桥梁支座更换同步顶升技术的应用

卢文华

（抚州市城市建设集团有限公司，江西抚州 344000）

0 引言

经过对目前我国桥梁使用情况展开分析发现，有一些桥梁出现支座老化、脱空、损坏等病害，有些桥梁因为交通通行量过大、超载数量过多而引起的基础沉降的问题，高程发生较大的位移变化，导致结构性能不合格，容易引发严重的安全事故。对于这些问题来说，一般会根据桥梁改扩建工程的需要进行支座更换，但是维修时间较长，施工成本也比较高，还会造成结构损坏加剧的情况。而桥梁同步顶升技术可以实现局部的同步位移顶升，及时更换复杂的支座结构，为桥梁支座更换提供更好的支持。随着现代科学技术的全面发展，桥梁同步顶升技术水平不断提升，施工技术更加科学、合理，安全性也在得到提升，使用范围不断扩大。

1 同步顶升技术工作原理

同步顶升技术主要是通过分流器将一个泵站内的流量分配给多个工作的油缸，每一个油缸按照控制信号进行顶升，通过调节千斤顶的顶推力和速度实现各个部位的同步顶升作业，达到现场施工要求。同步顶升技术施工过程中，使用的是分布式液压控制系统，进行建筑物结构的顶升作业，可以实现集中操作、分散设置、同步升降、实时监控等效果，完全可以满足系统的工作需要，提高工作效率和质量。

2 工程概况

某桥梁项目长度为75.13m，采用的是钢筋混凝土T 梁单线桥的结构形式，根据需要应用现浇钢筋湿接缝的方法，组合形成整体结构。在该桥梁项目中，每一榀的结构设置为3 个支座，应用的是双曲面钢支座的结构形式，完全符合桥梁结构的支撑工作需要。桥梁投入运营超过30 年时间，多年使用之下出现很多的病害，桥梁支座结构的锈蚀比较严重，垫板翘曲的情况比较严重，必须进行支座更换才能满足当前使用标准。此外，对桥梁现场展开全面调查，发现其主跨公路项目，梁底和地面有6m 的间距，同时墩台面较小，为了能够使操作空间达到要求，现采用50t 千斤顶同步顶升作业，高度为10m，然后进行支座更换，满足使用要求[1]。

3 桥梁支座更换同步顶升技术应用

3.1 顶升施工基本要求

顶升施工开始之前，组织专业技术人员对现场的桥梁上下结构部分进行全面检测，制订符合现场施工需要的顶升施工方案，避免给桥梁结构造成严重损坏。桥梁同步顶升现场施工难度较大，安全隐患比较多，所以需要加强现场控制，保证每个部分都能顺利实施，提高桥梁顶层施工的效果。

3.2 总体施工安排

此次桥梁项目总计包含16 跨连续箱梁，最高部位有6.25m 高，坡度尺寸较大，为了让现场顶升作业顺利实施，达到系统运行稳定性标准，选择合适的钢管材料作为反力基础使用，且在搭设前进行混凝土基础制作，满足现场施工作业的需要。顶升过程中严格执行工艺方案，现场各个环节都要进行监督管控，提高现场施工的效果和质量，预防产生质量问题。

3.3 安装操作系统

液压同步顶升技术在正常工作过程中，操作系统对于整个施工的效果和安全有着直接影响。在此次工程项目中选择使用的是美国的PLC 计算机控制液压同步顶升技术，该系统由高精度的位移传感器和压力传感器实现系统运行参数的全面掌握，达到顶升参数的有效控制，每个部位都能够进行同步顶升作业，并且通过监测液压缸的压力、位移等参数实现动态化的调整，满足现场施工标准要求。在现场施工中使用的千斤顶具备自锁功能，在油路发生故障的情况下，能够保证液压千斤顶不会下降，确保现场施工的安全性。

3.4 桥梁顶升关键技术

根据现场调查结论，确定最佳的同步顶升方案，保证现场施工顺利进行。在同步顶升过程中，应该有完善的支撑结构措施，不会影响结构正常使用，确保功能性合格，达到现场安全性的标准。在顶升过程中，加强顶升速度的控制，避免速度过快而出现结构变形或者安全事故。

