張小清（福建君達建設(shè)有限公司，漳州363000）

結(jié)合某空心板梁橋同步頂升的施工工藝對監(jiān)控關(guān)鍵點的探究

張小清
（福建君達建設(shè)有限公司，漳州363000）

以國家高速公路福建省內(nèi)某路段路面改造項目中橋梁同步頂升工程為依托，為了配合原路線線形優(yōu)化，通過同步頂升施工抬高橋梁上部結(jié)構(gòu)梁體。結(jié)合施工過程中頂升的方案、工藝、注意事項，對同步頂升施工監(jiān)控項目及關(guān)鍵點進行探究，制定周詳?shù)氖┕けO(jiān)控方案。

同步頂升抬高梁體施工監(jiān)控關(guān)鍵點

1 工程概況

某中橋為路面改造項目中的一座主線橋，位于直線段上，橋梁分為左、右幅。上部結(jié)構(gòu)為2孔20m預(yù)制空心板梁，先簡支后橋面連續(xù)，全橋一聯(lián)，橋梁全長46m。下部結(jié)構(gòu)為雙柱式墩臺，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。全橋支座為矩形板式橡膠支座。全橋只有一條伸縮縫，位于1#墩墩頂，兩側(cè)橋臺為無縫化設(shè)計。路面改造需對路面進行加鋪18cm厚度瀝青鋪裝層，為了對原路線縱坡線型進行優(yōu)化并且不額外增加橋梁運營承載力，橋梁需抬高18cm。

2 頂升方案

2.1 頂升抬高方案

該橋依據(jù)現(xiàn)場施工條件采用鋼牛腿式頂升方案，頂升方案示意如圖1所示[1]。該項目采用分階段頂升方法，即為了保障頂升過程中的安全性，將設(shè)計頂升高度分為幾個階段進行。在每個支撐頂點布置處安裝一組可主動施加頂力的千斤頂，并用控制臺控制液壓泵驅(qū)動進行頂升。待到達每階段預(yù)計高度時，用臨時墊塊/墊片將梁體固定，提升千斤頂之后再進行第二階段的頂升作業(yè)，如此重復(fù)一個周期直至頂升至設(shè)計高度。

圖1 橋梁鋼牛腿式頂升示意圖

2.2 千斤頂噸位配置計算

各支座理論支反力的最大值按照梁體恒載（自重+鋪裝）來計算，計算結(jié)果應(yīng)考慮一定的富余度，應(yīng)不小于計算值的1.5倍用于配置千斤頂噸位[2]。

2.3 頂升施工流程

該項目施工流程為：在完全解除橋梁上部結(jié)構(gòu)梁體與外部的約束后，整體分階段依次頂升橋梁梁體，然后進行橋臺背墻、耳墻、橋墩擋塊的加高以及橋臺橋墩支座墊石更換或預(yù)制墊石粘結(jié)、支座更換等，隨后拆除設(shè)備，項目撤場。具體梁體頂升的施工流程圖如圖2所示。

圖2 梁體頂升施工流程圖

3 頂升施工工藝

3.1 施工前準(zhǔn)備工作

（1）搭設(shè)施工平臺，采用在橋臺以及蓋梁上安裝反力牛腿支撐作為千斤頂?shù)钠脚_。同時，人員施工平臺采用鋼管架搭設(shè)，且與監(jiān)控、頂升平臺分離?，F(xiàn)場梁底頂升系統(tǒng)及施工架如圖3所示。

（2）對于存在可能限制梁體豎向位移的非正常的約束應(yīng)在同步頂升施工之前進行完全釋放。

（3）鋼牛腿安裝位置要注意保持水平。

（4）設(shè)置頂升過程中的監(jiān)控測點。

（5）檢查空心板梁梁體裂縫等缺陷的性狀與分布情況。

圖3 梁底頂升系統(tǒng)及施工架

3.2 頂升階段施工

（1）千斤頂和臨時支撐安放

同步頂升施工前，需要確定千斤頂和臨時支撐擺放的位置。由于設(shè)計空心板梁底厚度較薄，因此擺放位置選擇在空心板腹板對應(yīng)梁底，同時加墊0.30×0.30m2的鋼板，防止梁底集中受力造成損傷，如圖4所示。

