浅谈高架桥落地段桥梁顶升技术应用

余盛桃

摘要：本文依托于崇贤至东湖路连接线一期工程现状秋石高架桥现浇连续箱梁同步顶升施工实例，因落地段工程投入运营时间短，在结构承载力满足的前提下，仅因为线性不满足要求就拆除重建，将造成巨大的浪费，且社会影响差。因此，改建设计采用桥梁同步顶升方案。本文就该方案展开探讨。

关键词：现浇箱梁；同步顶升；技术

1工程概况

1.1工程简介

崇贤至东湖路一期工程主线桥第1、2联改建桥梁配跨为3×30m+4×30m，共计两联7孔18m标准宽度预应力砼连续梁，桥面面积总计3780m2，上部结构总重达8675t。下部结构采用H型桥墩，钻孔灌注桩接承台基础。针对该桥桥梁纵断面由现状-4%下坡调整为0.3%上坡，调坡角度大；顶升重量达8675t；顶升最大高度达国内同类项目最高。

1.2工程特点及难点

1.2.1整体重量大，整个顶升体系的反力支撑设置难度大，确保顶升施工安全是本方案的指导性原则；

1.2.2顶升高度最高约9m，临时垫块和顶升循环多，对整体稳定性提出了更高的要求，必须确保纵横支撑体系的牢固、可靠、不失稳；

1.2.3顶升面积大，在大面积范围内实现同步顶升，要求桥面不裂、不倾斜，对大面积多点同步控制要求高；

1.2.4反坡顶升，桥面坡度变化较大，顶升过程中要针对防止千斤顶承受过大水平荷载采取措施；

1.2.5在顶升过程中，实施顶升作业时要求采用多种结构布置形式和操作方式；

1.2.6该项目桥梁均为调坡顶升，在顶升过程中，桥面在水平方向上的投影长度会不断变化，顶升结构系统需适应该顶升特点。

2桥梁顶升技术

2.1顶升总体步骤

顶升段为两联连续梁，采用先将靠桥台一联调坡顶升，在该联顶升时，同时准备另一联的顶升安装工作，最后再两联同步顶升，有利于缩短顶升工期。

工艺采用交替式顶升技术，能消除顶升时因千斤顶失效而出现任何安全隐患，并同时采用顶升过程中加垫钢板的附加措施，保证整个顶升过程中结构物安全可靠。

2.2顶升结构布置

顶升结构包含顶升基础，顶升支撑结构，顶升千斤顶和顶升支点等。

本工程桥梁顶升段的顶升方法均为直接顶升连续箱梁梁体，然后拟采用再接高墩柱的方法。

桥墩顶升结构布置图

2.3顶升控制系统布置

2.3.1PLC液压同步控制系统

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从而引起构件失效，具有极大的安全隐患。本工程所采用的PLC液压同步顶升技术，从根本上解决了这一长期困扰移位顶升工程界的技术难题，填补了我国在该领域的一项空白，且已达到国际先进水平。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。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±2.0mm，这样就可以很好的保证顶升过程的同步性，确保顶升梁体的结构安全。

2.3.2交替顶升

交替顶升为每个支撑顶点布置安装两组可主动施加顶升力的千斤顶，并由控制台控制液压泵站驱动两组千斤顶进行反复交替顶升。顶升过程中，先由第一组千斤顶进行梁体顶升的一个行程，同时在顶升过程中另一组千斤顶做跟随使用，以防止千斤顶失效时梁体突然坠落，一个行程过后，通过控制台控制液压泵站驱动第二组千斤顶进行顶升，同时控制第一组千斤顶收缸，并在收缸后的第一组千斤顶的活塞下垫设相应高度的钢支撑垫块……重复以上步骤，直至完成整个顶升过程。

2.3.3千斤顶分组及监控

交替顶升分A、B两组千斤顶，两组千斤顶具有同等受控条件和顶升效果。每组千斤顶在每个桥墩处横桥向两侧分为两组，每组配置一台位移传感器进行顶升位移监控，通过PLC同步控制系统控制该两组千斤顶的顶升高度按设计的指令位移进行顶升，达到顶升可控的目的。

2.4限位装置布置

由于桥梁调坡顶升，梁体的水平投影会变长，同时梁体温度变化也引起梁长的变化，顶升支撑和千斤顶安装误差，也会在顶升过程中产生水平力，为保证梁体的正常姿态和位置，保证顶升系统的安全及梁体的结构安全，需要设置纵横向限位装置，纵横向限位主要设置在三个伸缩缝位置，即0#墩、3#墩和7#桥台位置，以上三处的限位装置兼具纵向限位和横向限位的双重功能，并在桥台位置设置限位柱。

2.5解决桥梁坡度变化的技术措施

桥梁调坡顶升会导致梁体的纵坡发生变化，顶升施工需适应这一工况。针对连续梁直接顶升梁体的方式，梁体纵坡的变化需由顶升结构系统来解决。在顶升过程中，通过在千斤顶与分配梁（或梁体下侧）之间加塞相对应坡度的楔形垫块来适应梁体纵坡的变化，保证千斤顶顶升的竖直度。待顶升就位后，再进行桥梁支座的更换与支座调平。

2.6解决梁体投影长度变化的技术措施

桥梁调坡顶升会导致梁体的投影长度发生变化，顶升施工需解决这一工况，避免由此引起的对钢支撑的水平推力造成的危害。

针对连续梁直接顶升梁体的方式，保证顶升支撑体系的中线位置不变，梁体水平长度的变化将携带分配梁一起与顶升结构发生错位。所以在顶升过程中，在千斤顶与分配梁（或梁体下侧）之间设置可移动装置，不断调节千斤顶的纵向位置，确保支撑系统不出现偏心受压的情况，并逐阶段释放水平推力。

2.7下部改造

在桥梁梁体顶升就位后，将原支座拆除，进行墩柱顶升及接高，然后安装新支座，新支座上垫石需重新进行找平施工。在断柱顶升墩柱中需将墩柱切断，采用新型无震动直线切割设备对墩柱进行切割。墩柱断柱二次顶升后，切断面之间接长墩柱，接长墩柱先凿除20～30cm高度的混凝土，露出原始钢筋。钢筋采用机械连接，保证达到设计要求。

桥台顶升均为直接顶升梁体到位的方法，顶升基础为新做桥墩的承台

结构，并适当加宽改造，顶升就位后，将原桥台台身凿除，根据设计要求在承台上新建加高墩柱。

2.8IBM技术与顶升监控

在本工程中使用BIM技术，辅助工程施工管理，通过施工过程的可视化指导施工，并且提前梳理施工过程中可能会出现的风险，同时应用BIM技术，建立完整的工程模型和数据库，为施工控制提供数字化基础。顶升监测指顶升过程中为保证桥梁的整体姿态所进行的监测，包括结构的平动、转动和倾斜，监测贯穿于顶升全过程中。

桥梁顶升工艺的应用，最大限度地利用了老桥结构，较新建工程造价有了较大下降，不仅体现了“节约型社会”的建设理念，更符合国家可持续发展的战略思路，其“工期短、污染少、资源省”的特点对于桥梁改造本身有着极高的经济效益。

参考文献：

[1]PLC同步顶升系统在高速公路桥梁改造中的应用[J].袁臻.中外公路.2013（33）

[2]桥梁顶升施工工艺的应用探析[J].黄峰涛.科技创新导报.2017（2）

[3]桥梁顶升施工技术应用.王艳[J].黑龙江交通科技.2017（40）

[4]基于施工控制理论的桥梁同步顶升监测技术研究[J].袁鑫.施工技术.2018（5）