方家益

(上海久堅(jiān)加固工程有限公司，上海 200050)

1 工程概述

蘇州繞城高速公路尹山大橋引橋?yàn)樯舷滦?、左右幅分離的兩幅橋梁，橋面全寬36.5 m。每幅橋面全寬16.75m，橋面橫向布置為0.5 m(護(hù)欄)+15.75 m(行車道)+0.5 m(護(hù)欄)。引橋分為四聯(lián)，橋跨布置為4×30 m+4×30 m+40 m+4×30 m。

在橋梁養(yǎng)護(hù)檢查中發(fā)現(xiàn)，尹山大橋引橋左幅4號(hào)墩(第一聯(lián)與第二聯(lián)之間的過(guò)渡墩)上的原盆式支座存在偏位現(xiàn)象，支座鋼板嚴(yán)重銹蝕，外側(cè)原GPZ(Ⅱ)3.5SX支座的盆腔內(nèi)橡膠被壓潰，支座失去使用功能并造成箱梁一側(cè)下沉，支座上、下鋼盆靠緊且已翹曲變形。經(jīng)分析，支座病害應(yīng)是引起橋面高差和伸縮縫屢修屢壞的根本原因，且會(huì)引起箱梁內(nèi)力發(fā)生變化，對(duì)結(jié)構(gòu)受力安全不利。同時(shí)，鑒于該橋的地位，為滿足交通運(yùn)輸?shù)男枰?，支座更換中應(yīng)盡量不中斷橋面交通或進(jìn)行部分交通管制，對(duì)支座的更換施工提出了更高要求。為此，采用STLP-20計(jì)算機(jī)控制同步頂升梁體的方式，對(duì)4號(hào)墩處的病害支座進(jìn)行更換。

2 橋梁同步頂升系統(tǒng)

本次采用STLP-20計(jì)算機(jī)控制同步頂升、下降液壓系統(tǒng)為原裝進(jìn)口設(shè)備，配備有先進(jìn)的高精度位移傳感器、壓力傳感器、電磁閥、輸入、輸出軟件模塊、多點(diǎn)控制同步頂升，自動(dòng)顯示頂升力和頂升高度數(shù)值;在橋梁更換支座和橋梁抬高工程中，采用STLP-20計(jì)算機(jī)控制同步系統(tǒng)，并配有大噸位薄型油缸(均為原裝進(jìn)口)，每臺(tái)千斤頂?shù)某休d能力為1 500 kN，本體高度100 mm，外圓直徑216 mm，每次頂升高度16 mm，工作壓力700 bar(70 MPa)，配有先進(jìn)高精度位移傳感器、壓力傳感器、電磁閥等，同步頂升、下降系統(tǒng)由高壓液壓泵、油缸、電磁閥、油管等組成，STLP-20控制系統(tǒng)根據(jù)不同測(cè)點(diǎn)回饋的脈寬調(diào)制信號(hào)，控制數(shù)十個(gè)油缸帶載頂升的速度，實(shí)現(xiàn)數(shù)十個(gè)油缸同步提升動(dòng)作。

由于采用計(jì)算機(jī)控制同步頂升、下降系統(tǒng)，具有科學(xué)性、安全性，對(duì)橋梁在頂升過(guò)程中為防止各點(diǎn)不同步頂升，發(fā)生內(nèi)力變化而產(chǎn)生裂縫，起到了很好的保護(hù)作用，極個(gè)別油缸(千斤頂)發(fā)生過(guò)載時(shí)或意外，由計(jì)算機(jī)控制同步位移起到了報(bào)警和鎖定作用。

3 施工方案

3.1 施工步驟

施工準(zhǔn)備→搭設(shè)腳手架，布置支撐點(diǎn)→安裝千斤頂及同步設(shè)施→設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)→試頂升、稱重→同步頂升梁體→頂升就位后安裝預(yù)制好的臨時(shí)支撐→第一次落梁→支座更換施工→再次同步頂升→放置支座→落梁。

3.2 工藝說(shuō)明

3.2.1 搭設(shè)施工腳手架、清理梁端垃圾

在橋下3號(hào)，4號(hào)，5號(hào)墩處搭設(shè)腳手架，便于施工人員和監(jiān)控人員通行，以及頂升設(shè)備安置，同時(shí)便于對(duì)箱梁梁體及墩柱進(jìn)行檢查。腳手架高度根據(jù)實(shí)際墩柱高度以及人員操作便利確定。平臺(tái)的平面尺寸為1 000 cm(橫橋向)×600 cm(順橋向)，平臺(tái)與地面之間搭設(shè)100 cm寬的階梯通道，以便于人員行走、設(shè)備運(yùn)輸與擺放、線路鋪設(shè)及監(jiān)控等。腳手架平臺(tái)距箱梁底面的距離控制在175 cm左右。