3.4.1 反力基础

反力基础加强尺寸设计，该项目设计为4m×3m×1.2m，承台和地面有10cm 的间距，基础使用混凝土基础形式，材料为C15 等级，并进行凿毛处理，达到连接效果的要求。

3.4.2 支撑体系

选择使用609 钢管制作基础结构，每个桥墩布置6组钢管，使用标准管段施工。各个结构部件使用螺栓连接，提升结构的稳定性，水平连接应用槽钢，结构稳固性好。

3.4.3 顶升限位

为了预防在顶升环节产生偏移的问题，使用限位装置进行控制。限位支架的性能合格，且具备足够的刚度性能。在横、纵方向的限位施工中，在桥台梁缝部位上设置四条方木，并且进行卡滞处理[2]。

3.4.4 试顶升

全部准备工作结束后，及时进行试顶升作业，速度在1cm/min 以内，高度不超过2cm。顶升到规定部位上，保持10min 的时间，观察各个点位以及设备的工作状态，对于异常现象立即采取处理措施，不会影响后续施工。

3.4.5 正式顶升

此次桥梁项目选用盆式支架的结构形式，以取出支架为合格标准，顶升高度尽量不要超过9cm，保持足够的空间。如果该尺寸不能满足施工要求，应及时作出改进和调整，但是要保证现场的安全性。

3.4.6 顶升抄垫

桥梁顶升一个行程后，及时使用钢板抄垫处理，以免发生安全事故。因为该桥梁的坡度比较大，所以顶升阶段应该结合现场的设计需要，制作符合要求的钢板抄垫结构，下部设置卡槽结构，与桥梁结构完美契合，达到使用要求，预防发生结构损坏或者不稳定的情况。

4 桥梁支座顶升更换施工

4.1 支座拆除

对需要更换的桥梁支座进行确认和检查，现场做好支座位置、编号、病害的记录工作，并且需要拍照记录。顶层工作开始之前，对支座位置上的墩顶和箱梁底部净高度以及梁底标高进行检测，作为回落状态的依据。如果原桥梁中的支座结构螺栓已经完全锈蚀，先用钢丝刷进行除锈处理，然后涂抹一层润滑油，再将螺栓全面凿除，然后埋入新螺栓。箱梁顶升到规定部位之后，使用薄钢板作为临时支撑，确保底部的连接紧密性，达到支撑的稳定性，不会出现下落的情况。

4.2 支座安装

支座安装现场施工过程中，应该保证清洁性要求，不会发生风吹雨淋的情况，并且不能和酸、碱、油等有机溶剂接触，与热源有超过1m 的距离。在旧支座全面拆除之后，上下钢电板进行全面打磨处理，并且清扫残余的杂质，然后进行表面找平施工。支座安装环节，沿着桥梁方向进行中心线的检测和确定，保证支座安装的位置精度合格，不会影响结构的性能。

4.3 落梁

对支座进行更换之后，需要保持原来的工作状态，梁体放入规定部位后检查支座上下钢板以及梁底结构是否紧密贴合，应该保证连接的效果合格，不会影响施工效果。如果现场存在偏心受压不均匀支撑或者脱空的问题，要重新进行顶升处理，然后对现场的结构进行微调。支座全部安装完成之后，调整千斤顶进行回落，保证操作的速度处于合理范围内，不会给梁体结构的性能和质量造成任何影响[3]。

5 桥梁支座更换同步顶升施工监测

顶升阶段进行动态化管控，尤其是要进行纵横向的偏差以及支撑点位移的监测，使整体结构的形态都符合要求，受力处于合理范围内。为了使现场施工达到安全性的要求，最好组织第三方单位进行现场的安全监测。

5.1 顶升施工监测

桥梁现场施工过程中，加强技术监测工作，主要是从平动、转动、倾斜以及结构应力等方面。安全监测主要是进行顶升设备的监测，还要对现场的气象条件信息进行全面掌握，每个因素都要进行综合性的分析，避免任何因素导致的工程安全性事故发生。同步顶升的环节对于力位移参数进行全面监测，尤其是顶升降落的精度必须符合工艺方案的要求，不会引发严重的质量问题或者结构损坏。此次工程项目中主要是针对墙面高层箱梁纵横向位移顶升支架的变形等情况进行监测。

