结合某空心板梁桥同步顶升的施工工艺对监控关键点的探究

2017-07-05张小清福建君达建设有限公司漳州363000

福建交通科技 2017年3期

关键词：梁体关键点支座

张小清（福建君达建设有限公司，漳州363000）

张小清
（福建君达建设有限公司，漳州363000）

以国家高速公路福建省内某路段路面改造项目中桥梁同步顶升工程为依托，为了配合原路线线形优化，通过同步顶升施工抬高桥梁上部结构梁体。结合施工过程中顶升的方案、工艺、注意事项，对同步顶升施工监控项目及关键点进行探究，制定周详的施工监控方案。

同步顶升抬高梁体施工监控关键点

1 工程概况

某中桥为路面改造项目中的一座主线桥，位于直线段上，桥梁分为左、右幅。上部结构为2孔20m预制空心板梁，先简支后桥面连续，全桥一联，桥梁全长46m。下部结构为双柱式墩台，钻孔灌注桩基础。全桥支座为矩形板式橡胶支座。全桥只有一条伸缩缝，位于1#墩墩顶，两侧桥台为无缝化设计。路面改造需对路面进行加铺18cm厚度沥青铺装层，为了对原路线纵坡线型进行优化并且不额外增加桥梁运营承载力，桥梁需抬高18cm。

2 顶升方案

2.1 顶升抬高方案

该桥依据现场施工条件采用钢牛腿式顶升方案，顶升方案示意如图1所示[1]。该项目采用分阶段顶升方法，即为了保障顶升过程中的安全性，将设计顶升高度分为几个阶段进行。在每个支撑顶点布置处安装一组可主动施加顶力的千斤顶，并用控制台控制液压泵驱动进行顶升。待到达每阶段预计高度时，用临时垫块/垫片将梁体固定，提升千斤顶之后再进行第二阶段的顶升作业，如此重复一个周期直至顶升至设计高度。

图1 桥梁钢牛腿式顶升示意图

2.2 千斤顶吨位配置计算

各支座理论支反力的最大值按照梁体恒载（自重+铺装）来计算，计算结果应考虑一定的富余度，应不小于计算值的1.5倍用于配置千斤顶吨位[2]。

2.3 顶升施工流程

该项目施工流程为：在完全解除桥梁上部结构梁体与外部的约束后，整体分阶段依次顶升桥梁梁体，然后进行桥台背墙、耳墙、桥墩挡块的加高以及桥台桥墩支座垫石更换或预制垫石粘结、支座更换等，随后拆除设备，项目撤场。具体梁体顶升的施工流程图如图2所示。

图2 梁体顶升施工流程图

3 顶升施工工艺

3.1 施工前准备工作

（1）搭设施工平台，采用在桥台以及盖梁上安装反力牛腿支撑作为千斤顶的平台。同时，人员施工平台采用钢管架搭设，且与监控、顶升平台分离。现场梁底顶升系统及施工架如图3所示。

（2）对于存在可能限制梁体竖向位移的非正常的约束应在同步顶升施工之前进行完全释放。

（3）钢牛腿安装位置要注意保持水平。

（4）设置顶升过程中的监控测点。

（5）检查空心板梁梁体裂缝等缺陷的性状与分布情况。

图3 梁底顶升系统及施工架

3.2 顶升阶段施工

（1）千斤顶和临时支撑安放

同步顶升施工前，需要确定千斤顶和临时支撑摆放的位置。由于设计空心板梁底厚度较薄，因此摆放位置选择在空心板腹板对应梁底，同时加垫0.30×0.30m2的钢板，防止梁底集中受力造成损伤，如图4所示。

图4 0#台千斤顶、临时垫块、拉丝传感器布置

（2）试顶升

正式顶升之前，将所有的相关约束解除后，先试顶升5mm，通过设置不同的顶升速度，由0.1mm/min提升到0.5mm/min，然后锁定液控阀，保持油缸压力不变，并且稳压持荷20min，观察各支点处千斤顶以及支撑系统、检测系统运行情况，如果发现异常应当及时处理。

