朱樹(shù)波（上海百通項(xiàng)目管理咨詢(xún)有限公司， 上海 200122)

0 引 言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，城市建設(shè)也隨之進(jìn)入發(fā)展快車(chē)道，而在對(duì)城市公路、鐵路及河道的改造過(guò)程中，涉及對(duì)現(xiàn)有城市快速路或橋梁的改造技術(shù)問(wèn)題也隨之凸顯，橋梁整體頂升技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。以上海市濟(jì)陽(yáng)路快速化改建工程2標(biāo)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“本工程”）為例，淺析橋梁整體頂升技術(shù)。因本工程位于區(qū)界交通主干道位置，且為上海市重大工程項(xiàng)目，故具有一定技術(shù)研究?jī)r(jià)值。

1 工程概況及設(shè)計(jì)要求

本工程位于上海濟(jì)陽(yáng)路主線高架橋上浦路北側(cè)，頂升段位于橋面變寬段（如圖1所示）。西幅頂升范圍為JYL-W5號(hào)墩—JYL-W9號(hào)墩橋梁（新墩編號(hào)為JY04-JY00），東幅頂升范圍為JYL-E5號(hào)墩—JYL-E7號(hào)墩（新墩編號(hào)為JY03-JY01），文中統(tǒng)一采用舊墩編號(hào)敘述；總頂升面積2 767 m2。

圖1 橋梁頂升段平面示意圖

橋梁頂升段處于上部板梁，為連續(xù)簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，跨度約23 m。該頂升段下部結(jié)構(gòu)為單柱墩和兩柱門(mén)式墩，蓋梁采用倒T形式[1]?；A(chǔ)為承臺(tái)與鉆孔樁群樁基礎(chǔ)。

根據(jù)總體方案，頂升段橋梁為調(diào)坡頂升（含上部結(jié)構(gòu)），按新建橋梁的縱斷面，西幅W5號(hào)墩—W9號(hào)墩需抬高0～2 244 mm（新老橋設(shè)計(jì)高差），立柱接高；東幅E5號(hào)墩—E7號(hào)墩需抬高0～949 mm，立柱接高；各橋墩中心線處需抬升高度，如表1所示。

表1 橋墩抬升高度統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)單位提供的數(shù)據(jù)，各橋墩調(diào)坡頂升數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 橋墩調(diào)坡頂升統(tǒng)計(jì)表

由表2可知，頂升段西幅橋梁的總體重量約2 980 t，東幅橋梁總體重量約1 323 t。

2 總體頂升方案

（1）受力千斤頂應(yīng)設(shè)置在原橋墩承臺(tái)位置，鋼管支撐設(shè)置在以承臺(tái)結(jié)構(gòu)為主的反力基礎(chǔ)上（如圖2所示）。W6-W8號(hào)和E5-E6號(hào)兩處橋墩在蓋梁底部安裝千斤頂，以蓋梁底部作為頂升受力點(diǎn)；W5號(hào)橋墩處，在蓋梁下部設(shè)置分配梁，千斤頂?shù)寡b在分配梁底，梁底處為頂升受力位置，對(duì)于蓋梁底部斜面處采用高強(qiáng)灌漿料找平。

圖2 鋼支撐、斷柱及千斤頂位置示意圖

（2）通過(guò)可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）電腦同步控制系統(tǒng)，采用整體頂升、分步到位的頂升方法，達(dá)到橋下凈高提升的目的。

（3）頂升前，在JYLW9號(hào)墩和JYLE7號(hào)墩的蓋梁與空心板之間安裝超薄液壓千斤頂，頂升時(shí)加載壓力至計(jì)算頂力的70%。施工工藝同換支座更換施工。

（4）由于頂升前后相鄰兩跨板梁在蓋梁處夾角發(fā)生變化，所以頂升前須將橋面鋪裝在蓋梁頂面鑿斷并切斷鋼筋，在頂升完成后改造橋面系時(shí)進(jìn)行恢復(fù)。

（5）橋梁整體頂升前，應(yīng)在橋上設(shè)置控制點(diǎn)，頂升前測(cè)量該點(diǎn)的高程及平面坐標(biāo)，頂升完成后再次測(cè)量，作為頂升成果驗(yàn)收數(shù)據(jù)之一。

（6）立柱連接完成后，更換舊支座。

3 頂升工程施工要點(diǎn)及難點(diǎn)的解決措施

3.1 保證頂升基礎(chǔ)

頂升用千斤頂應(yīng)設(shè)置在以原橋墩承臺(tái)結(jié)構(gòu)為受力基礎(chǔ)的平面上。在頂升基礎(chǔ)頂面通過(guò)植入螺栓連接φ609 mm鋼支撐，建立支撐體系，承擔(dān)上部荷載。液壓千斤頂安裝于鋼結(jié)構(gòu)分配梁底與鋼支撐之間，通過(guò)鋼支撐把力傳遞至原承臺(tái)上。關(guān)鍵應(yīng)對(duì)受力千斤頂下方的局部承載力及承壓情況進(jìn)行計(jì)算。

