第一作者簡(jiǎn)介：劉杰（1990-），男，碩士，工程師。研究方向?yàn)楦咚俟方ㄔO(shè)管理。

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2024.21.043

摘" 要：車流量不斷增加與通行能力受限之間的矛盾，以及公眾日益增加的對(duì)高品質(zhì)通行服務(wù)水平的強(qiáng)烈需求，要求高速公路改擴(kuò)建既要通過(guò)增加行車道以提高通行能力，也要通過(guò)調(diào)整平縱線型以提高道路通行舒適度和品質(zhì)。在高速公路平縱線型調(diào)整過(guò)程中，如何高效、高質(zhì)量利用既有道路橋梁，對(duì)于節(jié)省項(xiàng)目建設(shè)資金，延長(zhǎng)既有線路的使用壽命，踐行綠色建設(shè)理念具有重要意義。該文以某高速公路改擴(kuò)建為案例，介紹一種不同工況下多橋梁頂升方式同步施工技術(shù)，該技術(shù)綜合利用包括支座墊石增高、蓋梁接高、斷柱接高等多種頂升方式，實(shí)現(xiàn)橋梁多跨同步調(diào)坡頂升，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全高效、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：高速公路；橋梁；改擴(kuò)建；平縱線型；整體同步；調(diào)坡頂升

中圖分類號(hào)：U445.7" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2095-2945（2024）21-0181-04

Abstract： The contradiction between the increasing traffic flow and the limited traffic capacity， as well as the increasing public demand for high-quality traffic service level， require the highway reconstruction and expansion to improve the traffic capacity not only by increasing the lanes， but also by adjusting the horizontal and vertical linetypes to improve the road comfort and quality. In the process of horizontal and vertical alignment adjustment of expressway， how to make efficient and high-quality use of existing roads and bridges is of great significance for saving project construction funds， prolonging the service life of existing lines and implementing the concept of green construction. Taking the reconstruction and expansion of an expressway as a case， this paper introduces a synchronous construction technology of multi-bridge lifting mode under different working conditions. The comprehensive utilization of this technology includes many kinds of lifting methods， such as support cushion stone heightening， cover beam connecting height， broken column connecting height and so on. The realization of multi-span synchronous slope adjustment and lifting of bridges has the advantages of economy and practicality， safety and high efficiency， high control precision and so on.

Keywords： highway; bridge; reconstruction and expansion; horizontal and vertical linetype; overall synchronization; slope adjustment and lifting

高速公路建設(shè)對(duì)于拉動(dòng)內(nèi)需、區(qū)域互聯(lián)互通及物流網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等方面起到了基礎(chǔ)性作用，并積攢了豐富的建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)。為持續(xù)提升國(guó)家高速公路建設(shè)內(nèi)生動(dòng)力，積極響應(yīng)國(guó)家雙碳建設(shè)和綠色建設(shè)理念，實(shí)現(xiàn)高速公路高質(zhì)量建設(shè)，要求在高速公路改擴(kuò)建過(guò)程中，大力推廣應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝和新設(shè)備，提高改擴(kuò)建施工質(zhì)量，改善道路通行服務(wù)水平，提升駕乘人員舒適度。在該趨勢(shì)下，如何最大化利用既有道路橋梁，實(shí)現(xiàn)高速公路改擴(kuò)建平縱線型優(yōu)化，對(duì)高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目提出了考驗(yàn)。

近年來(lái)，橋梁頂升施工已普遍應(yīng)用于高速公路改擴(kuò)建施工，較為經(jīng)濟(jì)快捷的方法就是進(jìn)行頂升、下降或平移，以實(shí)現(xiàn)高速公路平縱線型調(diào)整。韓振勇等[1]在市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，采用了橋梁頂升提高了通航凈空；周明朗等[2-4]在既有橋梁加固過(guò)程中應(yīng)用了頂升施工技術(shù)；馬進(jìn)等[5-6]在橋梁支座更換過(guò)程中探索應(yīng)用了智能監(jiān)控系統(tǒng)。

