横潦泾主桥顶升的关键技术

胡劲松

（上海城建市政工程（集团）有限公司，上海市 200065）

1 工程概况

1.1 工程背景

黄浦江上游航道是上海市“一环十射”内河干线航道规划网中十分重要的航段，已被列入长江黄金水道建设系列工程项目之一。它与市内主要航道相通，从而成为上海市水网连接江苏、浙江的咽喉要道，是上海市航道内船流密度最高的航段之一。为提高航运标准，该段航道需进行整治，但横潦泾大桥现状桥下净空尺度不满足整治后的III级航道要求，故需要抬高桥面标高，从而对老桥进行改造。根据整治工程研究结果,横潦泾大桥需提升1.58 m。

1.2 桥梁概况

横潦泾大桥为同三国道（A30）跨越黄浦江上游的一座大桥(见图1)。全桥总长779 m，桥梁按上、下行独立分幅布置，桥梁总宽27.5 m，主桥为3跨变截面预应力混凝土连续箱梁，跨径组合85 m+125 m+85 m，主桥全长295m。引桥为简支板梁，两侧各11孔，跨径 22 m，引桥全长 2×242 m=484（m）。

图1 横潦泾大桥主桥

1.3 横潦泾大桥整体顶升方案

为了最大限度地避免影响交通，上、下行桥梁分开顶升，顶升完成一幅后，进行另一幅的顶升。对单幅桥梁进行顶升时，另一幅的桥梁双向通车。主桥、引桥分开顶升。对单幅桥梁分成3段进行顶升：先顶北侧引桥（242 m），然后顶南侧引桥（242 m），最后顶主桥（295 m）（见图 2）。

图2 桥梁顶升分段图

横潦泾大桥顶升的难点在主桥3跨连续箱梁的顶升。本文主要针对主桥的大跨径连续箱梁进行阐述。

2 主桥大跨径连续梁整体顶升方案

该工程对主桥中墩边墩采用直接顶升法，以墩柱为反力基础，在墩柱与箱梁底之间安装顶升千斤顶，通过PLC电脑同步控制下整体顶升箱梁的方法实现抬高主桥桥面标高的目的。此方法的优点是顶升时基本不改变原有桥梁的受力体系，受力较明确。考虑受力需要，顶升前，对主墩进行加粗，对边墩加抱箍；对连续梁顶升位置处进行局部加固；设置必要的钢结构限位装置，预警顶升过程中产生横向、纵向偏移。

2.1 主桥顶升千斤顶支撑基础

对主桥进行整体顶升，可利用原有的主墩和边墩作为千斤顶的支撑基础。考虑千斤顶布置离原柱边较近，防止柱劈裂,对主墩进行加粗（见图3）。

图3 主墩加粗

2.2 箱梁千斤顶顶升部位处理

受墩柱位置所限，顶升液压千斤顶放在支座的前后位置，此位置处箱梁位空心，按照受力需要，需对此部位进行加固（见图4）。

图4 主桥箱梁加固示意图

具体处理措施：

（1）在主墩上部箱梁的肋两侧新浇筑钢筋混凝土；

（2）新加的钢筋部分(新加部分箱梁断面下部部位需植筋，断面上部预应力孔洞较多，所以断面上部不植筋)需与原有箱梁植筋连接；植筋植入箱梁内15 d深度，植筋时需采用钢筋探测仪探测，避开箱梁内的钢筋及预应力管孔；

（3）新加的部位混凝土需与原混凝土凿毛连接，并作好界面处理；

（4）新加部位采用C50的灌浆料，以上材料均需加微膨胀剂。

2.3 主桥千斤顶选用及布置

顶升千斤顶:采用200 t双作用液压千斤顶，液压千斤顶选用参数：200 t、63 MPa、高366 mm、底径244 mm、行程最大140 mm。

使用油压顶升缸（液压千斤顶）顶升重物是工程中常见的施工方法，尤其是几百吨以上的重载工件施工，油压顶升是唯一可行的选择。如果液压千斤顶在顶升时发生意外内泄，那么重载顶升的安全性受到影响。跟随千斤顶的目的就是为了预防现有技术中存在的不足，提供一种在油缸的油压突然失效时仍能有效支撑重载工件，避免工件滑落的机械式随动支撑机构。跟随千斤顶选用参数：400 t、行程 140 mm、高 390 mm、底径 368 mm（见图5）。