3.2 制作抱柱梁

整體頂升時(shí)，千斤頂位于柱體四周的抱柱梁體結(jié)構(gòu)下部，千斤頂將力通過(guò)抱柱梁傳至柱體結(jié)構(gòu)，最終傳至上部結(jié)構(gòu)[2-3]。

3.3 千斤頂頂升支撐和跟隨千斤頂支撐體系

支撐結(jié)構(gòu)為鋼管與墊塊組合，鋼管與承臺(tái)頂面或平臺(tái)頂面通過(guò)螺栓連接。在頂升過(guò)程中，增加墊塊的數(shù)量，與頂升高度成正比，通過(guò)特殊轉(zhuǎn)換墊塊將鋼管支撐與常規(guī)墊塊連接。

由于鋼管為空心結(jié)構(gòu)，液壓千斤頂?shù)捻斏π柰ㄟ^(guò)鋼管壁進(jìn)行上下傳遞，在千斤頂與鋼支撐之間安裝實(shí)心鋼錠頂帽，進(jìn)而保證力的有效傳遞。

3.4 頂升限位措施

橋梁頂升施工過(guò)程中，難以完全避免千斤頂安裝不垂直、頂升支撐體系安裝不垂直、分配梁安裝不水平、頂升墊塊間有高度誤差、頂升過(guò)程中坡度發(fā)生變化等因素，進(jìn)而可能會(huì)造成橋梁產(chǎn)生偏位。

頂升基礎(chǔ)上的千斤頂受以上因素影響會(huì)出現(xiàn)不垂直的情況，同時(shí)在頂升施工期間，容易造成千斤頂水平方向出現(xiàn)細(xì)小位移現(xiàn)象。為有效避免上述現(xiàn)象發(fā)生，須在橋臺(tái)結(jié)構(gòu)處豎向設(shè)置限位角鋼，橫向位置設(shè)置限位槽鋼，從而限制縱橫向位移，進(jìn)而更加有效地應(yīng)對(duì)頂升過(guò)程中產(chǎn)生的水平分力。

考慮到水平推力數(shù)值不大，在各個(gè)橋墩上設(shè)置限位裝置，每個(gè)橋墩獨(dú)立限位，不會(huì)累加橋梁結(jié)構(gòu)截面尺寸。同時(shí)，在橋梁頂升過(guò)程中，不斷對(duì)橋體坡度進(jìn)行調(diào)整，梁體水平投影長(zhǎng)度會(huì)隨之不斷變化，結(jié)構(gòu)梁也將隨之產(chǎn)生水平位移，因而必須在伸縮縫及連續(xù)縫位置處安裝適當(dāng)?shù)臋M豎向限位裝置[4]。

3.5 千斤頂布置分組

（1）跟隨保護(hù)千斤頂及頂升油缸千斤頂布置。為保證上部梁體頂升時(shí)受力均勻，頂升千斤頂與跟隨保護(hù)千斤頂設(shè)置時(shí)應(yīng)注意左右對(duì)稱(chēng)，從而降低上部混凝土結(jié)構(gòu)因受力不均而產(chǎn)生局部裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)過(guò)以往設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)，安全儲(chǔ)備系數(shù)應(yīng)控制在1.8倍以上。

（2）千斤頂分組。頂升液壓千斤頂分組時(shí)，同一個(gè)橋墩位置兩側(cè)的千斤頂可各分成一組，每個(gè)主橋墩下的千斤頂可分成兩組[5]。

3.6 梁端與蓋梁縫寬變化的應(yīng)對(duì)措施

調(diào)坡頂升過(guò)程中由于板梁縱坡的變化，梁端與蓋梁側(cè)面間距會(huì)出現(xiàn)變大和變小的情況。橋墩縫寬變化情況，如表3所示。

表3 橋墩縫寬變化量表

如表3所示，縫寬的最大變化值為±44 mm，而縫寬的設(shè)計(jì)值為40 mm。縫寬變大時(shí)可以忽略其影響，縫寬變小時(shí)可能會(huì)造成頂升過(guò)程中板梁與蓋梁側(cè)面發(fā)生接觸，或在使用過(guò)程中因溫度變化而造成板梁與蓋梁側(cè)面接觸，進(jìn)而影響頂升施工安全，同時(shí)還應(yīng)關(guān)注板梁實(shí)時(shí)安全情況。

為了避免以上接觸的發(fā)生，頂升前應(yīng)對(duì)縫寬進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，當(dāng)實(shí)測(cè)寬度小于縫寬縮小值時(shí)，表面頂升過(guò)程中存在一定接觸，則頂升前應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理。當(dāng)實(shí)測(cè)寬度大于縫寬縮小值時(shí)，說(shuō)明頂升過(guò)程中不會(huì)接觸，可在頂升完成后進(jìn)行處理?？p寬處理完成后須保證不小于設(shè)計(jì)要求值。處理方法為：在頂升前、后對(duì)梁端混凝土進(jìn)行切割，工具可采用圓盤(pán)鋸。