圖4 0#臺千斤頂、臨時墊塊、拉絲傳感器布置

（2）試頂升

正式頂升之前，將所有的相關(guān)約束解除后，先試頂升5mm，通過設(shè)置不同的頂升速度，由0.1mm/min提升到0.5mm/min，然后鎖定液控閥，保持油缸壓力不變，并且穩(wěn)壓持荷20min，觀察各支點處千斤頂以及支撐系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)運行情況，如果發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)當(dāng)及時處理。

（3）正式頂升

試頂無異常之后，開始正式頂升作業(yè)，整個行程180mm分成3級。梁體頂升至每一級預(yù)定高度后，保持千斤頂油壓不變，安裝臨時支撐，調(diào)整臨時支撐高度，保證臨時支撐與梁底密貼，油壓系統(tǒng)回油，同時將梁體支撐在臨時支撐上。提升千斤頂后進行下一級的頂升作業(yè)，直至到達最終目標(biāo)高度。頂升系統(tǒng)中采用拉絲傳感器對頂升速度計頂升高度值進行控制。

（4）持荷階段施工

頂升到位后，結(jié)構(gòu)的全部荷載轉(zhuǎn)換至臨時支撐及千斤頂上，將原墊石鑿除并將蓋梁上的水泥砂漿清理干凈。安放墊石前，應(yīng)先在蓋梁上鋪設(shè)一定厚度（3～5mm）水泥砂漿以調(diào)平蓋梁平面，確保頂面水平，安裝新預(yù)制的支座墊石、支座等（如圖5所示），確保落梁后支座接觸密實，以免出現(xiàn)脫空或局部承壓等現(xiàn)象。

圖5 持荷階段支座墊石安裝

（5）同步落梁施工

待支座墊石及支座安裝到位之后，驅(qū)動液壓系統(tǒng)回油，將梁體緩慢落下至新安裝的支座上，將上部結(jié)構(gòu)荷載轉(zhuǎn)換至支座上。落梁后對梁頂標(biāo)高進行復(fù)測。

3.3 注意事項

如遇到以下情況應(yīng)停止頂升作業(yè)，待查明原因后再進行梁體頂升工作：

（1）當(dāng)出現(xiàn)超過計算頂升力而沒有將梁頂起；

（2）當(dāng)油表出現(xiàn)異常時則立即停止工作；

（3）頂升過程中，一般會出現(xiàn)梁體兩支點的頂升位移存在差異的狀況，若出現(xiàn)應(yīng)立即停止頂升；

（4）頂升過程中加強對主梁進行監(jiān)控，觀測裂縫有無異常變化，一旦出現(xiàn)異常應(yīng)立即停止，查明原因后，制定出可靠的施工方案后再恢復(fù)施工。

表1 頂升施工監(jiān)控指標(biāo)及監(jiān)控內(nèi)容表

4 頂升監(jiān)控

橋梁頂升過程是一個動態(tài)過程，在頂升過程中橋梁處于一種漂浮的狀態(tài)，隨著橋梁的頂升梁片的縱橫向偏移、板梁鉸縫的完整性等都會發(fā)生變化，同時，橋梁梁體本身的受力也會發(fā)生變化[3]。為了保證頂升過程中施工以及梁體的安全性，必須要制定一整套安全監(jiān)控方案，并設(shè)置必要的預(yù)警值和極限值，以便能夠及時將橋梁狀態(tài)反饋給施工，指導(dǎo)控制頂升過程。

4.1 頂升監(jiān)控關(guān)鍵點

整個監(jiān)控過程可由分級頂升、臨時支撐放置、支承墊石施工、落梁等過程組成。作者認(rèn)為監(jiān)控關(guān)鍵點主要有：

（1）梁體的縱橫向滑移：由于頂升施工要求完全解除梁片與橋墩臺的約束，因此在施工過程中要對梁體縱橫向位移進行監(jiān)控，防止原始設(shè)計橋跨縱坡導(dǎo)致頂升施工中梁體縱橫向出現(xiàn)滑移；

