口的。液压同步控制系统是由液压系统（油泵、油缸等） 、传感器、计算机控制系统等几部分组成。该系统用位移和顶升压力的双控作为顶升控制的依据，外部数据采集以位移电子传感器作为
5、位移采集，3压力传感器作为压力采集。系统采用软件作为采集数据的综合处理，合成了微位移误差控制，微油路压力控制，异常自锁控制，自动开关油泵控制，断电自锁控制，屏显数据控制等自动化控制系统。通过控制箱自带屏幕显示的方式，能直接观测顶升过程中的千斤顶的位移、压力变化，监测各工作点的工作情况，同时还能够在控制台自行设置顶升的最大高度位移，油顶在达到最大位移后自动停止顶升，不会因顶升工作人员偶尔失误而出现超顶升的情况，以更好保证梁体安全。因此，选择施工队伍的首选条件应具有液压同步控制系统设备。 2.2 桥梁顶升施工方案的确定。主线桥宜单跨顶升，空心板梁桥一般一跨布置 22 个千斤顶，多跨顶升千斤顶太多不
6、易控制同步顶升。顶升施工技术方案的要点是千斤顶反力座的确定，千斤顶的选择和千斤顶的布置。 2.2.1 千斤顶反力座的确定。 根据桥梁结构情况、跨径、桥梁所处地理环境等不同情况，选择千斤顶反力座，一般有下列四种型式。 2.2.1.1 千斤顶在台（墩）上直顶。盖梁顶面与梁底面具有一定的空间安放千斤顶和千斤顶上、下所需垫的钢板，其空间至少 67cm 高，选择 100T 超薄千斤顶 4cm 高即可。有的现浇空心板空间只有 34cm 高，施工队凿除盖梁顶部混凝土保护层后用环氧砂浆抹平安装超薄千斤顶顶升，顶升到一定高度后改用行程大的千斤顶继续顶升，顶升完工后用环氧砂浆修补好盖梁。直顶工序简单，受力可靠。但
7、要注意当冒梁有悬臂（10cm）时，千斤顶应尽量安装在悬臂以内，避免悬臂混凝土崩裂而出4事。 2.2.1.2 牛腿反力座。在桥台（墩）盖梁上或台身上植入锚固栓，安装钢牛腿，千斤顶放在牛腿上顶升梁板。牛腿采用钢板制作，在竖板、翼板上钻锚栓孔，用高强锚栓，粘胶剂植入盖梁或台身内，根据顶升力的大小设计牛腿，要有足够的安全系数；锚栓直径、锚栓植入数量、植入深度等都需要进行验算，特别是牛腿上方锚栓需要受拉受剪验算，确保安全。牛腿虽然初次使用投入较大，但适用性很强，几乎所有桥梁都可用，利用率高，可以用大行程千斤顶，顶升速度相对快，可以提前做植筋准备工作，加速工程进度，因此得到广泛应用。 a.正面视图 b.侧
8、面视图 图 2-2 牛腿结构图 2.2.1.3 支架法（分配梁法） 。在桥下搭设立柱支架，立柱上安装千斤顶，千斤顶上安放工字钢与梁底面接触。千斤顶顶升工字钢，由工字钢托起梁上升。该方案适用于桥下净空不高、跨径小、地基承载能力较好的桥梁。一期工程左幅施工 K1590+215 长源分离式桥和 K1588+258 榜头分离式桥均采用支架法，两桥均为 110m 钢筋混凝土空心板桥。该方案要对支架、工字钢梁进行强度和稳定性验算，对地基进行承载力验算。先顶的长源分离式桥试顶时，地面破坏下沉，重新在地面铺碎石上加大而厚钢板，扩大立柱基础受力面积处治后成功顶升。右幅施工再没有用该方案。 52.2.1.4 抱箍
9、式方案。该方案适用于独柱墩顶升连续梁，其具体做法是按照立柱的直径加大约 2mm 在工厂加工成两个半圆的抱箍，高度约70cm，箍的上面挂在立柱上，挂的宽度以不影响支座的拆除和安装新支座垫石为原则，尽量宽一点，使千斤顶底面主要放在立柱上受力。立柱顶面一定要修补平整后才安装抱箍，抱箍与立柱竖向之间加垫橡胶皮，然后用锚栓将抱箍箍紧立柱。千斤顶安装在抱箍上面，保证了千斤顶顶升时不破坏立柱边缘混凝土。 图 3-4-1 抱箍式 2.2.2 千斤顶的选型及千斤顶的布置。 选择千斤顶要根据支座反力来确定施工方案，在台（墩）直顶空间小的首先要选用超薄千斤顶，也要准备行程大的千斤顶在顶升一定高度后使用。按照 60%
10、的顶升效率确定千斤顶数量，如 100T 千斤顶，按 60T计算顶升力。 根据不同的结构型式布置千斤顶。潭耒高速空心板梁桥一般为 10 片梁组成，千斤顶宜布置在 9 条绞缝处和边块的边缘，每端布置 11 台千斤顶，每孔 22 台千斤顶。10m 空心板有的一片梁内为双空心孔，布置千斤顶应避开空心部分。总之，千斤顶应布置在混凝土的实体处，避免顶升时将空心板顶穿。 天桥顶升多为 3 孔或 4 孔连续箱梁或连续肋板，各个墩台上的支座反力都不相同，一座桥要选择同样型号的千斤顶才能同步。独柱墩上布置千斤顶横向应对称布置二对或以上，以防横向位移。 62.3 顶升施工工艺流程。 桥梁顶升施工工艺流程图 合格 合