以上研究?jī)H應(yīng)用了支座墊石增高、蓋梁接高、斷柱接高等橋梁頂升方式中的一種或者幾種，在如何同時(shí)利用以上幾種方式上仍缺乏在高速公路改擴(kuò)建方面系統(tǒng)、深入的應(yīng)用研究。而多種方式同時(shí)應(yīng)用的橋梁整體同步調(diào)坡頂升技術(shù)的現(xiàn)實(shí)需求又十分迫切，因此多橋梁頂升方式整體同步施工技術(shù)意義較為重大。本文以某高速公路改擴(kuò)建頂升橋梁為依托工程，開展多橋梁頂升方式整體同步施工技術(shù)的研究。

1" 工程概況

某高速是國(guó)家國(guó)高網(wǎng)組成部分，建成于20世紀(jì)90年代，通車以來(lái)交通量增長(zhǎng)迅速，交通量已經(jīng)飽和，道路擁擠現(xiàn)象嚴(yán)重，大大降低了車輛的行駛速度和道路的通行能力，亟需實(shí)施改擴(kuò)建施工。某大橋是該高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目的控制性節(jié)點(diǎn)工程，跨徑布置6×16 m+6×16 m+6×16 m，橋梁全寬35.5 m。上部結(jié)構(gòu)為裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支板，0號(hào)橋梁為U型橋臺(tái)、擴(kuò)大基礎(chǔ)，18號(hào)橋臺(tái)為樁柱式臺(tái)、樁基礎(chǔ)，橋墩為柱式墩、擴(kuò)大基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)為梁板整體頂升。該橋位于縱斷抬高段，設(shè)計(jì)采用支座墊石增高、蓋梁接高、斷柱接高等多種頂升方式實(shí)現(xiàn)橋梁整體同步頂升。

2" 施工工藝與質(zhì)量控制

2.1" 主要施工過(guò)程

2.1.1" 施工準(zhǔn)備

主要包括頂升基礎(chǔ)準(zhǔn)備和抱柱梁準(zhǔn)備工作。頂升時(shí)，橋梁上部荷載通過(guò)千斤頂?shù)扰R時(shí)支撐傳遞到頂升基礎(chǔ)，需進(jìn)行基礎(chǔ)受力計(jì)算，以及抱柱梁局部抗壓和抗剪切強(qiáng)度計(jì)算，確保頂升基礎(chǔ)牢固、抱柱梁設(shè)置合理。

2.1.2" 托架體系及分配梁安裝

其中，托架體系主要包括支撐桿、臨時(shí)墊塊及聯(lián)系桿等，支撐桿是頂升支撐的主體，是千斤頂和隨動(dòng)裝置的安裝位置，整個(gè)鋼支撐體系通過(guò)角鋼作為水平聯(lián)系桿及剪刀撐連成一個(gè)格構(gòu)柱，形成水平穩(wěn)定體系。分配梁根據(jù)頂升位置不同，分別設(shè)置在梁底頂升部位和蓋梁底部頂升部位。

2.1.3" 千斤頂選擇與安裝

包括液壓千斤頂和機(jī)械跟隨千斤頂，2種千斤頂通過(guò)螺栓懸吊于分配梁上，隨著頂升構(gòu)件的上升而上升。安裝時(shí)，需要綜合考慮后期施工模板安裝空間和受力狀態(tài)，合理確定千斤頂布置方式。同時(shí)，根據(jù)液壓控制系統(tǒng)的性能，方便對(duì)頂升姿態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，需要按墩柱將千斤頂進(jìn)行分組，并按組配備光柵尺，實(shí)時(shí)抓取頂升姿態(tài)，確?？刂剖业腜LC能夠有效控制整個(gè)頂升過(guò)程。

2.1.4" 限位裝置安裝

橋梁頂升施工過(guò)程中，常見因千斤頂安裝的垂直誤差或其他因素導(dǎo)致的橋梁橫、縱向微小位移。為克服上述情況對(duì)某橋梁頂升過(guò)程產(chǎn)生的影響，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了平面限位裝置，該裝置在梁體之間設(shè)置邊角鋼并采用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行牽拉和移位，同時(shí)在固結(jié)墩處設(shè)置格構(gòu)鋼柱實(shí)現(xiàn)縱橫向限位，限位裝置如圖1所示。

