某简支板桥纵抬梁顶升设计与施工

李达宏

（南昌市城市规划设计研究总院，江西南昌 330038）

0 前言

南昌市昌东大道改造工程为道路路面改造及加宽工程，道路纵断面以现有路面标高为基准，处治现有各类路面病害后，路面设计标高整体抬高路面补强厚度，这样使桥面标高相应普遍抬高30 cm左右，改造路段范围共涉及三座桥梁需要改造，其中为一座单跨10 m和两座单跨16 m桥梁，均为先张法预应力混凝土简支板桥。

旧桥改造通常有两种方法：一种就是简单的拆除老桥重建；另一种则是改造老桥，尽可能多的利用老桥。昌东大道建成于20世纪初，采用前者则资源浪费及社会影响较大，而后者工程造价较少，且社会效益显著，因此采用后者，对老桥进行整体顶升至改造后路面标高，加高桥台台帽，同时对老桥病害进行加固处理，使桥梁处于安全的使用状态。

1 顶升设计

桥梁顶升常规施工工艺通常是在桥下利用老桥墩台或另设承重支架，采用液压同步顶升将上部结构顶起。这种施工方法对桥下支架及基础要求较严。而昌东大道改造的施工季节正是南昌市的雨季，桥下水位较高，且无法采用围堰导流，因此提出在桥面顶升的顶升方法即纵抬梁顶升法。纵抬梁顶升法是通过钢轨及螺杆并抄垫枕木将预制空心板横向锁住，再由纵向钢轨将梁体加长至台帽设置千斤顶处，最后通过千斤顶将板梁整体顶升。

1.1 计算分析

下面以单跨16 m简支板桥进行受力分析，确定千斤顶布置及顶力大小。为了减少篇幅，本文仅做定性分析。纵抬梁顶升的受力简图如图1所示。

由图1可得知加长梁体跨中弯矩M加=M加恒+M加施，M加恒为加长梁体预制板及钢轨等自重下跨中弯矩，M加施为加长梁体施工可能临时荷载产生的跨中弯矩。老桥跨中弯矩M0=M0恒+M0活，M0恒为老桥恒载下跨中弯矩，M0活为老桥汽车及人群荷载产生的跨中弯矩。因此要使桥梁安全顶升必须M加≤λM0,λ为安全系数。通过试算，本桥ΔL取120 cm，桥梁顶升装置的布置及结构受力状态均处于较合理状态。同时还应验算桥梁抗剪及顶升装置等。

1.2 顶力确定

千斤顶顶力大小则取桥梁及顶升装置恒载，得到初始千斤顶顶力。顶升过程中应试顶逐级加载，直至将梁体顶起，确定最终顶力。

顶升系统布置见图2、图3。

2 顶升施工

2.1 桥梁顶升工艺

在采用传统的顶升工艺时，往往由于荷载的差异和设备的局限，无法根本消除油缸不同步对顶升构件造成的附加应力影响，从而引起失效，具有极大的安全隐患。PLC控制液压同步顶升是一种力和位移综合控制的顶升方法，这种力和位移综合控制方法，建立在力和位移双闭环的控制基础上。通过称重的方法由液压千斤顶精确地按照桥梁的实际荷重，平稳地顶举桥梁，使顶升过程中桥梁受到的附加应力下降至最低，同时液压千斤顶根据分布位置分组，与相应的位移传感器（光栅尺）组成位置闭环，以便控制桥梁顶升的位移和姿态，同步精度为±2.0 mm，这样就可以很好的保证顶升过程的同步性，确保顶升时板梁结构安全。

2.2 施工工序

（1）凿除现状桥面的桥面铺装、现浇层及栏杆，拆除原桥伸缩缝。

（2）千斤顶系统及临时支座设施的布设。

（3）梁体各个控制部位设置固定标记，以实时确定梁体的空间位置。

（4）安装横向、纵向限位装置。千斤顶采用7台100 t同步液压千斤顶单头施工。在千斤顶顶部加设刚性横梁，保证横向板底受力均匀一致。

（5）预顶：正式顶升前必须进行预顶，保证钢梁、千斤顶等装置在稳定状态下工作。对抱梁、支座传力系统检查合格后，即可正式进行顶升。预顶加力须分级缓慢加力，预顶须消除抱梁、千斤顶等装置变形。在支架分配钢梁施工及加工完成后，进行试顶工作，以检验支架、顶升设备等。

（6）分步顶升：保护顶与主顶须保持同步上升。每步长顶升10～30厚钢板作为临时支撑。

a.当顶升到1～5 cm时以临时垫块替换钢板。顶升中，千斤顶须缓慢加力。再进行第一步阶顶升。顶升过程中，注意监控梁底及巡视桥面，如果出现裂缝，立即停止顶升，待分析原因并会做出妥善处理后才可以继续。顶升过程中采取以下监控措施：力监控；位移监控；桥面高程监控。

b.检查顶升系，合格后进行第二步阶顶升。第二步阶过程与第一步阶顶升相同。

c.逐步顶升至设计高度，顶升过程与前两步相同。

（7）顶升完毕后，撤下保护顶，在保护顶位置设置临时支座。

（8）顶升施工完成后即可进行台帽加高施工。

（9）待加高台帽混凝土达到设计强度，安装好支座后，千斤顶分步落梁。

（10）拆除顶升装置，及保护装置。浇筑桥面铺装混凝土，更换伸缩缝，安装桥梁栏杆等。

3 结语

纵抬梁顶升主要适用于单跨简支板梁桥顶升，对于多跨以及上部结构复杂的单跨桥梁则不适用，因此设计中，具体工程应根据具体情况选择适用该工程的顶升方案。