3.2.2 千斤頂及臨時(shí)支撐安裝

因柱頂平面尺寸較小(支座墊石占據(jù)了柱頂?shù)拇蟛糠置娣e)，千斤頂與臨時(shí)支撐無(wú)法直接安置在墩柱頂面，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)初步查看，從施工可操作性、經(jīng)濟(jì)性等方面考慮，初步認(rèn)為沒(méi)有必要采用托架體系或者鋼柱支架體系來(lái)頂升。為了滿足千斤頂和臨時(shí)輔助支撐安置的平面空間需要，在安置前先對(duì)原支座墊石進(jìn)行增大處理，將墊石的橫橋向兩個(gè)側(cè)面同時(shí)擴(kuò)大，其中外側(cè)面擴(kuò)大至墩柱側(cè)面。受橋梁建設(shè)時(shí)期施工質(zhì)量差異性影響，各支座墊石距墩柱側(cè)面的實(shí)際橫橋向距離會(huì)有所差異，需要在工程實(shí)施后對(duì)每個(gè)墊石進(jìn)行仔細(xì)測(cè)量后確定增大部分的尺寸。墊石增大截面的構(gòu)造如圖1所示。

圖1 左幅4號(hào)墩處墊石擴(kuò)大構(gòu)造平面圖（單位：cm）

目前支座墊石頂面至梁底楔形塊底面的凈距為11.5 cm，為了滿足千斤頂和臨時(shí)支撐安置的高度需要，施工時(shí)對(duì)墊石高度做適當(dāng)?shù)慕档吞幚?，即?duì)原墊石頂面向下精鑿4 cm～5 cm，然后對(duì)頂面采用結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行批嵌、找平，使得平整度高差在1 mm之內(nèi)且水平。墊石擴(kuò)大部分的頂面與修正、調(diào)平后的原墊石頂面齊平。

由于必須在橋面通車條件下頂升箱梁，為盡量保證頂升期間箱梁的支承位置不發(fā)生變化，不改變活載作用下的箱梁內(nèi)力狀態(tài)，千斤頂與臨時(shí)支撐需要安置在每塊墊石的橫橋向兩側(cè)。根據(jù)原支座設(shè)計(jì)噸位(3 500 kN)，在左幅4號(hào)墩的每塊墊石兩側(cè)分別安置兩個(gè)千斤頂和一個(gè)輔助支撐，千斤頂設(shè)計(jì)噸位為150 t。

4號(hào)墩每個(gè)墩柱處千斤頂與臨時(shí)支撐的布置方式如圖2，圖3所示。

圖2 每個(gè)墩柱處千斤頂、輔助鋼支撐布置平面圖（單位：cm）

圖3 每個(gè)墩柱處千斤頂、輔助鋼支撐布置橫斷面圖（單位：cm）

千斤頂、臨時(shí)支撐頂、底面均設(shè)鋼墊板，鋼墊板規(guī)格為300 mm×300 mm×30 mm，千斤頂中心應(yīng)與下鋼墊板中心重合。千斤頂軸線必須豎直，墊板必須水平。輔助鋼支撐緊靠千斤頂布置。根據(jù)施工操作需要，千斤頂和輔助鋼支撐的實(shí)際位置可適當(dāng)偏移。

對(duì)于頂升點(diǎn)處上楔形塊底面不平整的情況，可先采用環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠逐層批嵌局部調(diào)平后，再墊置鋼墊板，然后安裝千斤頂和輔助鋼支撐;對(duì)于頂升點(diǎn)處上楔形塊傾斜或存在脫空病害的情況，需要視實(shí)際情況對(duì)楔形塊進(jìn)行鑿除、修整等處理，以滿足千斤頂安置需要。

根據(jù)試頂升過(guò)程中的頂升位移和頂升力監(jiān)測(cè)情況，結(jié)合施工操作需要，對(duì)千斤頂、輔助支撐的安置位置、數(shù)量以及連通方式進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)位移同步和確保結(jié)構(gòu)安全。

在支座更換完成后，批嵌或立模澆筑結(jié)構(gòu)膠以恢復(fù)原墊石尺寸。

3.2.3 箱梁頂升施工

在完成液壓系統(tǒng)、控制器、千斤頂?shù)仍O(shè)備的安裝調(diào)試后，開始進(jìn)行頂升施工。頂升過(guò)程采用頂升力和位移雙控，當(dāng)實(shí)際頂升力接近設(shè)計(jì)噸位(試頂升確定)時(shí)，放緩頂升速度，并由專人在頂升過(guò)程中試取原支座。當(dāng)頂升至合適高度后，安置輔助鋼支撐，輔助鋼支撐與楔形塊底面、支座墊石頂面之間分別放置3 cm厚鋼墊板。輔助鋼支撐可以微調(diào)，且采用機(jī)械鎖定，防止鎖定松動(dòng)。

