桥梁加固改造中的整体顶升施工分析

王 皓

（1.中设设计集团股份有限公司，江苏 南京 210000；2.江苏华通工程检测有限公司，江苏 南京 210000）

顶升法是当代桥梁维修加固的重要方法。因为旧桥出现部分老化、破损或受原设计标准限制，而如今的交通车量的持续增加又加重了公路桥梁的负荷，以至于部分桥粱早就无法满足现代交通运输需求，进而使得桥梁结构的安全性、适应性和耐久性降低，甚至出现桥毁人亡事故，影响民众的出行安全，因此迫切需要对危桥进行加固改造。相关建设人员需要在不断学习和交流中，完善和改进整体顶升施工的操作流程，增强桥梁结构的坚固稳定性，提高桥梁建设的质量，为我国的桥梁维修与加固事业贡献一份力量。

1 桥梁顶升技术的原理和应用范围

1.1 基本原理

顶升装置主要由千斤顶装置、顶升限位装置、顶升支撑装置、顶升监督装置构成，桥梁顶升技术是指通过这些装置，在不更改原桥梁形态的基础上，把桥梁更加平稳地顶起升高到需要的高度上的新型的桥梁纠偏技术。

1.2 技术优势

顶升技术存在大量的优点，这也是其能够在桥梁加固改造期间频繁使用的关键因素。首先，桥梁顶升技术能够对原桥梁结构提供更好的保护作用；其次，该技术还能快速修复桥梁中的不足，并让其可以尽快投入使用；最后，与搭设脚手架对比，顶升技术无需征地拆迁或者占据大范围的施工场地。另外，在加固桥梁时实施桥梁顶升技术，施工费用更低，能够在支出较少的情况下达到对原桥梁的加固改造目的，还能呈现出优质的效果。

1.3 应用范围

桥梁顶升技术在当代桥梁加固改造中表现出便捷性与稳定性的特点，使其能够在桥梁改造施工中普遍使用。首先，适用于支座出现缺陷的桥梁中，以确保结构的安全和正常运行；其次，适用于在混凝土路面维修中为了减少桥梁的静荷载而不加铺沥青混凝土铺装层的情况；最后，要想确保桥下净空与行车安全也需要进行桥梁抬升。通过对桥梁的同步整体顶升，解决了支座缺陷、路面维修加铺以及桥下净空等实际存在的问题，充分利用了原桥梁而未破坏其结构，并从实际出发合理地延长了桥梁的使用寿命，提高了社会效益。

2 桥梁加固改造时不同工况分析

在对桥梁进行加固改造时，会遇到许多的施工状况，而各种类型的工况需要通过相应的方式来进行控制。一是预顶工况，其指的是在开展顶升工作之前的一项预顶模拟的程序，利用对整个流程的模拟，预先察觉到顶升期间也许会出现的各类状况，可以先发现先处理，在预顶流程结束后，再实施顶升操作，防止由于各类问题的产生而使得顶升工作无法完成。二是载重变化工况，主要是为了测试灌注桩的载重能力，特别是规模较大、耗时较长的大中型桥梁，一旦建成，需要承载的重力会不断发生变化，这与过往的车辆数以及附近的交通等直接相关，如果在原有基础上增重的话，将很难满足持续性要求，因此需要对载重进行测试。在前两种工况都结束后，需要根据以往制订的顶升方案来对桥梁实施顶升操作，并且对桥梁进行长时间的加固，防止出现顶升操作完成，桥梁却不稳定的情况。还应该针对各种状况切合实际地使用桥梁加固改造方式、优质材料与新型设备，这样不但能够改进桥梁的应用功能，还可以使其更好地实现现代公路交通运输的需求。

3 桥梁加固改造中整体顶升装置结构及控制阶段

3.1 整体顶升装置

顶升装置施工结构见图1。因为原桥板的底部并非十分平整，没有在同一水平面上，要是直接运用型钢就会使得某块板的部分遭受压力而造成混凝土被破坏，所以在支撑架顶部利用方木托梁，在木材的部分压缩变形下调整板底的距离，能够让桥面的各个板块均匀受力，进一步对整体顶升的实施提供帮助。

图1 顶升装置施工结构图

对于桥梁中的加固改造技术来说，整体顶升装置（见图2）能够直接决定顶升的施工质量，于是在该项施工的具体操作中，需要了解整体顶升装置的可靠性、压力、强度与荷载力的程度。要想确保能够实现顶升施工的计划目标，所采用的整体顶升装置需要结合实际情况进行选择，主要考虑以下因素：（1）必须保证装置能够可靠平稳运行，平稳性体现在装置在举升期间应该保持匀速运行，并且应该保证速度与稳定性，防止出现由于顶升的稳定性不够而损坏整个桥梁结构。（2）整体顶升装置的荷载也应该满足工程标准，让其可以给桥梁构建提供支撑力，防止在实施顶升期间出现塌陷情况，因而造成安全隐患。因此，整体顶升装置务必满足以上条件才可以最大化地发挥作用。

