既有简支梁桥整体同步顶升施工技术探究

张艳

摘要：断柱顶升接高方法是快速连接與新建城市快速干道高架桥网络的重要手段，同时我们需要对桥梁进行整体的反破顶升改造，最大的升高需要控制在2.5米的范围之内。自行研制的缓冲导向装置是顶升导向装置所使用的主要内容，同时其承台基础会与钢管与型钢组成一定的顶升托架体系。在调试好系统之后我们可对其进行正式升顶，尤其是要特殊处理断柱连接工作，然后对混凝土进行浇筑。

关键词：简支梁桥；桥墩；切割；整体顶升

在经济不断发展与进步的过程当中我国桥梁整体施工技术也在原有基础上取得较为明显的成就，但是在实际应用中还是存在一定的缺陷与不足，因此我们必须使用先进的施工技术与工艺。在弥补传统施工工艺方面简直桥梁整体同步顶升施工技术所起到的作用不可替代，这要求相关部门以及工作人员必须提高对该项技术的重视程度，并在实际施工中结合工程需求科学使用该项技术，从根本上促使桥梁整体施工质量得以保障。

一、工程概述

某下行匝道桥为4×25m简支预应力混凝土空心板梁桥，采用独圆柱桥墩、预应力混凝土盖梁。该桥单跨结构由5榀空心板梁通过横向铰缝连接，梁高105cm，宽度9.5m，重量约为500t。为了与新建的城市快速干道高架桥连接成网，需对该匝道桥4跨空心板结构进行整体反坡顶升改造。研究确定该桥采用断柱接高方法使1-5号桥墩分别达到改造设计高程。单幅4跨顶升面积为950m2，最大顶升高度2.5m。

断柱顶升接高可以说是一种全新施工方法，主要是在桥梁适应性改造中进行使用。这不仅会切割桥梁墩柱，同时也会促使盖梁以及上部结构整体顶升实现对设计标高需求的满足，然后对切断的上下两个部分进行连续的补偿工作，最终促使桥梁标高得以顺利实现。经济高效、便于操作是该项技术的明显优势与特征，同时也不会对周边的环境与交通造成较大影响。在提升桥梁结构功能性以及环保性方面起着相当重要的作用。

二、施工关键技术

1.顶升系统安装

（1）支撑体系

采用锚固于承台基础上的φ609mm×16mm钢管与型钢组成顶升托架体系。通过转换接头安装专用垫块作为顶升临时支撑，临时支撑长度与千斤顶的行程相匹配。托架及临时支撑间通过法兰接高。每个盖梁下的各托架之间通过联系杆件连接在一起形成格构柱，以增加整体稳定性。在千斤顶与梁体底面间设置型钢分配梁，实现各千斤顶对梁体均衡施力。

（2）顶升及随动装置

根据顶升桥梁结构几何尺寸和重量，单墩位处顶升设备采用4台200t千斤顶，其布设位置充分考虑后续墩柱续接时模板安装的施工空间，并尽量保证竖直，以减小顶升过程中产生的水平分力。型钢分配梁与桥梁底面间用楔形钢板垫实，保证顶升力均衡可靠传递。每个千斤顶外侧配置1台随动保护装置，以防止因突然停电或千斤顶失效而导致事故发生。

2.切割桥墩

安装调试好顶升系统后，对千斤顶施加梁体重量85%的预顶力，采用新型绳锯实现对立柱的无震动直线切割，通过导轮控制方向和切割速度，利用金刚石串珠绳高速摩擦墩身混凝土实现墩柱切割，切割过程采用喷水冷却，降低粉尘和噪音污染。

3.顶升施工

（1）顶升结构称重

对单幅桥梁采用整体同步顶升、分步到位的方式施工，首先将简支梁的连续缝和伸缩缝解除并完成桥墩切割，通过调整千斤顶油压，使同组千斤顶的顶升力基本一致，然后缓慢将梁体顶升5～10mm，通过实测顶升力对梁体进行称重，确定各点的顶点反力。

（2）顶升

为检验顶升系统的工作状态，在正式顶升之前对拟顶墩位处各组千斤顶进行试顶，顶升高度10mm。待整个系统稳定并达到设计要求后进行正式顶升，千斤顶最大行程为140mm，顶升标准行程为100mm，最大顶升速度10mm/min。每个循环逐跨依次顶升10cm，直到各跨桥墩顶升至设计高程。

（3）PLC同步顶升控制在每个顶升墩柱沿线路方向两侧对称布置4台千斤顶（编为1组），根据采集到的顶升力及位移数据，由主控室PLC同步顶升控制系统实现整个顶升过程各组千斤顶的同步作业。

4.墩柱混凝土续接面处理

（1）锥形核心混凝土施工

对断柱续接断面进行特殊处理，上部墩柱主筋内侧范围芯部混凝土凿成倒锥形凸台，下部断柱主筋内侧范围芯部凿成倒锥形凹槽，表面均按凿毛要求处理。该构造大幅增加了新旧混凝土之间的粘结面积，提高了粘结力；同时倒锥形核心混凝土和凹槽特殊构造，增加了新旧混凝土的相互嵌入性能，有利于续接段墩柱的受力。

（2）续接断面植筋

墩柱主筋续接及植筋补强施工：按照设计和规范要求连接上下两部分断柱主筋，并对续接段进行植筋补强处理，绑扎续接段墩柱螺旋箍筋。

5.模板安装

根据墩柱结构尺寸和续接段高度设计并制作模板，下缘紧套原来墩柱高度不小于30cm，上缘紧套原来墩柱高度不小于10cm，上缘设有混凝土浇注孔和浮浆溢出孔，混凝土浇注管与浇注孔处采用法兰螺栓加橡胶垫密封连接，浮浆溢出孔处设有扦插式插板，使混凝土顶面浮浆能够充分溢出，有效提高了新旧混凝土接触面处的强度。

6.续接段混凝土浇筑施工

（1）混凝土浇筑

通过混凝土灌注孔将混凝土浇筑入模板内，振动棒由浮浆溢出孔插入进行逐层振捣，当浇筑到顶部倒锥形芯部混凝土段时，应加强振捣，让混凝土浮浆从溢出孔充分溢出直至溢出均匀的混凝土为止。拆除振动设备，扦插插板封闭浮浆溢出孔。

（2）混凝土养护及临时设施拆除

混凝土浇筑管拆除工作需要在混凝土初凝后进行。管中的注水需要在这一过程中进行彻底排除，同时修饰局部混凝土表面。促使混凝土强度达到相关标准与要求后再进行拆模工作，后续的阶段墩柱模板也必须严格遵守相关标准与要求进行施工，尤其要提高对混凝土养生工作的重视程度。后续阶段混凝土强度满足施工需求后可自上而下的进行拆除工作，顶升装置以及支撑装置也是在这一过程中被逐步拆除。

结语：

该桥实际进行改造施工的过程当中主要借助断柱同步顶升不平衡高差控制系统以及方法，最终促使顶升过程平稳同步以及自动纠偏的目标得以顺利实现。在研制缓冲导向装置的过程当中主动纠偏以及有效降低墩身表面混凝土损伤的目的可逐步实现。这不仅是提升连续墩身混凝土年粘结性能的手段之一，同时也是借助混凝土浇铸保压施工的方法促使新老混凝土界面部分混凝土的密实性得以保障，在施工完成后也取得了较为良好的施工效果。

参考文献：

[1]叶晨.桥梁整体顶升施工技术的应用研究[J].工程技术：引文版，2016（40）：00167-00167.

[2]何小宝.桥梁整体顶升施工技术的应用研究[J].门窗，2016（7）：187-187.