图5 顶升千斤顶与跟随顶在顶升时

千斤顶布置：在主墩位置共布置40台200 t的顶升千斤顶,16台400 t的跟随顶；在边墩布置16台200 t的顶升千斤顶,4台400 t的跟随顶（见图 6、图 7）。

图6 主墩千斤顶布置图一

图7 主墩千斤顶布置图二

2.4 主桥顶升支撑垫块

顶升支撑体系一般采用混凝土或钢结构工具式垫块。但由于主桥自重过大，该工程中主桥垫块采用了钢箱混凝土，外形为长方体钢箱，钢箱内浇筑钢筋混凝土（见图8）。

图8 钢箱混凝土垫块

由于千斤顶的行程有限，所以每次顶升行程在10 cm，而对于整体顶升158 cm来说，需整体顶升16个行程。垫块根据顶升高度做成工具式垫块，根据顶升高度设置垫块高为10 cm。单个垫块高度误差小于±0.3 mm,同一支点1 580 mm高的垫块累计误差不超过6 mm。为控制顶升垫块的误差最小化，垫块采用钢板焊接成型，并上车床铣刨，内灌高强（C50）混凝土。通过控制垫块误差，防止顶升时由于垫块叠加引起误差积累，造成顶升的误差以及结构不均匀受力。

2.5 主桥顶升限位

由于千斤顶安装的垂直误差及顶升过程中其它不利因素的影响，在顶升过程中可能会出现微小的水平位移，为避免出现此类情况，需在主桥、引桥设置平面限位装置，限制纵横向可能发生的位移。

在两个主墩左右及前后侧均设置限位装置（4个方向）。在两个边墩左右侧及引桥侧向位置（3个方向）设置限位装置。在主墩上设置抱柱箍，在抱柱箍上设置限位柱，抱柱箍与限位柱之间焊接连接成一整体，顶升时利用限位柱、抱柱箍、柱的整体刚度来对桥梁上部进行限位；在边墩上设置抱柱箍，在抱柱箍上设置限位柱，抱柱箍与限位柱之间焊接连接成一整体，顶升时利用限位柱、抱柱箍、柱的整体刚度来对桥梁上部进行限位。

2.6 主桥顶升控制系统

该工程主引桥均采用PLC控制液压同步顶升技术。本处采用位移控制，力监控的方法。同步控制精度为±1.0 mm，这样就可以很好地保证顶升过程的同步性，确保顶升时上部结构的安全。顶升行程监测：采用精度为0.1 mm的位移传感器；对主桥采用12点同步控制系统进行顶升，每个控制点对应于千斤顶分组点。

2.7 主桥顶升实况

西幅主桥于2011年4月18日顺利顶升到位，东幅主桥于2011年9月28日顺利顶升到位。顶升到位后桥梁上部的纵横向位置偏差在8 mm以内，顶升高度误差在正负5 mm以内；结构未发现新的裂缝，结构整体安全。图9为西幅主桥顶升中。

图9 西幅主桥顶升时

3 结语

横潦泾大桥顶升工程,无论从跨度、长度、重量还是设计、施工的复杂程度，在国内甚至世界上都是史无前例的。该桥顶升改造的顺利进行，在不中断交通的情况下节省了大量的资金，缩短了施工周期，最大程度地减小了对环境的影响。

横潦泾大桥顶升开创了大型桥梁顶升的先河,为长江大桥等大跨径桥梁顶升的可行性提供了有力的参考，为内河航运开发提供了新的思路。