图2 整体顶升装置施工

3.2 力控制阶段

在整个顶升装置运行阶段，需要确保顶升的力量一致，并且应该统一运行速度与力量的递增。通过匀速的方式展开，也应该尽量防止其速度过快，或者顶升的力量增加不够平均使得整个桥梁的构件无法支撑。与操作的具体情况相结合，在顶升过程中的力量需要慢慢的增加，不仅需要根据各种施工阶段分别施力，还应该按照施工的举升程度增加相应的力量。通常是采取三个环节施加力量，每一个环节的力量都需要确保其均衡性，并且保证可以支撑住构件，进行持续稳定的举升，防止由于力量不够给整个桥梁施工带来不利的影响。因此，在举升环节中对力量进行控制十分关键，只有控制好力量，才能让整个桥梁的顶升施工质量有所保障。

3.3 位移控制阶段

将板荷载全部转移到千斤顶上之后，力控制阶段结束，接着进入位移控制阶段，在任何一次加力顶升环节中都需利用预设的位移计检测各点的顶升量，尽量让各个块板保持一致，从而防止产生顶升差距而开裂，各千斤顶顶升量差距控制在0.5mm以下。

桥梁加固工程施工过程中，顶升装置的运用不仅需要将桥梁构建上升到固定的高度，还是把桥梁构件进行位移的过程。为此，在位移期间应控制好顶升装置，保证顶升装置在荷载达到标准之后做出必要的位移，同时对位移的控制也要精确到mm，确保位移的速度以及数值可以满足实际要求，防止由于位移过大给整个顶升造成不利的影响。还需要科学地控制顶升的位移，在确保施工安全的前提下，有效控制位移的误差在合理的范围之内，避免因位移误差过大给整个桥梁加固施工带来不利的影响。因此，位移控制是举升施工过程当中应该重点控制的施工细节。

4 桥梁加固改造中整体顶升施工的注意事项

4.1 地基持力层要满足承载要求

为保证整体顶升的顺利实施，相关技术操作人员应该利用相反作用力的建设原理科学地确保桥梁整体支架结构能够承载桥面所承受的压力和重力，运用安全可靠的建设手段完成桥梁的加固与维修工作，使得桥梁在后续使用过程外观相对完整。结合桥梁加固改造施工的实际情况，在整体顶升施工过程中，对地基的持力层要求较高，如果地基的持力层没有达到承载要求，那么在整体顶升施工过程当中非常容易出现垮塌事故，不利于整个桥梁的改造。因此，企业需要通过承载力实验对实际的地基持力层的承载力进行检测，如果满足条件，就可以进行后续的施工，反之，就需要进行加固，直到满足承载力要求为止。

4.2 所用千斤顶吨位要高于设计吨位

千斤顶的安全系数符合标准的基础上，建筑施工人员应该选用吨位合适的千斤顶来施工建造，通常情况下，其吨位应该是顶升力的2～2.2倍，只有选择了恰当的千斤顶，才能够保证桥梁整体顶升施工的有效开展。考虑到桥梁加固改造过程中部分构件的实际重量要大于计划重量，那么在整体顶升施工时，就应参照图纸中的规定，合理扩大千斤顶吨位的余量，保证实际所用的千斤顶吨位高于设计吨位，并有足够的力量升起桥梁的构件。通过这些细节，使千斤顶的承载力达到标准，防止出现由于其举升力不够而造成桥梁构件垮塌的现象，同时也能够提高整体举升装置的承载力，改善整体举升装置的承载问题。

4.3 加强顶升过程中的统一性与协调性

顶升过程中的统一性与协调性十分关键，应派专人监控桥面以及桥板结构的运行状态，一旦出现异常情况就对其及时进行调控，防止出现某个部位举升过快或者过慢的现象，避免整个桥面出现断裂性损伤。同时，建设施工的相关人员应该具有一致的建设技术知识水平，对桥梁顶升技术的相关操作方法相对统一。另外，施工人员应该按照顺序进行每一个顶升环节，并利用厚度适宜的钢垫板放在紧挨着桥梁支座的位置，根据指挥者的统一安排把千斤顶操作至无顶升的状态，最后利用钢垫板将千斤顶降至桥梁底部，逐渐完成顶升，反复循环此过程，就可以确保桥梁顶升达到理想的设计状态。在实际施工过程中，应指派专人监控并进行人员协调，保证顶升过程能够到位。

5 结束语

综上所述，在桥梁加固改造施工过程中，整体顶升存在一定的困难。在具体的实施环节中，既要保证整体顶升装置符合实际要求，又要注重施工技术采用的合理性，还要关注每一个操作细节的管理，包括顶升装置基层的承载力、顶升装置所采用的千斤顶吨位以及顶升过程中的现场监控。只有做好这几个方面的工作，才能够保证桥梁加固改造整体顶升施工取得积极效果。