桥梁整体顶升更换桥梁支座施工技术分析

陈光谋

（河北中交远洲工程试验检测有限公司，河北 石家庄 050035）

0 引言

桥梁工程建设过程中，支座属于桥梁支护结构的重要组成部分之一，其主要承担桥梁上部结构本身重量，以及因行车作用向下部结构传递的荷载。因此，在桥梁长期通车运营的过程中，桥梁支座结构会逐渐出现断裂、老化、变形等问题，如不能及时修复，必将影响桥梁的使用安全。针对此情况，施工单位可选择将梁体顶升，然后更换支座结构，这既可以保证桥梁的使用安全，又可以节省施工成本。

1 工程概况

某高速公路工程设计全长为21.36km，工程路线中包含大桥一座，该桥梁长度为326.5m，梁体采用预应力连续箱梁结构，梁体下方利用橡胶支座进行支撑，工程整体于2011年底建成并投入施工。现阶段桥梁橡胶支座发生明显老化、变形、脱空等问题，如继续使用极易发生桥梁塌陷问题。因此，为保证该桥梁工程的使用安全，经研究决定采取桥梁整体顶升的方式更换桥梁支座。

2 桥梁整体顶升更换桥梁支座施工

2.1 施工准备工作

2.1.1 施工人员组织

桥梁整体顶升施工前，首先要组织施工队伍，对参加施工的管理人员和操作人员进行分工分责，并开展技术交底工作。在桥梁顶升施工中，技术交底采用书面交底的形式，交底内容包括各个施工人员的岗位职责、工程的组织结构、施工流程以及施工中常用的专业术语、施工禁止项目等。桥梁顶升施工需同步进行，每位操作人员需配备对讲机及时沟通实际情况。此外，对施工人员开展安全教育培训，同时确保各施工人员掌握安全事故应急措施。

2.1.2 施工平台搭设

（1）本工程施工平台的搭设主要采用钢管支架作为支撑，搭设支架前先检查地基的稳定性，如地基承载力低于110MPa应先加固地基再进行搭设，如承载力检测合格则在地基上方设置垫木后搭设支架立柱，支架整体搭设中可采用双排架与支柱绑扎至一起，以提升支架整体的稳定性[1]。

（2）支架结构搭设完成后，其作业平台顶部位置可利用木板铺设，木板铺设的宽度应满足施工作业的要求，铺设完成后采用铁丝固定，并在平台周围安装安全护栏。待支架整体施工完成后，利用堆载重物的方式对支架进行预压，以消除支架的非弹性变形，同时检测支架的承载力及稳定性是否满足施工要求，此外，支架经预压后作业平台顶面与箱梁底部的距离宜控制在1.8～2.0m。

2.1.3 施工机械安装

（1）本工程桥梁顶起施工采用的机械设备包括千斤顶、油泵以及同步顶升系统，其中根据工程实际情况千斤顶采用100t的薄型板式千斤顶，机械的重量约为10kg，厚度为7.5cm，行程为2cm，在施工时每个桥墩设置有10台千斤顶；采用的同步顶升系统为西门子32点同步顶升系统，该系统主要是利用控制器、位移传感器、油缸控制器、液压泵、液压缸、接线盒等系统元件组成，并通过电脑界面实现系统的控制，具有操作简单、精度高的特点。

（2）千斤顶安装前施工人员先检测并调试其性能，检查千斤顶外表及其密封情况是否良好，明确千斤顶的油液品种及油量是否符合要求，并调整千斤顶提供顶升力时的速率，将其误差控制在1mm以内。经检查调试合格后，由人工将千斤顶安装至指定位置，并使千斤顶与垫块保持密贴，待千斤顶就位后在其上方安装高度测量尺，用于控制顶升量，同时将千斤顶设备与油泵相连接，以便于提供动力。待全部安装完成且各线路检查无渗漏问题后，将油泵装满，同时在千斤顶施工时安排人员负责监测油泵箱体内的余量，保持油泵内的储油量在油箱总容积的1/3以上[2]。