11、格 2.4 顶升前的准备工作。 2.4.1 预制支座垫石。主线桥根据设计顶升高度，按图纸预制支座垫石，支座垫石底面要拉毛，顶面要平整，注意混凝土养生，待混凝土强度达到 75%以上方可使用。天桥预制支座垫石前要复测桥下净空，测量净空最不利的位置即桥下纵坡、横坡最高点，结构断面尺寸最大处，确保桥下净空5m。 2.4.2 梁板与桥台混凝土必须完全分离。 预制安装的空心板桥梁，拆除两端伸缩缝，清除缝内的杂物，梁板与桥台即已分离；多孔空心板梁桥拆除桥面连续而分离；单孔桥只做一条伸缩缝另一端与台背墙固结的应拆除或切断固定端。 现浇空心板 13m、16m、20m 预应力梁桥是在浇筑梁板混凝土预应力张拉以后浇
12、筑台背墙；8m、10m 钢筋混凝土梁桥是现浇桥台和背墙而后现浇梁板混凝土。无论先浇筑梁还是后浇梁，都是在梁板与背墙之间放泡沫板隔开形成缝。现浇混凝土振捣时，泡沫板压缩变形破坏，加上两端参差不齐，于是背墙与梁板粘在一起，如果不彻底分开，根本顶不动，7因此梁板与桥台彻底分离成了顶升桥梁最耗时间、最延误工期的关键工序。我们请来专门从事切割混凝土的队伍，他们的混凝土切割机，锯片160cm，可切 75cm 深，对于 16m、20m 空心板桥，梁高加桥面 15cm 厚度，显然大于 75cm，还应先凿除路面 15cm 或 35cm 深的槽，把切割机放入槽内才能切到底。切割前用小电钻钻探，准确找到梁板与背墙的
13、界面后才切割，防止切缝切到空心板梁的锚具。 2.4.3 设置横向位移限位装置。在墩台两边安装限位装置要有足够的强度和刚度。 2.4.4 进行技术交底，组织人员进行详细分工，各守岗位，各负其责，包括总指挥，自动控制系统操作员，千斤顶操作手，千斤顶操作手，测量员和安全员等。 2.4.5 搭设施工操作平台，安装千斤顶油压管和百分表传感器等自动化控制系统，并进行调试。 一切准备工作完成并逐项检查无误后，可以试顶升。 2.5 试顶升。 在控制台自动设置顶升最大高度 5mm。逐步加压顶升，当顶升达到设计荷载丝毫不动时，应暂停，检查、分析顶不动的原因；排除阻力，当顶升力超过设计荷载 110120%时，应停止
14、顶升，检查梁板与背墙粘结情况或者防震锚栓的情况，如梁板与背墙分离不彻底，再用切割机切割后再顶，不可急躁蛮干。试顶升高度宜在 1cm 左右。 2.6 正式顶升。 试顶升后，应进行总结，并对各项顶升设施进行一次全面检查。然后开始正式顶升。 2.6.1 开始正式顶升前，在控制台自行设置顶升最大高度85mm10mm，反复循环顶升，各千斤顶之间误差应控制在 2mm 以内。超薄千斤顶一个行程完成后（1cm2cm，行程的 2/3）应塞钢板作临时支撑，当临时支撑达 10cm 左右高时，要有钢垫块做临时支撑，防止多层支撑钢板滑移。 2.6.2 顶升过程中，经常出现又有顶不动的现场，是因为小石子落入切缝中卡住了梁
15、所致，需要重新切缝。 2.6.3 顶升过程中，勤观测各设施位移，变形和桥面标高变化等情况，如有异常应停止作业。施工中要认真详细做好各项记录。 2.6.4 顶升达到设计顶升高度加 1cm 即顶升到位，应做如下工作：（1）原垫石如有破损应清除或修补好，原盖梁高低不平，应修补平，原支座垫石上应凿毛并清洗干净，垫石如果潮湿，应用喷火器烘干后才能涂抹环氧混凝土胶结料安装新支座垫石，环氧混凝土胶结料必须符合设计要求。 （2）顶升现浇梁板的桥，检查梁端如混凝土有破损，应及时用环氧砂浆修复，必要时还需梁底加钢板。 2.6.5 落梁。 做到同步缓慢下降，落梁后如发现支座偏压、脱空现象，需要进行调整，使每个支座均
16、衡受力。 2.6.6 测量桥面标高应等于设计标高，达到路面与桥面平顺衔接。 3.结语 桥梁顶升是一项专业性强、技术含量高的工作，要做到理想的同步顶升还有困难。目前我国公路桥梁顶升虽然应用了自动化同步控制系统9设备，但并没有普及，只有少数顶升队伍有这套设备。由于顶升桥梁任务大，工期紧，不得不让没有先进设备的队伍参加施工，他们凭经验，靠测量达到同步顶升，如果建设单位，监理管理不严，施工单位不精心操作，千斤顶之间就会出现较大高差，就会发生隐形质量事故；另外，承包人一般没有桥梁顶升的专业队伍，他们分包到顶升施工单位，按件（跨）计酬，为了好的经济利益，施工队采用大行程的千斤顶快速顶升，如果监管不严，千斤顶高差过大时就会引起空心板绞缝开裂，当时并不能发现，只有在大雨过后才知道绞缝漏水，破坏了桥梁的整体性，久而久之就会形成单板受力，缩短了桥梁的使用寿命。由于我们一再强调同步顶升，大雨过后绞缝漏水的很少。因此建议： 在设计桥梁与路基纵面衔接方案时，尽量减少桥梁的顶升，降低工期对桥梁顶升的压力。 承包人选择顶升队伍时，没有自动化同步控制系统设备的不能参加施工，促使桥梁顶升队伍购买先进设备，培训技术人员，使桥梁顶升加速向自动化控制 迈进，达到新的水平。