另外，調(diào)坡頂升會(huì)引起梁體投影長(zhǎng)度的變化，由橡膠支座在跨內(nèi)吸收，不會(huì)產(chǎn)生不利影響。

3.7 液壓泵站及控制系統(tǒng)選用

本工程共配備15臺(tái)二點(diǎn)PLC變頻調(diào)速同步頂升液壓泵站，15臺(tái)跟隨千斤頂控制泵站，同時(shí)配備一套19點(diǎn)同步控制系統(tǒng)，采用PLC同步液壓頂升設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮其技術(shù)先進(jìn)性等因素。

3.8 保壓及切割前預(yù)加壓

對(duì)即將頂升的部位采取保壓措施，保壓值可設(shè)定為上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載的70%。

保壓中應(yīng)關(guān)注是否有泄漏等現(xiàn)象發(fā)生，必要時(shí)應(yīng)根據(jù)泄露程度采取更換相關(guān)配件等措施。

3.9 切割力系轉(zhuǎn)換

在切割墩柱前，需先進(jìn)行預(yù)加壓操作，加壓措施完成后，方可進(jìn)行切割。主要目的是通過(guò)頂升液壓千斤頂替代原橋墩柱，進(jìn)而達(dá)到替代傳遞原橋梁上部荷載的作用，這是原受力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化過(guò)程[6-8]。

3.10 支座更換

采用蓋梁—超薄千斤頂頂升法，即在蓋梁與板梁之間安裝超薄液壓千斤頂，以蓋梁為頂升基礎(chǔ)，頂升上部結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到更換支座的目的。超薄千斤頂方案適用于梁底與蓋梁（墩、臺(tái)帽）頂之間間距較?。ú灰诉^(guò)小，須＞3.5 cm，液壓千斤頂高程最小3 cm左右）。

4 結(jié) 語(yǔ)

（1）進(jìn)場(chǎng)后須會(huì)同主要參建單位對(duì)原橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行一次全面檢查，對(duì)橋梁現(xiàn)狀進(jìn)行記錄，頂升完成后再進(jìn)行一次全面檢查，確認(rèn)是否有因橋梁頂升施工而產(chǎn)生橋梁損壞。

（2）采用“同步頂升，分步到位”的頂升方法，有利于已頂升段橋體與正在頂升段橋體之間或多段同步頂升橋體之間有效連接，同時(shí)可以有效控制多段橋體間的坡度銜接，使橋體銜接位置自然平整。各銜接段可以展開(kāi)流水作業(yè)，有利于施工管理。

（3）選用液壓千斤頂（帶球頭可轉(zhuǎn)動(dòng)，頂部球頭最大轉(zhuǎn)角可達(dá)5°），是調(diào)坡頂升的關(guān)鍵點(diǎn)。頂升時(shí)隨著上部結(jié)構(gòu)坡度變化，液壓千斤頂與上部結(jié)構(gòu)物的垂直程度發(fā)生變化，通過(guò)千斤頂球頭的變化來(lái)牽引缸頂球頭變化，從而解決頂升過(guò)程中結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力變化的問(wèn)題。

（4）門(mén)式墩與蓋梁原為固結(jié)，頂升時(shí)須切斷橋墩變成簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，存在結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，對(duì)蓋梁受力應(yīng)委托設(shè)計(jì)單位進(jìn)行安全性復(fù)核。

（5）頂升施工后，考慮到橋墩高度因素，通過(guò)植筋焊接將基礎(chǔ)與鋼管支撐固定，以增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。植筋深度為10 d，鋼管間采用法蘭螺栓連接，螺栓間隔布置不少于8顆。用槽鋼對(duì)鋼管支撐之間進(jìn)行有效連接，并與橋墩混凝土結(jié)構(gòu)采用“連墻件”連接形成穩(wěn)定格構(gòu)。

（6）在頂升過(guò)程中，特別是更換墊塊時(shí)，應(yīng)設(shè)置跟隨千斤頂?shù)妊b置，從而有效防止因主液壓千斤頂出現(xiàn)漏油或暴管而導(dǎo)致的上部結(jié)構(gòu)下落情況。

（7）在頂升過(guò)程中，為應(yīng)對(duì)橋梁斷面異同情形，防止橋梁上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滑移轉(zhuǎn)動(dòng)等偏移情況，應(yīng)采取水平及豎向限位措施，同時(shí)應(yīng)考慮在發(fā)生平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)后如何有效控制其發(fā)展趨勢(shì)和恢復(fù)其原狀態(tài)。

（8）在頂升過(guò)程中，隨著上部結(jié)構(gòu)坡度變化，梁的水平位置也會(huì)發(fā)生改變，梁的水平向長(zhǎng)度將會(huì)拉長(zhǎng)，須考慮水平向變形拉伸對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。