2.1.5" 分級(jí)頂升至設(shè)計(jì)高度

單行程頂升施工步驟如圖2所示。

2.2" 既有橋梁平縱線型調(diào)整

按照設(shè)計(jì)要求，某橋梁頂升改造施工，維持原墩柱形式不變，對(duì)第1跨通過(guò)加厚支座墊石實(shí)現(xiàn)橋梁頂升，對(duì)第2～9跨通過(guò)加厚蓋梁實(shí)現(xiàn)橋梁頂升，對(duì)10～18跨通過(guò)斷柱接高實(shí)現(xiàn)橋梁頂升。以上多種增高方式同步在液壓千斤頂達(dá)到設(shè)計(jì)行程并機(jī)械鎖死后開始實(shí)施，在頂升過(guò)程中起保護(hù)作用的機(jī)械跟隨千斤頂及其支撐隨即拆除。

2.2.1" 墩柱斷柱接高

將墩柱切割斷開之前，需將既有墩柱除頂部1.5 m、底部1 m范圍之外的混凝土全部鑿除，保留既有墩柱主筋并將其表面浮渣清理干凈，同時(shí)對(duì)頂部和底部未鑿除部分的墩柱表面進(jìn)行鑿毛處理，確?；炷翝仓笮屡f面黏結(jié)牢固。按照設(shè)計(jì)要求采用擠壓套筒進(jìn)行鋼筋連接，后支立模板、澆筑混凝土實(shí)現(xiàn)墩柱接高，如圖3至圖4所示。

2.2.2" 蓋梁接高改造

某橋梁在進(jìn)行蓋梁接高頂升過(guò)程中，利用作用力-反作用力原理，設(shè)置了鋼牛腿實(shí)現(xiàn)反力頂升，在頂升至預(yù)定位置后，拆除某橋梁既有支座，鑿除墊石，對(duì)蓋梁頂部進(jìn)行鑿毛并清理干凈。同時(shí)，按設(shè)計(jì)要求在既有蓋梁頂面進(jìn)行植筋，植筋完成后再次沖洗干凈，確保蓋梁加厚部分混凝土與既有蓋梁混凝土面充分結(jié)合、形成整體，如圖5所示。

2.2.3" 墊石增高

頂升到指定高度后，拆除既有橋梁支座，對(duì)既有橋梁墊石表面進(jìn)行鑿毛處理，按設(shè)計(jì)安裝墊石鋼筋，沖洗表面浮渣，澆筑墊石混凝土，養(yǎng)護(hù)完后重新安裝支座，如圖6所示。

2.2.4" 梁體下落就位

按照設(shè)計(jì)要求開展混凝土養(yǎng)護(hù)工作，在新澆筑的墩柱、蓋梁、墊石混凝土達(dá)到強(qiáng)度要求后，拆除模板。通過(guò)PLC控制系統(tǒng)，精確控制全跨液壓千斤頂壓力值，實(shí)現(xiàn)全橋上部梁板的整體同步回落，后進(jìn)行橋面系施工。在下部支撐和千斤頂拆除后，應(yīng)在分配梁安裝螺栓造成梁底破壞的部位進(jìn)行修復(fù)處理。

3" 工效分析

采用全橋一次性整體頂升的方式進(jìn)行頂升，相較于分2次頂升，其工期可提前32 d，具體提前情況如下。

0#～9#頂升就位后進(jìn)行蓋梁墊石加高，加高完成后才可進(jìn)行設(shè)備的拆除，加高鋼筋綁扎3 d、模板安裝2 d、混凝土澆筑1 d，確認(rèn)支座完全受力后方可拆除設(shè)備，合計(jì)6 d。

千斤頂、泵站、油管和控制線等液壓設(shè)備拆除、安裝、調(diào)試。拆除2 d、安裝2 d、調(diào)試1 d及試頂升1 d，合計(jì)6 d。

千斤頂安裝完成調(diào)試后，進(jìn)行打壓、立柱切割工作。打壓、立柱切割所需時(shí)間4 d。合計(jì)4 d。

橋面限位：需0#～9#頂升就位后，拆除安裝，時(shí)間約為4 d。

頂升時(shí)間的增加：約為6 d。

如果采用兩聯(lián)頂升方式，9#、10#墩高差近1 m，需將第9、10跨梁端切割，待兩聯(lián)全部頂升完成后進(jìn)行修補(bǔ)，其工期約6 d。

綜上，采用支座墊石增高、蓋梁接高、斷柱接高等多種頂升方式實(shí)現(xiàn)橋梁整體同步頂升，實(shí)現(xiàn)了頂升數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，精確控制頂升高度，確保了頂升過(guò)程安全有序進(jìn)行，達(dá)到有效縮短施工工期的目標(biāo)。

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