1、1同步顶升在上海外环线桥梁支座更换中的应用摘要：本文针对上海市外环线（S20）上的部分桥梁长期使用后产生的支座老化、移位和脱空现象，引进梁体同步顶升更换支座的施工工艺。阐述了相应的施工方法和要点。通过实践证明，采用同步顶升法更换桥梁支座，达到了快捷、低成本、安全的目标。 关键词：同步顶升；支座；超薄千斤顶；控制系统； 中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号： 0 引言 外环线（S20）是上海外围的主要高速交通干道，近些年来，我国经济及运输业发展步伐不断加快，交通密度及重车数量也不断地增大，随着桥梁使用年龄的逐步递增，一些桥梁支座不同程度地产生老化、移位、脱空现象。这样不但在安全上
2、造成隐患，如不采取措施，将使桥梁其他上部结构进一步受到损坏。 经过对现场的勘察，对损坏情况及修复方案的反复研究，借鉴、参考国内外同行的一些做法，根据本高速干道的特点，决定采用桥梁整体顶升更换支座和支座垫层的方法，该方法既能达到恢复桥梁支座功能的目的，又不影响交通，同时造价较低、施工周期较短、支架工程少等优点。 1 工程概况 2本次外环线桥梁支座整治工程范围为外环线吴中路至沪嘉立交路段的吴中路立交桥、沪青平立交桥等十一座桥梁。桥梁横断面布置分内、外圈两幅布置。 通过现场勘查及桥梁定期检查报告，桥梁主体结构基本完好，目前未发现明显安全隐患。但据统计已有 77 块支座出现不同程度的脱空或损坏现象，为
3、防止由于支座的进一步损坏而影响梁体，急需对损坏支座进行更换。由于更换支座施工作业面狭窄，施工比较困难，因此采用超薄千斤顶对存在该情况的桥跨进行整体顶升的施工工艺，顶升高度控制在2mm 以内，以不得损坏桥面铺装及梁体、铰缝构造等为度。 2 施工方案 采用单幅分跨单墩同步顶升的技术方案，利用原有盖梁顶面为反力基础，用超薄千斤顶直接顶升板梁底面的方法进行单墩横向同步顶升，整体顶升高度控制在 2mm 以内。 2.1 方案简介 该方案为通过采用同步控制系统控制超薄千斤顶进行桥梁整体同步向上顶升，在桥墩上扩展出更换支座的作业空间后，进行支座的拆除、恢复工作。 2.2 施工顺序 （1）施工人员、材料设备进场
4、； （2）脚手支架搭设； 3（3）盖梁顶部处理，对不满足安装千斤顶高度的盖梁顶面局部进行适当凿毛，找平处理以便安装千斤顶，顶升完成后用高强混凝土修补料进行修补； （4）顶升设备安装； （5）顶升系统调试； （6）试顶升； （7）正式顶升更换支座； （8）落梁； （9）顶升设备拆除； （10）场地清理； 2.3 顶升反力基础设置 （1）顶升过程中为保证梁底混凝土及盖梁混凝土造成破坏，应对压应力进行局部承压验算。验算公式如下（根据混凝土结构设计规范GB50010-2002）： Fl1.35clfcAlnln l= Fl-局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值； fc-混凝土轴心抗压强度设计值；
5、 c-混凝土强度影响系数； l-混凝土局部受压时的强度提高系数； Al-混凝土局部受压面积； 4Aln-混凝土局部受压净面积； Ab-局部受压的计算底面积; 以上凡是系数，均应参考混凝土结构设计规范中相应参数表使用。 （2）更换支座的千斤顶本体高度为 3cm，对于盖梁与板梁间距不满足千斤顶安装要求的，盖梁安装超薄千斤顶位置处，用排钻式钻孔器凿毛，先清除盖梁与梁板之间的砂石及垃圾，凿除松散的混凝土，并用空压机吹风吹净，凿除高度满足超薄千斤顶的安装高度需求即可，顶升到位后对台帽进行修复。 2.4 搭设施工平台 顶升承重性桥台脚手架和梁体观测架搭设，考虑到脚手架上除了操作人员活荷载外，还要承受千斤顶
6、支垫钢板转移、临时支撑钢板转移、千斤顶油管重量，所以采用搭设承重性桥台脚手架的方式，竖杆间距 0.5米，横向间距 0.5 米。两个桥台各满搭脚手架，脚手架上满铺跳板，并用铁丝固定牢靠，架管四周搭设安全网，并布设安全标志。 2.5 施工设备的准备 桥梁的顶升设备由液压泵站、分流阀组、液压油缸、位移传感器、压力传感器和总控装置组成。如表 1 所示： 表 1 主要顶升设备 2.5.1 千斤顶选用 5由于梁底与盖梁之间约有 3cm 的施工空间，故整体顶升采用 100 吨超薄千斤顶，千斤顶本体高度 30mm，底座直径 180mm，行程 15mm。 2.5.2 千斤顶布置： 顶升千斤顶布置：根据顶升重量、
7、顶升的稳定性要求及支座与盖梁之间的相对位置关系,在每片板梁的肋板处放置一台超薄千斤顶，单个盖梁有 19 片板梁，单个盖梁单侧布置 20 台千斤顶，一个盖梁支座更换时共布置 40 台千斤顶。如 图 1 所示 2.5.3 油顶安装 为便于顶升操作，所有千斤顶均按向上方向安装，即千斤顶底座在盖梁上，油缸在梁板底部。 千斤顶安装时应保证千斤顶的轴线垂直。以免因千斤顶安装倾斜，在顶升过程中产生水平分力。必须在千斤顶安装稳固后再接通油路。如图 2： 2.5.4 顶升控制系统 顶升设备中的控制系统部分是一种采用计算机技术，通过计算机内程序来控制顶升系统的各个部分的工作，由计算机根据位移传感器及压6力传感器传
8、来的参数进行判断后发出指令来控制阀组，从而控制液压千斤顶的动作，同时把液压千斤顶压力变化及顶升的行程反馈至计算机显示屏上，使操作人员全面了解顶升过程中的情况并可及时调整。图 3 为顶升控制系统。 一方面，系统通过力的平衡原理自动调节各台千斤顶的液压，这样在顶升过程中保持各千斤顶顶升力的平衡。另一方面通过位移参数来控制液压千斤顶行程，各控制点的压力传感器和位移传感器分别将信号传至计算机，计算机对信号不断进行判断、计算后产生修正参数，并向各阀组分别发出正确的指令，各阀组根据计算机传来的指令进行输液压，控制油缸运动，这样，使各台千斤顶保持同步。 2.5.5 顶升行程监测 顶升行程监测采用精度为 0.
