多跨截柱整体顶升桥梁施工技术研究

2021-04-12曾飞冯莉娟

运输经理世界 2021年8期

曾飞、冯莉娟

（1.吉安市公路建设和养护中心井冈山分中心，江西井冈山343600；2.井冈山市交通运输局，江西井冈山343600）

1 工程概况

某桥梁在两侧进行扩建施工，对于该桥梁的引桥进行顶升作业施工，引桥的旧桥与新建设的部分需要同时顶升利用，也就是对于新建T梁结构的工字梁部分实现顶升利用。该施工方式一般可以通过垫石加高或者立柱接长的方式实现，顶升高度在35cm以下时，采取垫石加高方式；超过35cm，则采取立柱接长的方式。本文主要是针对截柱顶升方式展开分析。

2 技术特点

多跨截柱整体顶升技术特点：

其一，钢抱箍结构非常简单，受力均匀、明确，运输安装方便。

其二，顶升设备足够先进。控制系统选择的是进口PLC的同步顶升系统，在顶升控制环节中采取电脑编程对千斤顶以及顶升高度控制，显示数据结果，方便监控作业过程，能够自动化控制误差。

其三，方法操作性非常强，能够实现多次复制，简单易学，可以大大提升技术效果，强化施工进度。

3 顶升施工工艺

3.1 施工准备工作

3.1.1 水中施工平台搭设

根据工程设计方案的要求，在现场设置顶升承重桥台脚手架与梁体观测架，除了要分析上部的人体活动荷载之外，还应该考虑到承受千斤顶的支垫钢板转移、临时支架转移、千斤顶油管重量等方面因素。进行受力条件计算分析时，通过设置承重桥台脚手架的方法，横纵间隔距离全部设定为0.5m。两个桥台都布置脚手架、安装跳板，通过铁丝进行固定处理，周边需要维护安全网，放置警示标志[1]。

3.1.2 桥面梁板与台背两侧清理掉伸缩缝

顶升工作前，进行伸缩缝切割处理。应用切割机开展工作，上部需要切割出两条缝，并且使切口面达到平直性要求。通过风镐开展凿除处理，利用人工钎子进行清理，确保端头、台身等结构未有任何垃圾，梁板端头与台背完全分离，且应用空压机、电吹风进行全面清除。同时对于台帽部位进行凿毛处理，并且将梁底、台帽顶部的杂质、松散结构清理干净，吹净处理，达到安装高度的标准，顶升到规定部位，需要及时修复台帽。

3.1.3 桥面标高和中线观测点布置

顶升工作开始前，进行每一片桥面与支座垫石的设置，检测确定标高与中线，保证各个部位的尺寸符合要求，不会发生梁体偏移的问题。做好现场施工技术符合单位的设计要求后，保证每一片梁体结构达到规定顶升[2]。

3.2 顶升千斤顶选用和安装

结合现场需要选择合适顶升的千斤顶，一般都会有液压锁装置，避免导致管道出现失压的问题，确保支撑效果符合要求。在顶部位置上安装螺旋部分，顶升到达规定部位上，直接拧紧螺帽，可以满足长期负荷运行要求。千斤顶安装环节，确保千斤顶轴线是垂直的，防止出现倾斜而产生水平分力影响结构性能。每个加力点部位需要严格控制，千斤顶或者垫块合理设置，保证和梁、台帽接触面积符合要求，必须经过计算设定，不会在使用中出现结构损坏的情况。通过帽（盖）梁作为反力基础结构，帽梁顶面经过找平处理后，需要把千斤顶安装到顶面，和边缘部位至少有10cm以上的距离，形成稳定的拖换体系，千斤顶和梁板下部设置钢垫板，进行找平处理，达到精度要求。