3.2.4 起頂力和頂升高度

為準(zhǔn)確控制起頂力，保證梁體在安全受力的狀況下完成整個(gè)頂升、持荷、落梁過(guò)程，在千斤頂安置完成后即進(jìn)行試頂升，頂升力控制在1 mm以內(nèi)，以4號(hào)墩處支座上、下鋼盆脫離為準(zhǔn)，此時(shí)的頂升力即為箱梁起頂力。為離散活載影響，在試頂升穩(wěn)定后、橋面車輛通過(guò)的間隙記錄千斤頂壓力作為控制起頂力(即恒載支反力)。我單位采用先進(jìn)的同步頂升控制系統(tǒng)和頂升設(shè)備，具有準(zhǔn)確的稱重功能，完全可以滿足設(shè)計(jì)要求。

根據(jù)以往同類、同跨徑橋梁的頂升施工經(jīng)驗(yàn)，為確保箱梁結(jié)構(gòu)安全，頂升過(guò)程中4號(hào)墩處箱梁頂升的最大位移量為5 mm，橫橋向頂升點(diǎn)之間的最大位移不同步量值為1 mm。為避免梁體開裂，4號(hào)墩處箱梁頂升高度應(yīng)越小越好，以舊支座能取出，新支座能順利安裝為宜。

3.2.5 持荷階段施工

頂升完成、箱梁穩(wěn)定后，持荷階段施工主要可分為兩個(gè)部分內(nèi)容:1)支座墊石、梁底楔形塊維修處理;2)支座更換。

1)支座墊石、梁底楔形塊維修處理(在此特別強(qiáng)調(diào)必須要保證調(diào)平質(zhì)量)。為了確保支座均勻受壓，本次維修時(shí)，將病害支座拆除后，檢測(cè)其墊石頂面是否水平及有無(wú)破損，如果有病害，則采用結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行修復(fù)，安裝支座前將墊石頂面打磨、找平。對(duì)支座上鋼板傾斜、地腳錨固螺栓缺失或上鋼板與預(yù)埋鋼板焊死的楔形塊，根據(jù)實(shí)際情況考慮對(duì)原預(yù)埋鋼板進(jìn)行拆除，對(duì)混凝土楔形塊進(jìn)行鑿除、修補(bǔ)、調(diào)平，然后恢復(fù)預(yù)埋鋼板。

2)更換支座。a.新支座類型。更換支座時(shí)，其性能必須滿足規(guī)范要求。其中左幅4號(hào)墩上的內(nèi)側(cè)支座采用GPZ(Ⅱ)3.5DX型(順橋向能滑動(dòng)，橫橋向限位)，盆式支座，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)原上鋼板尺寸為620 mm×600 mm，下座鋼板尺寸為520 mm×520 mm，滑移量±100 mm，高度115 mm;外側(cè)支座采用GPZ(Ⅱ)3.5SX型盆式支座，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)原上鋼板尺寸為620 mm×500 mm，下座鋼板尺寸為500 mm×500 mm，滑移量±100 mm，高度115 mm。新支座的安裝和固定需要利用原有的預(yù)埋鋼套筒，因此新支座上鋼板的螺栓孔位置需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況來(lái)定制，但是4號(hào)墩GPZ(Ⅱ)3.5DX，GPZ(Ⅱ)3.5SX沒(méi)有預(yù)埋螺栓，則采用上鋼板與預(yù)埋鋼板電焊焊死，而上鋼板與下鋼板平面相差4 mm～6 mm，給調(diào)平帶來(lái)極大的難度。b.安裝新支座。支座墊石、梁底楔形塊等構(gòu)件處理完畢且達(dá)到規(guī)范要求后，再次同步頂升梁體完成體系轉(zhuǎn)換，然后在支座墊石上放置新支座。5-4-1號(hào)新支座安裝措施需要在原支座拆除后做進(jìn)一步檢查，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行分析后確定。

3)落梁施工。落梁過(guò)程采用頂升力和位移雙控。落梁前，檢查各支座處墊石頂面與梁底楔形塊底面之間的實(shí)際高度，并與理論計(jì)算值進(jìn)行核對(duì)。先卸除臨時(shí)支撐，再同步進(jìn)行千斤頂回油。

落梁過(guò)程中，嚴(yán)格控制同一橋墩相鄰頂升點(diǎn)之間的頂升高差在1 mm之內(nèi)，分5次落梁，每次1 mm。

4 結(jié)語(yǔ)

由于公路橋梁眾多，運(yùn)營(yíng)一些年限后，橋梁支座將會(huì)出現(xiàn)老化變形等病害，同步頂升系統(tǒng)在橋梁養(yǎng)護(hù)工作中運(yùn)用的將會(huì)越來(lái)越多，此工藝也會(huì)越來(lái)越成熟。

［1］林秋熊，姜海波.橋梁頂升技術(shù)的探討［J］.廣東建材，2008(10):5-6.

［2］韓振勇，張振學(xué).橋梁改造工程中同步頂升技術(shù)的應(yīng)用［J］.中國(guó)市政工程，2007(1):70-71.

［3］周小蘭.整體同步頂升施工技術(shù)在南村橋維修支座中的應(yīng)用［J］.中國(guó)新技術(shù)產(chǎn)品，2010(3):35-36.