某大桥同步顶升技术研究

张小刚　李王辉　王技

摘要：某桥由于受到大堤不再实施围垦的影响，对第一联连续梁梁底的标高控制产生了影响，因此为了能够确保大桥建设工程能够有序地顺利完成，通过采用同步顶升技术对第一联进行整联的抬高处治，从而为大桥的结构安全和使用性能提供保证。文章对某大桥同步顶升技术进行了研究。

关键词：同步顶升技术；主梁顶升；梁体回落；大桥建设工程；桥梁工程 文献标识码：A

中图分类号：U445 文章编号：1009-2374（2016）34-0121-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.059

1 桥梁概况

某桥原桥按照航道要求控制标高设计，目前正处于建设阶段。该桥上部跨径组合为4×30m+2×（4×50）m+（115+200+115）m+（4×50）m。主桥为矮塔斜拉桥，主梁为单箱3室变截面预应力混凝土连续现浇箱梁，群桩基础；引桥上部采用30m和50m的现浇箱形连续梁。第一联4×30m连续梁采用支架逐段现浇的施工方法。

由于规划大堤近期将不再实施围垦，导致本项目沿线设计工况发生巨大变化，沿线路段全部面临外海冲刷。除本桥第一联4×30m连续梁梁底控制标高不满足外海条件下300年一遇水位设计要求外，其他各联均满足规范要求，故对本桥第一联进行整联抬高处治。

2 桥梁现状

由于本桥梁施工进展较快，除2#桥台背墙、2#桥台尚未施工外，其余墩台下部结构均已施工完成。第一联4×30m现浇连续箱梁，采用支架由第四跨向第一跨逐段施工。本桥第一联位于比较平直的缓和曲线Ls1=140m及Ls2=130m上，分别施工完成66m及96m，墩梁间及桥下钢桩与梁间均有安装临时限位措施空间，可有效减小在曲线桥梁顶升施工中可能产生的倾覆风险；花瓶墩采用群桩接承台基础形式，承台前后具有安装临时顶升支架空间。

3 处理方案

鉴于本桥所处的工况，拟对箱梁进行顶升，以满足外海条件300年一遇设计水位要求。根据调整后的纵断面，在3#、4#、5#及6#墩墩顶位置，箱梁需对应上抬1.756m、1.170m、0.585m及0.164m，方能与新的纵断面高程吻合，如图1所示：

3.1 顶升内容

3.1.1 顶升方案。将千斤顶放置在各个顶升平台所设定好的位置上，从中与油泵系统进行连接，从而形成一个梁体顶升系统。当各项工作准备完成后，经由油泵系统排空、调试后对梁体进行预顶升，确保无误之后再进行顶梁施工。

3.1.2 整个顶梁工作分为以下4个阶段：（1）对左幅4#、5#墩及右幅3#、4#、5#墩顶位置逐级循环起顶至预设标高；（2）对左幅4#、5#、6#墩及右幅3#、4#、5#、6#墩顶位置整体顶升20cm；（3）桥墩接长、垫石重做并更换支座；（4）梁体回落就位于预设标高。

3.2 技术工艺及要点

3.2.1 施工前准备工作：（1）根据桩位平面图及轴线位置，确定监测仪器安装位置；（2）根据现场实际情况，制定顶升方案，在箱梁主要受力截面粘贴振弦式应变计；（3）设置临时支架支撑，以便在逐级循环顶升过程及桥墩接长时，对梁体进行有效支撑；（4）设置限位装置，防止梁体在顶升过程中横向移位或落梁；（5）所有顶升位移、应变及测量数据应及时记录，以备查用。

3.2.2 保压试验、称重及试顶升。

第一，保压试验。（1）油缸、油管、泵站操纵台、检测仪等检查；（2）按计算荷载的25%、50%、75%、100%同步加压，进行油缸的保压试验5h；（3）检查整体系统的工作情况、油路情况。

第二，称重。（1）在正式顶升前应测定每个顶升点处实际荷载；（2）依据计算顶升设计荷载，逐级加载，使每点的顶升压力与其上部荷载基本平衡；（3）将每点实测值与理论计算值比较，计算其差异量，并最终确定顶升时的基准值。

第三，试顶升。（1）为了观察和考核整个顶升系统的工作状态以及对称重结果的校核，在正式顶升之前应进行试顶升；（2）试顶升高度不宜大于正式顶升时的标准行程；（3）试顶升需采集整体姿态、结构内力等情况，为正式顶升提供依据；（4）试顶升前所有限位装置应安装到位。

3.2.3 梁体正式起顶。采用10mm厚的Q235钢板制作的直径为100cm钢护筒作为支顶支架。钢护筒直接支承在原桥墩承台上，通过焊接钢板和锚栓与承台连接，连接钢板做成法兰盘，护筒节段之间焊缝应饱满；护筒垂直控制在0.3%×H（支撑护筒高）以内且<5mm；护筒内灌注饱和砂；护筒与联接系之间全部采用焊接连接；为避免千斤顶或垫块与箱梁底板间应力集中，梁底设置工字钢横梁，并与箱梁底混凝土密贴；桥墩一侧每个钢护筒上方放置1台吨位500t千斤顶，另一侧每个钢护筒上方放置垫块。要求千斤顶及垫块必须安放平稳竖直，可根据现场情况，调整千斤顶数量及吨位，但须满足千斤顶总吨位>2倍的理论顶升力，各墩两侧理论顶升力详见表1：