（3）正式顶升

试顶无异常之后，开始正式顶升作业，整个行程180mm分成3级。梁体顶升至每一级预定高度后，保持千斤顶油压不变，安装临时支撑，调整临时支撑高度，保证临时支撑与梁底密贴，油压系统回油，同时将梁体支撑在临时支撑上。提升千斤顶后进行下一级的顶升作业，直至到达最终目标高度。顶升系统中采用拉丝传感器对顶升速度计顶升高度值进行控制。

（4）持荷阶段施工

顶升到位后，结构的全部荷载转换至临时支撑及千斤顶上，将原垫石凿除并将盖梁上的水泥砂浆清理干净。安放垫石前，应先在盖梁上铺设一定厚度（3～5mm）水泥砂浆以调平盖梁平面，确保顶面水平，安装新预制的支座垫石、支座等（如图5所示），确保落梁后支座接触密实，以免出现脱空或局部承压等现象。

图5 持荷阶段支座垫石安装

（5）同步落梁施工

待支座垫石及支座安装到位之后，驱动液压系统回油，将梁体缓慢落下至新安装的支座上，将上部结构荷载转换至支座上。落梁后对梁顶标高进行复测。

3.3 注意事项

如遇到以下情况应停止顶升作业，待查明原因后再进行梁体顶升工作：

（1）当出现超过计算顶升力而没有将梁顶起；

（2）当油表出现异常时则立即停止工作；

（3）顶升过程中，一般会出现梁体两支点的顶升位移存在差异的状况，若出现应立即停止顶升；

（4）顶升过程中加强对主梁进行监控，观测裂缝有无异常变化，一旦出现异常应立即停止，查明原因后，制定出可靠的施工方案后再恢复施工。

表1 顶升施工监控指标及监控内容表

4 顶升监控

桥梁顶升过程是一个动态过程，在顶升过程中桥梁处于一种漂浮的状态，随着桥梁的顶升梁片的纵横向偏移、板梁铰缝的完整性等都会发生变化，同时，桥梁梁体本身的受力也会发生变化[3]。为了保证顶升过程中施工以及梁体的安全性，必须要制定一整套安全监控方案，并设置必要的预警值和极限值，以便能够及时将桥梁状态反馈给施工，指导控制顶升过程。

4.1 顶升监控关键点

整个监控过程可由分级顶升、临时支撑放置、支承垫石施工、落梁等过程组成。作者认为监控关键点主要有：

（1）梁体的纵横向滑移：由于顶升施工要求完全解除梁片与桥墩台的约束，因此在施工过程中要对梁体纵横向位移进行监控，防止原始设计桥跨纵坡导致顶升施工中梁体纵横向出现滑移；

（2）桥面标高：桥面高程的观测点用于推算每个梁片支点处的实际顶升高度，使顶升到位后桥面标高得到有效控制；

（3）梁体顶升的同步性：在顶升过程中，梁体处于一种“动”的状态，千斤顶的顶升位移量不可避免地与顶升系统给出的指令存在偏差，为确保结构的安全性，需要对千斤顶的顶升行程与支点受力状况进行严格监控，确保梁片为整体同步顶升，防止因不均匀顶升对板梁之间铰缝及桥面混凝土铺装造成损坏；

（4）梁体内力监控：考虑到可能出现的局部梁片约束未完全解除，出现梁体在顶升过程中两侧支点可能出现的顶升不同位移量的情况。此时，梁片单端因为出现一定的外力强制位移量，引起梁片发生弯折，当强制位移量超过一定值时，梁体出现裂缝；

（5）梁体已有裂缝宽度变化监控：对已有裂缝进行分类，对受力区的裂缝宽度进行顶升过程监控。

4.2 顶升监控方案

根据制定的关键点，设计监控点位及控制指标。顶升过程以控制结构安全为主要目标，监控预警应以多项指标控制，只要有一项超标，则需要进行预警。顶升过程中的监控项目主要有：

（1）梁体的标高监控，并与油压控制系统顶升高度的拉丝传感器进行双项控制；

（2）梁体的中线偏移情况监控；

（3）梁体的纵向偏移情况监控；