顶升技术在斜拉桥改造中的应用

肖 华

（上海沪嘉交通安全设施工程有限公司，上海 201802）

1 工程概况

某桥是一座特大型桥梁，主桥采用两跨变截面部分斜拉桥，单幅、单塔，跨径为101m+101m，全长202m，桥梁总宽33m。因航道升级改造，现状通航净宽38m需调整为60m，净高5m需调整为7m，因此抬高老桥标高进行顶升改造。此次整体顶升高度为1.87m。主墩顶升重量约1.7万t，主桥整体顶升重量约2.2万t。

2 方案概述

2.1 总体方案

主墩为塔梁墩固结体系，采用型钢混凝土抬梁-抱柱梁托换技术，利用原承台或原墩柱作为下部支承点，在支承点上安装大吨位主动液压千斤顶与保护千斤顶，并利用控制系统整体顶升至设计标高，然后墩柱接高、加粗等。

过渡墩采用承台—钢支撑—箱梁的传力体系进行顶升。在原承台上植筋锚固钢支撑体系，在钢支撑与箱梁底之间安装主动千斤顶，并在原支座位置通过切割安装保护千斤顶，通过PLC电脑同步控制进行顶升到位，然后墩柱接高等。

2.2 工程难点、特点

（1）主墩顶升重量巨大，达1.7万t，需采用大吨位顶升千斤顶且投入数量多；主桥为斜拉桥，需要更好地同步控制对上部的内力影响，引桥同步顶升选用的控制点较多，如何有效同步控制是一个难点。

（2）该桥为塔梁墩固结体系，如何安全托换至抬梁上，是工程的重中之重；如何保证墩身钻孔位置的准确性是难点；预制抬梁体量较大，如何运输至主墩施工平台上是难点；安装抬梁的预留孔尺寸有限，如何快速、准确安装抬梁是难点。

（3）承台处于常水位下，加上主墩承台施工操作空间有限，施工围堰及新增平台是该工程的一个难点。

（4）如何合理选择支撑布置是一个难点。主墩安装顶升设备的空间有限，如何安装、拆除顶升设备是一个难点。

（5）在顶升时若整个液压系统出现意外因素时，仍能保证结构绝对安全是该工程的难点之一。

（6）顶升高度较高，临时垫块和顶升循环多，对整体稳定性提出了更高的要求。

（7）顶升过程中，桥梁可能出现平动和转动，必须采取措施避免产生偏移，如何更有效选用限位措施是难点。

（8）顶升规模大，如何使顶升时对交通、社会的影响达到最小是难点。

3 施工主要步骤

（1）围堰及水上平台搭设；（2）主墩空心部分抬梁钻孔、运输、安装及空隙间压浆；（3）主墩空心部分灌浆；（4）主墩索塔位置抬梁钻孔、运输、安装及空隙间压浆；（5）主墩抱柱梁（抬梁间系梁）及限位柱浇筑；（6）主墩主动及保护千斤顶安装；（7）过渡墩主动千斤顶、保护千斤顶安装；（8）调试、保压，切割；（9）顶升19个行程至设计标高。接下来，墩柱接高、加粗等。现场施工照片如图1所示。

图1 现场施工照片

4 主桥顶升成果分析

整个顶升高度1.87m，历时8d。

（1）桥面标高。每断面布置4个测量点，布置在靠近防撞墙两侧，约每3行程测量1次。分析整个行程数据可知：①顶升高度与立柱划线测量结果基本吻合，桥面标高数据比桥墩普遍高2～4mm，分析可能是桥面测量误差，也可能和温度变化有关。②桥面数据比较均匀，梁体四个角点高差均在2mm左右，梁体顶升同步性满足设计要求。

（2）顶升高度偏差。现场每1行程测量1次，并汇总做好记录。分析整个行程数据可知：①顶升过程中，各墩间顶升高度平均值最大高差为5mm，满足设计精度要求。②最终顶升高度，南过渡墩为1874mm，主墩为1872mm，北过渡墩为1871mm。③顶升到位后，各墩间最大顶升高差为3mm，同一桥墩左右立柱最大顶升高度差值为5mm，主桥各墩竖向顶升高差均满足设计精度要求。主桥顶升实测高度数据如表1所示。

表1 主桥顶升实测高度数据（以19行程为例） 单位：mm

表2 主桥顶升实测偏位数据（以19行程为例）单位：mm

（3）应变测量。顶升前箱梁上埋设应力应变计。每8行程测量1次。在主墩切割及顶升过程中，应变监测结果显示箱梁内部及主墩墩身应变变化较小，应变值最大为2.36微应变，换算成应力为0.08MPa，箱梁应力变化较小。

（4）偏位测量。顶升前在墩身上设置好监测点，并通过在桥面上做好测量点复核。每1行程测量1次。主桥顶升实测偏位数据如表2所示。分析整个行程数据可知：桥面纵横向偏位与墩身偏位结果基本吻合。横桥向偏位：南过渡墩向西偏7mm，主墩向西偏位3mm，北过渡墩向西偏位1mm。修正温度引起的梁长伸缩影响后，纵桥向偏位：南墩向北偏7mm，主墩向北偏9mm，北墩向北偏7mm。横向、纵向偏位满足设计精度要求。

（5）主塔偏移测量。主塔顶升实测偏位数据如本刊99页表3所示。分析整个行程数据可知：顶升到位后，主塔塔顶向北偏位4mm，向东偏位7mm。

（6）经济效益。加固方案经济效益比较如本刊99页表4所示。从表4可以看出，若拆除重建需资金约1.5亿，而采用整体顶升的方法总造价约5800万，可以节约投资约9200万，有较好的经济效益。

5 结束语

桥梁顶升施工充分地保证了桥梁在顶升过程中的整体受力，对现有梁体损坏较小，较大程度上延长了桥梁服务寿命；加上相对于拆除重建新桥方式更经济、快速、安全可靠，对航道和公路运输影响小，对环境的污染少。文章以某斜拉桥为例，该工程的成功顶升为桥梁后续阶段的改造提供了宝贵经验，有助于同等条件下桥梁的顶升，该工程的成功顶升极大推动了桥梁顶升事业迈上一个新台阶。

表3 主塔顶升实测偏位数据（以19行程为例）

表4 加固方案比较