（2）橋面標(biāo)高：橋面高程的觀測點用于推算每個梁片支點處的實際頂升高度，使頂升到位后橋面標(biāo)高得到有效控制；

（3）梁體頂升的同步性：在頂升過程中，梁體處于一種“動”的狀態(tài)，千斤頂?shù)捻斏灰屏坎豢杀苊獾嘏c頂升系統(tǒng)給出的指令存在偏差，為確保結(jié)構(gòu)的安全性，需要對千斤頂?shù)捻斏谐膛c支點受力狀況進行嚴(yán)格監(jiān)控，確保梁片為整體同步頂升，防止因不均勻頂升對板梁之間鉸縫及橋面混凝土鋪裝造成損壞；

（4）梁體內(nèi)力監(jiān)控：考慮到可能出現(xiàn)的局部梁片約束未完全解除，出現(xiàn)梁體在頂升過程中兩側(cè)支點可能出現(xiàn)的頂升不同位移量的情況。此時，梁片單端因為出現(xiàn)一定的外力強制位移量，引起梁片發(fā)生彎折，當(dāng)強制位移量超過一定值時，梁體出現(xiàn)裂縫；

（5）梁體已有裂縫寬度變化監(jiān)控：對已有裂縫進行分類，對受力區(qū)的裂縫寬度進行頂升過程監(jiān)控。

4.2 頂升監(jiān)控方案

根據(jù)制定的關(guān)鍵點，設(shè)計監(jiān)控點位及控制指標(biāo)。頂升過程以控制結(jié)構(gòu)安全為主要目標(biāo)，監(jiān)控預(yù)警應(yīng)以多項指標(biāo)控制，只要有一項超標(biāo)，則需要進行預(yù)警。頂升過程中的監(jiān)控項目主要有：

（1）梁體的標(biāo)高監(jiān)控，并與油壓控制系統(tǒng)頂升高度的拉絲傳感器進行雙項控制；

（2）梁體的中線偏移情況監(jiān)控；

（3）梁體的縱向偏移情況監(jiān)控；

（4）梁體跨中部位的受力情況監(jiān)控；

（5）梁體原有裂縫變化情況監(jiān)控。

頂升施工監(jiān)控指標(biāo)及監(jiān)控內(nèi)容匯總見表1，測點布置如圖6所示。

圖6 頂升監(jiān)控點位布置

5 結(jié)語

（1）橋梁的頂升技術(shù)能夠在該項目舊路路面改造過程中起到舉足輕重的作用，為改造工程節(jié)約大量的資金，縮短了工程工期。

（2）橋梁的同步頂升是分級完成的，因此對橋梁的整個運動軌跡、整體姿態(tài)、結(jié)構(gòu)應(yīng)力等的監(jiān)控是至關(guān)橋梁結(jié)構(gòu)安全的重要環(huán)節(jié)。

（3）通過內(nèi)力監(jiān)控合理評價頂升過程中結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化的影響因素，以便及時、主動地采取措施降低或消除不利因素的影響，為確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全豎立一道保護屏障。

（4）該橋為本次路面改造中的第一座橋，因此對監(jiān)控方案要求全面、周祥。該橋頂升過程中監(jiān)測的數(shù)據(jù)結(jié)果能夠為該項目之后的橋梁頂升作業(yè)提供可靠的數(shù)據(jù)，今后對頂升監(jiān)控方案進行深度優(yōu)化，提高施工效率，節(jié)約成本。

[1]陳書豪，丁武洋，等.某高速公路水泥砼路面改造工程橋梁頂升改造方案[D].蘇交科集團股份有限公司，2016.

[2]于心然.下草灣大橋同步頂升支座更換施工技術(shù)[J].公路，2015，（4）∶118-122.

[3]蔣巖峰，藍戊已，等.橋梁整體頂升關(guān)鍵技術(shù)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)，2007，（7）.

[4]陳梁，朱利明，蔣湘成，等.斜交連續(xù)梁頂升過程仿真分析[J].，2016，（4）.