2.2 施工工艺

2.2.1 试顶梁施工

当上述准备工作全部完成后，组织施工人员准备顶梁施工，正式顶梁前先进行试顶作业，试顶的高度为9cm，达到试顶高度后持荷观察5min后再卸载。在整个试顶阶段、持荷阶段以及卸载后，施工单位应认真检查千斤顶设备以及控制系统的具体情况，如试顶过程中千斤顶设备的油路是否存在漏油问题、千斤顶设备是否存在异常现象、控制系统中供电线路磨损是否正常；卸载后千斤顶上下钢板是否存在变形问题、千斤顶放置位置是否存在异常，若在观测过程中发现异常问题，施工人员应仔细分析产生原因，并采取针对性措施，待试顶结束后立即组织技术会议，明确正式顶梁中的相关技术要点及注意事项。

2.2.2 顶梁施工

（1）桥梁试顶结束后经专业人员负责指挥开启千斤顶，并同步将梁体缓慢顶起，在顶梁施工时各墩台的施工人员利用准备好的对讲机进行沟通，以确保各个顶起位置的同步上升。顶梁初步阶段以每顶起3mm为一级，待顶进至每级高度后均要检查一次各个顶起位置的状况，如经检查状况良好，则加垫槽钢凳子及钢板后继续进行下一级顶升作业，直至顶升至设计高度。整个顶梁过程中施工单位应做好数据的测量、记录工作。

（2）本工程顶梁施工过程中，依据设计图纸的要求，相邻墩台之间梁体的顶升高度差需控制在5mm以内，但实际顶升时相邻墩台梁体的顶升高度差应控制在3mm以内，如发现其高度差超出3mm，施工人员应立即停止顶进施工，并调整高度差满足要求后再恢复梁体顶升作业，待梁体顶升的高度满足设计要求的梁体原上钢板及制作的脱空、取出要求后，停止顶升施工，并利用临时支撑装置将其固定。

2.2.3 旧支座更换

（1）梁体在临时支撑上固定后，施工人员可以对旧支座进行更换。先利用工具将破损、变形的旧支座取出，整个取出过程保持轻拿轻放的原则，严禁与临时支撑及千斤顶设备相互碰撞，以避免发生较大的振动，造成桥梁结构失稳；支座取出时要尽量保留原支座下方垫石的完整程度及承载能力，如对垫石结构造成破坏，则施工人员应利用高强聚合物砂浆对垫石进行修补，以确保垫石的承载力[3]。

（2）原支座结构取出后安排人员检测支座位置的情况，其中针对需要调节垫石高度的位置，施工人员应根据新支座结构的尺寸，详细计算垫石的调整高度，然后增加其厚度值要求值；针对原支座位置存在的抗震锚栓问题，施工人员可利用冷切割的方式进行处理；针对梁体与混墩台凝土表面的锚拴头问题，可将其打磨平整。在所有问题处理过程中要减少对混凝土表面的破坏情况，待问题处理完成后对混凝土表面进行找平。

（3）混凝土找平施工时要检查其表面是否存在病害问题，并对存在病害问题的位置采取有效的方法进行修补，其中针对混凝土表面的坑槽现象，修补时先将局部凿出3～5cm的宽度，再利用掺加8%膨胀剂的混凝土填充并碾压密实；针对混凝土表面的麻面及裂缝现象，修补时直接采用1∶2的水泥砂浆抹面处理，待混凝土表面找平处理后，采用洒水养护的方式养护7d以上，待混凝土表面无裂缝、保持平整后安装新支座。

2.2.4 新支座安装

本工程新支座安装时先检查支座垫石的高程是否满足设计要求，经检验合格后结合设计要求的位置将支座安装于垫石上方，并与垫石上预留的钢筋相互连接，以确保支座结构的稳定性，同时在工程整体支座的更换过程中，其更换时间宜保持紧凑，以便于临时支撑充分发挥支撑力。待新支座安装就位后，安排人员检测支座上下钢板之间的平整度，如存在平整度误差，则可拆卸钢板进行找平，待支座保持平整后利用钢板密封支座上部和下部，并将钢板与支座之间的空隙利用环氧树脂填充密实[4]。

2.2.5 落梁施工

（1）新支座安装就位后开始落梁施工，在落梁前先将设置的临时支撑拆除，再进行千斤顶回油。落梁采用分级回落的方式，每级回落的高度宜控制为3mm，每级梁体回落时各千斤顶保持同步回油，且采用顶升力和位移双向控制，同时落梁过程中相邻支座的高度差不得超过3mm，每级回落过程中及结束后均要及时检查机械的状态，以及相邻支座的高度差，如发现异常问题立即停止落梁施工，待解决后再继续落梁作业。