注：括号外数据表示小桩号侧理论顶升力，括号内数值表示大桩号侧理论顶升力。

千斤顶采用分级加载的办法逐级循环顶升，顶升过程中应多次分级微调不同墩顶的顶升力，使梁体按刚体位移状态均匀平稳上升，顶升速度应控制在1mm/3min左右，各顶升点的位移同步误差应<0.5mm。待多级顶升累计垫块厚度>0.20m时，应依次对桥墩大小桩号侧钢护筒采用法兰或焊接接长，焊接需满足规范要求。

3.2.4 梁体回落。利用竖向千斤顶分组、分级循环使梁体平稳回落，梁顶高程回落到设计高程的施工过程，与梁体顶升的施工过程相反，施工步骤和要求基本相同，回落速度应控制在1mm/3min左右，各顶升点的位移同步精度应<0.5mm。

3.2.5 箱梁顶升要求：（1）顶升主梁时，精心施工，要求每个千斤顶的顶升速度均匀，主梁顶升必须同步；（2）在正式顶升前应测定每个顶升点处实际荷载，依据计算顶升设计荷载，逐级加载，使每点的顶升压力与其上部荷载基本平衡，将每点实测值与理论计算值比较，计算其差异量，并最终确定顶升时的基准值；（3）顶升时用钢板填充顶升间隙，随顶升随垫，以防止千斤顶因意外事故突然失灵而造成事故；（4）顶升到位后，先带机械自锁功能千斤顶锁死，再进行临时支垫，支垫要求牢固可靠；（5）每一级同步顶升完成后应保持至少30min，桥梁结构和支架系统稳定后再进行下一次顶升；（6）桥墩接长、垫石重做且支座安放完毕，先将梁底临时支垫解除，然后按起顶的逆顺序下落梁体就位。

3.2.6 顶升记录。所有顶升数据应及时填写记录，以备查用。

3.2.7 材料要求。螺栓采用8.8级M20高强螺栓。胶粘剂必须按照国家标准《公路桥梁加固设计规范》（JTG/T J22-2008）第4.6的要求和国家标准《室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量》（GB 18583-2001）的要求通过毒性检验，持有效的无毒检验报告方可使用。

3.3 主梁顶升注意事项

（1）安装顶升支架前，应保证基础具有足够的强度及稳定性；（2）箱梁正式顶升前，应先进行试顶，顶升过程中应防止顶升偏差过大，千斤顶损毁，引起结构失稳；（3）在顶升时，千斤顶应根据顶升力的分级同步进行顶升，不得彼此有时间滞后或超前间隔。顶升力和顶升量严格按设计规定进行，不得有任何增减。顶升过程中对顶升力和顶升位移进行双控并记录，任何一项超限而另一项未达到设计参数，应停止顶升，待查明原因并妥善解决后，方可继续顶升；（4）顶升过程中应全程监测，防止发生意外；（5）桥墩接长，垫石重做及更换支座期间，施工方不能利用顶升支撑支架作为支撑点搭设模板或有碰撞、扰动等其他行为影响支架受力特性；（6）支座更换时，注意对梁底新增加一层楔形钢板进行重新调平。

3.4 监测部位及内容

3.4.1 梁体姿态监测。（1）主要监测各特征点实际到达的位置与预期位置的逼近程度；（2）桥梁姿态监测包括结构的竖向位移监测和水平位移监测；（3）竖向位移监测可采用精密水准仪或激光挠度仪；（4）水平位移测点宜设在支点及桥面中线上；（5）水平位移监测可采用全站仪。

3.4.2 结构内力监测。（1）应先采用专用结构计算程序对各阶段受力进行分析，确定测点；（2）应力控制断面设在支点、1/4跨、跨中、3/4跨，每个断面测点应>5个；（3）最大效应值不应超过顶升设计荷载产生的效应值。

3.4.3 系统采集千斤顶顶升力应与压力表读数相互校核，并与设计值作对比，控制顶升力。

3.4.4 在顶升前，应进行病害调查，对已有裂缝在顶升过程中应进行观测，并观测有无新裂缝产生。

4 结语

综上所述，本桥梁施工进展较快，除2#桥台背墙、2#桥台尚未施工外，其余墩台下部结构均已施工完成，因此通过采用同步顶升技术对本桥第一联整联抬高处治，以此满足外海条件300年一遇设计水位要求，从而保障桥梁在外海条件下的结构安全和使用性能。

参考文献

[1] 李志峰.桥梁同步顶升技术的研究与展望[J].山西建筑，2010，（28）.

[2] 罗文林，陈雄飞，汪峰，等.同步顶升技术更换支座施工方案[J].现代交通技术，2010，（6）.

[3] 张淑坤，刘永，李永靖，等.既有多跨桥梁整体顶升安全技术研究与实施——以前锋涌大桥为例[J].中国安全科学学报，2014，（7）.

作者简介：张小刚（1983-），男，陕西咸阳人，中交第一公路勘察设计研究院有限公司工程师，研究方向：桥梁检测、加固设计、新建设计。

（责任编辑：王 波）