9、1mm 的位移传感器。位移检测传感器压入测头后安放在支撑面和桥梁板之间即可，无需打孔安装，方便现场施工。如 图 4： 2.5.6 顶升控制点划分 为了保证顶升的同步性，需要对顶升液压油缸进行分组，形成位移控制点，以便在 PLC 同步系统的控制下达到同步顶升，本工程每个盖梁分成个控制点。 72.5.7 顶升准备工作 （1）顶升系统可靠性检验。 可靠性检验：首先要确保顶升系统的各部件工作状态的良好，包括油缸、阀组、位移传感器、压力传感器等部件，要认真检查，确保其在使用过程中的可靠性，核对其质量和性能是否符合要求，并对检查结果予以记录。 在正式实施顶升前，将以 70-90%的顶升力在现场保压 1 小
10、时，再次确认密封的可靠性。 （2）成立顶升指挥系统。 现场设总指挥 1 名，对支座更换工作的全程进行指挥，并设 4 个工作班组：分别是监测班、操作班、设备班和劳务配合班。各班组职责如下： a、监测班：在顶升过程中对桥梁各构件进行观测，记录，定期将情况返回给总指挥。如出现异常情况或作业数据超出预计值时立即汇报总指挥； b、操作班：根据总指挥的命令操作控制系统； c、设备班：负责整个设备系统的安装，维护与保养，检查与维修等。确保设备的正常运行； d、劳务配合班：负责前期施工作业面的布置与清理，搭设支架。在顶升的整个过程中协助其他作业组工作。顶升完成后修复盖梁。施工结束后拆除支架、清理场地等； 8（
11、3）顶升传感系统布置。 每台千斤顶配置一个压力传感器和一个位移传感器实行双控。位移传感器压入测头后后布置在千斤顶支撑面和梁体之间。 （4）顶升系统测试。 正式顶升前先进行试顶，以检查系统各部分的工作性能，消除顶升位置各方的非弹性变形，同时了解各顶升点的实际压力荷载，为继续顶升做好准备。试顶在梁体未被顶起时停止，观察数小时后，在没有任何异常情况下方可继续顶升。 2.5.8 正式顶升更换支座 设备安装调试后，观察若无问题，便进行正式顶升，千斤顶最大行程为 2mm，顶升到位后，进行支座更换。 （1）更换支座 梁体顶升到预计位置后，在支座两侧与梁底间设置临时支撑，提高板梁稳定性，防止因活荷载不均匀，造
12、成梁体承压破坏，取出病害支座并编号，准确记录、标记支座位置。根据标记位置准确放入新的支座，随后进行调平调正，并用经加工的楔形不锈钢板垫实。若原支座取不出，则用边铲轻轻捅下支座四周，看有无粘连，然后用小锤将其敲出。 （2）落梁就位 新支座更换完毕及脱空支座垫实后即可缓慢落梁，落梁过程与顶升过程相反，同时撤出临时支撑，拆除支架，清理场地。到此支座更换结束，填写支座编号，拍照存档。 93 结语 自 2011 年 12 月各桥支座更换后至今已一年多，通过观测，未发现更换过支座的桥梁梁体、绞缝及桥面有损坏现象。体会到采用同步顶升实现桥梁支座更换的方法，是目前桥梁养护中较为可靠、方便、成本较低的方法，特别是运用于类似上海市外环线的重交通高速干道，在不妨碍交通的前提下，其优点尤为突出。 参考文献： 1张建. 特大桥梁整体顶升更换支座施工技术应用. 大陆桥视野，2010（3） 。 2程香平，周承新，张永强，刘海亮. 超薄千斤顶在桥梁支座更换整体顶升施工中的应用. 科技信息，2009（15） 。