（2）梁体下落前施工单位应对同一桥墩的净空距离进行测量（净空距离时指垫石表面至箱梁底部的距离），并将其与理论值进行对比，待落梁施工结束后再测量梁底的标高，如回落后梁低标高与顶升前标高保持一致，且净空距离与理论值一致，则完成本次支座更换施工，如经对比得知参数相差较大，则施工单位需及时分析其原因并进行返工处理。

2.3 施工注意事项

2.3.1 注意拆除约束构造

桥梁梁体顶升施工前，如未拆除桥梁上部结构的约束构造，则千斤顶安装时难以精确就位，从而无法保证梁体正常顶升作业。因此，本工程施工前施工单位应注意对桥梁上部结构约束构造的拆除工作，在构造拆除时先解除梁体伸缩缝之间的连接构件，然后将梁体上方的防撞护栏及扶手拆除，最后将梁体横向连接构造如钢板、钢筋等进行切除。施工单位在拆除构造约束后，还应对梁体采取限位措施，针对梁体的纵向限位，施工单位可利用与伸缩缝宽度一致的磨光钢板进行填充，以减少梁体纵向的摩擦力。针对梁体的横向纤维，施工单位可在其两侧设置侧向支撑，为梁体提供足够的侧向支撑力，以避免顶升中梁体侧向倾斜[5]。

2.3.2 注意桥面处理

本工程桥梁梁体向上顶升的过程中，由于顶升高度较大，若施工人员操作不当极易导致梁体桥面出现开裂问题，从而影响桥梁后续的使用安全。为有效地解决此问题，施工单位在桥梁支座更换结束后，应安排人员对梁体桥面开展全方位的检测，如经检测发现存在桥面开裂的问题，则施工单位应根据开裂的程度针对性处理，如开裂程度较浅，为避免损伤桥面下层结构，施工单位可利用同配比的水泥砂浆将裂缝位置填充密实；如桥面开裂程度较大，施工单位应划定需要处理的区域，利用切割机将开裂位置切割、凿除，然后再重新对钢筋结构进行焊接，最后再利用混凝土浇筑、养护。

2.3.3 注意施工监测

桥梁顶升更换支座施工技术对施工人员的要求较高，一旦出现施工失误或机械参数设置不合理，就会导致事故发生，轻则影响梁体性能及施工进度，重则造成严重的安全事故。因此，在本工程桥梁顶起更换支座施工过程中，施工单位要做好施工监测工作。首先应对千斤顶设备的位移、压力传感器等参数全程检测，以确保千斤顶各项参数满足施工要求；其次应对施工中梁体的变化情况进行监测，如发现存在梁体开裂、倾斜的迹象，必须及时停止施工，以确保施工安全及质量。此外，还需对施工中操作人员及关键工序进行监测，以减少施工失误的发生，保证其施工质量[6]。

2.3.4 注意施工安全

本工程施工过程复杂，且全程在高空中完成施工，其整个施工过程面临的安全风险较大，为确保施工人员及施工过程的安全，施工单位应注意做好施工中的安全管理。针对安全管理可分为以下3点：

（1）施工单位应制定详细的安全管理措施及应急预案，一旦发生安全事故可以及时采取措施，以避免造成严重损失；

（2）施工单位可安排专职的安全管理人员，对整个工程中的安全问题进行检查、整改，以降低安全事故发生的概率；

（3）施工单位应加强对施工人员的安全教育工作，从人员自身提高安全意识，以避免发生安全事故。

3 结语

在桥梁工程中，支座的使用寿命普遍低于桥梁主体结构的使用年限，可能导致桥梁运营过程中因支座病害问题而影响桥梁的使用安全，而采用桥梁整体顶升更换支座施工技术，可以有效地对受损支座进行更换。因此，为确保该技术的施工质量，施工单位在施工过程中应做好人员、平台、机械的准备工作，然后结合施工顺序更换支座，以确保桥梁支架结构的使用性能，保障桥梁工程的安全运营。