3.3 顶升系统、监测设备的调试安装

顶升系统在施工中，通过位移、顶升压力等方式进行系统控制，利用电子传感器采集各项数据信息，为现场指导施工提供基础。顶升工作前，需要通过单一或者统一方式进行系统调节与控制，保证系统运行效果合格，顶升施工符合标准。监测设备也是必不可少的，一般包含压力传感器、位移传感器、百分表等。位移传感器通常安装到千斤顶周边部位上的梁底，可以快速地反映出位移状况，利用百分表进行位移控制，及时做出偏移控制。压力传感器也是必不可少的部件，需要准确地测定具体的压力参数，一旦超出标准，立即纠正[3]。

3.4 试顶升

为了解顶升系统的工作条件和状况，在顶升工作前，需要试顶升，该阶段的顶升高度为5～10mm。预顶升的作用就是检查确定顶升系统是否能够满足顶升要求，确定是否达到安全性要求，防止顶升系统出现问题，比如油路接头漏油、油泵压力不足等，且要防止在现场出现非延性变形的问题。预顶升时，通过千斤顶升到设计荷载，有效地预防出现荷载过大而产生结构变形严重的情况，做好桥梁重量的监测，采取分级方式设置，保证各个顶升点加力达到完全相同，直到桥梁可以直接转移到千斤顶上。此外，在操作阶段中需要确保施工环节的梁体能够同步顶升，该过程持续荷载时间需要大于5min；卸载以后需要对系统的自动系统以及表观现象进行检查，若存在异常情况时，则需要探寻原因之后，方可进行下一步的顶升作业。

3.5 正式顶升

根据预设的荷载开展加载与顶升作业，在顶升环节，所有超薄千斤顶与PLC系统同时控制，并且需要配置高精度的钢垫块结构，防止千斤顶操作时存在不利的问题。顶升结束后，梁体坡度容易产生较大的变化，为了防止发生位移偏差的情况，需要安装限位结，主要是从纵、横的方向来进行。限位装置是三角形牛腿的结构形式，通过植筋的方式直接植入台身正面与挡块的结构。整个桥梁同时顶升到规定位置，且要做好千斤顶行程的控制，要分为多次顶升进行施工，每一次顶升的高速为15cm，并且需要在塞入钢垫板之后避免发生回落，然后再进行顶升，循环、反复多次顶升到规定位置，顶升速度不超过10mm/min。

3.6 同步实施监控

每一轮顶升工作结束后，计算机中直接显示出位移与千斤顶的压力，并根据需要整理相关数据。顶升的支架结构与承载性能进行检查，掌握梁板的变化状态，如果发现异常的情况，应该立即处理，然后才能进行下一步骤。顶升环节，需要做好各个力的监控，随时监测千斤顶承载力，在相同千斤顶的顶升力与理论参数值若在5%以内，应该立即停止顶升，并且分析形成原因，解决后才能继续顶升。

位移监控也极为重要，通过位移传感器进行，顶升时需要由专人通过百分表进行数据监控，保证两个桥台部位偏差控制在2mm内，一旦超出该数据，立即停止顶升。同时，对台顶竖向位移的情况进行实时监控，按照各个点位的具体变化参数做好千斤顶的优化调节，保证顶升效果提升。并且在操作阶段，合理利用系统的移动监测功能，对顶升位移的情况检查，保证顶升之间的误差值要＜2mm；针对桥面的高程监控，需要在桥台、桥跨的位置设置监测点采取全站仪进行高程测量，台顶相互竖向误差要控制在2mm范围以内，若大于该参数值需要马上停止作业。

3.7 临时支撑垫块的放置

每一次顶升作业后，需要立即塞入钢板与预制垫块的结构，保证临时支撑的效果合格。临时支撑面积需要计算确定局部荷载，同时还不能小于支座面积的1.2倍。临时支撑下部的安装环节，保证和台帽稳定的连接，上侧和梁体的紧密连接，避免发生回落的问题。临时支撑垫块选择使用钢筋混凝土预制垫块的方式，在两侧预留钢筋，保证和相邻部位连接形成整体结构。临时支撑设置时，做好新垫石结构宽度的控制，预留足够空间，保证位置精度合格。