桥梁顶升接高技术研究

徐光铭，刘方洲，郭春辉

(1.山东高速交通建设集团股份有限公司，山东 济南 250000；2.山东高速集团有限公司，山东 济南 250000)

1 工程概况

荣乌高速丹河中桥原设计桥梁跨径为3 m×16 m钢筋混凝土空心板桥，梁高0.8 m，桥面全宽13.25 m。丹河现状河床断面宽度为20.0 m，桥梁建成于2008年，2018年、2019年，潍坊市丹河青州段相继发生较大规模水灾，对沿河地方造成较大经济损失，潍坊市对丹河进行了新的防洪和河道治理规划，原有桥梁无法满足新的河道治理规划，需要对桥梁进行改造，将丹河防洪标准提高，改为50年一遇标准。将原有3 m×16 m中桥改造为21 m×16 m大桥，原有桥梁上部结构进行顶升，从墩柱处进行切断接高，根据设计要求不同位置处顶升高度不同，各墩台所需顶升高度见表1。

表1 各墩台顶升高度表

2 工程重难点分析

(1)梁顶升高度大，且顶升高度不同，不可预测因素较多；(2)墩柱、盖梁均属于桥梁受力的关键构件，施工难度较大且工期长，对施工技术水平要求较高，风险较大；(3)桥梁顶升将原桥纵坡调整为-1.227%(东高西低)，变化幅度较大，控制桥梁顶升时的纵向位移难度加大。

3 顶升施工关键技术

3.1 盖梁底补平

盖梁底补平在每一个盖梁两侧端头位置，平面尺寸设置为1 m×1.5 m，垫块为一个立体三角形，补平后确保各梁底垫块底标高与盖梁底部标高在同一水平线上。在梁底斜面位置凿毛，钻出Φ18的孔洞，深度不小于15 cm，灌入高强植筋胶，插入Φ16带肋钢筋，确保植筋效果良好；利用预埋钢筋与千斤顶吊架钢板进行焊接，确保千斤顶与预埋筋连接牢靠。

3.2 抱柱梁施工

混凝土的凿毛要求凿除混凝土表面的浮浆，见到粗骨料为止，混凝土表面可采用风镐机凿毛和人工凿毛，在无法使用风镐机的部位采用人工凿毛。凿毛应使露出新鲜混凝土面积不低于75%。凿除混凝土表面的水泥砂浆和松软层，清除混凝土凿毛面的杂物，用水清洗干净混凝土表面，充分湿润，但不得有积水。

3.3 千斤顶选用及安装

为便于施工操作，千斤顶均按采用倒装模式，即把千斤顶焊接在预埋件或钢横梁上，千斤顶顶升方向向下，但要采取措施保证千斤顶顶升轴线垂直。以免因千斤顶安装倾斜而产生水平分力，加大梁体在纵、横向的分力，使梁体受力状态增加不稳定性，因此，要采取合理的措施，尽量减少桥梁顶升过程中的不利影响，保证结构不受损坏。

3.4 预顶升及墩柱切割

对将要顶升的部位进行预顶升保压，保压至千斤顶量程的70%。保压操作顺序检查所有电缆和液压油管是否按图纸要求连接。确认无误后，通电，给每台千斤顶做3次充压。

待预加压完成后，对墩柱进行切割。切割是把桥梁上部的荷载从墩柱传递至顶升液压千斤顶上，是一个非常重要的力系转化过程。

3.5 正式顶升

根据现场具体情况，确定本次顶升工作采用的千斤顶最大顶升进程为140 mm，为保证顶升工作得可靠性，确定每一标准行程为最大值的70%左右，即100 mm，为保证顶升过程中梁体的稳定性，应控制最大顶升速顶升速度在3～4 mm/min。

本项目采用PLC多点顶升系统，通过本系统可以实时监测各个千斤顶的压力及顶升进度情况，便于整体掌握整个顶升系统各部件的实时状态，确保梁体在顶升过程中不被损坏。顶升具体操作流程如下。

(1)在每处设计顶点位置底部安装两组千斤顶，采用倒装形式，利用锚固钢筋连接千斤顶与梁体，并根据千斤顶与钢支撑之间高差，在活塞底部垫置不同高度的钢支撑垫块；

(2)在该桥梁墩柱截断处设置多个拉线式位移传感器，用以实时监测桥梁结构的实际顶升高度；

(3)通过PLC多点顶升系统驱动其中的第一组千斤顶进行顶升桥梁结构一个行程，同时，在第二组千斤顶的下端增设相应高度的钢支撑垫块；

(4)通过控制台控制液压泵站驱动第二组千斤顶进行顶升桥梁结构一个行程，同时控制第一组千斤顶收缸，并在收缸后的第一组千斤顶的活塞下垫设相应高度的钢支撑垫块；

(5)重复操作流程(3)、(4)，以实现反复交替式顶升，直至将整个桥梁结构顶升到设计高程。

在操作过程中，垫设的钢支撑垫块要通过螺栓相互连接固定。

同时，为增加钢支撑结构的稳定性，相邻的钢支撑垫块之间还要通过连接杆件加固成钢格构形式。

3.6 墩柱及桥台接高

桥梁顶升就位后，人工利用风镐将墩柱切口上下25 cm混凝土凿出，使原墩柱钢筋完全暴露出来。连接钢筋型号采用与原墩柱钢筋相同的型号，采用双面焊接，搭接长度不小于20 cm，并保证焊接效果良好。

4 保障措施

4.1 纵横向限位

在顶升过程中，梁体受到多种外界因素的影响，必然会产生纵向或横向的偏移，为保障梁体安全，不因过大偏移而使梁体失稳，需采取纵横向的限位措施。

4.2 检测监测系统

以顶升前梁体为基础状态，进行全面检测，评定其技术状况等级，尤其做好关键截面处裂缝的调查工作，做好标记；顶升过程中，利用位移传感器及应变传感器观测关键截面处位移及应变的变化趋势，及时修正顶升参数，指导施工作业，并设置预警值，防止安全事故发生；顶升到位后，对桥梁结构最终状态进行评定，结果显示：梁体关键截面裂缝长度发展不大，宽度没有超过限值，梁体标高满足设计要求，桥梁整体受力状态良好，具体检测结果见表2。

表2 顶升前后检测结果对比

5 结束语

以潍坊丹河桥顶升工程为例，详细介绍了在顶升过程中的关键技术及必须采取的保障措施，尤其是桥梁顶升过程中一套完整的检测监测系统的建立，为同类项目的施工提供了很好的参考价值。经测算，该项目采取顶升方法比拆除重建节省成本约85万左右，工期压缩约两个月，产生了很大的经济和社会效益。