5.2 箱梁体应力监测

在桥梁顶升环节，支座部位是最大弯矩发生的位置，所以每一块都要在支座周边进行截面的应力监测。此次工程施工扭矩在梁体形成的内力主要是通过测点来进行主应力的分析，其设置和下梁轴线保持45°夹角[4]。

6 支座安装过程中存在的问题及对应解决措施

6.1 预制梁底问题

因为有些工程在模板施工中没有严格执行规范化、标准化的要求，造成结构的尺寸和强度性能不合格，极大地影响桥梁工程的正常使用。对于这种问题来说，需要加强模板施工的控制，保证预制梁底结构的尺寸和性能合格。如果在桥梁工程项目施工中采用的是竹胶板，结构平整度相对较差，各个部位的预制梁参数都不能达到精准性的要求，无法满足最终的施工效果。因此，施工单位要选择使用钢模板形式，表面的平整度达到标准要求，结构尺寸也完全符合设计方案，不会给工程的施工效果带来任何影响。现场施工过程中，需要加强预制梁结构的施工质量和管理控制，不会给结构施工造成任何影响。与此同时，还要对钢模板的表面平整度以及刚度性能进行检测，各个结构性能都要达到工程标准，确保现场施工稳定进行。

钢模板在施工过程中，倘若现场操作不规范、不标准，容易导致钢模板发生锈蚀、结构损坏的情况，不仅影响后续施工，还会给工程结构的质量、性能带来很大影响。在这种情况下，需要加强施工质量管理，每个部件的尺寸、质量都符合工程要求，保证不会影响现场桥梁施工[5]。

在桥梁工程中选择使用橡胶支座结构形式，没有进行预埋钢板施工，容易导致结构强度性能不合格，对于后续的正常使用带来很大影响。对于该问题来说，需要使用同步顶升技术将梁体结构顶升，之后在该位置上进行梁底位置的混凝土凿毛处理。最后在预埋和橡胶支座配套的位置上进行不锈钢板的安装施工，确保结构的性能合格，混凝土现场浇筑过程中，保证结构的性能和质量合格，预防给整个工程结构性能带来负面影响。

6.2 支座垫石问题

支座垫石在施工中存在规范化较差的情况，这是比较容易出现的质量问题，对整个桥梁支座的施工会造成很大影响。垫石的顶部容易出现平整度不合格的问题，结构尺寸也会发生较大偏差，对结构的性能和质量产生不利影响。在垫石结构现场施工中，严格执行安全建设标准，应该在内部设置钢筋网，以达到整体性能要求。为了有效预防发生垫石结构损坏的问题，需要在现场采取必要的保护措施，特别是一些尺寸较小的垫石材料，通过使用环氧砂浆的方式处理。

在施工环节，若支座垫石安装不平稳就会给后续工程开展造成影响，所以在桥梁支座安装前严格根据工程的要求进行找平处理，提高结构的尺寸、性能标准，不会给最终的施工效果带来任何影响。找平作业环节，应用环氧砂浆对垫石顶面展开处理，达到平整性标准，预防给现场施工作业造成严重的不利影响。

6.3 千斤顶安装问题

千斤顶安装工作开始之前，需要对结构部件以及整体的性能进行全面检查，确保千斤顶设备符合现场施工需要，不会影响施工效果，顶升力完全符合标准要求。同时，还要检测千斤顶的顶升速率，各个结构的千斤顶顶升速度偏差在1mm 以内。在安装工作开始之前对千斤顶密封情况进行检测，达到良好的密封性状态。

上述各项准备工作结束之后，千斤顶设备要同步启动，并且进行试验顶升作业，检测顶升的效果。之后需要对整个系统进行全面检查，确保顶升和下落作业都符合工程要求。卸载工作结束后，还要对千斤顶设备的上下钢板进行监测，发现是否存在变形问题，如有必要，应该进行钢板厚度的调节，这样可以满足现场顶升施工的要求。查看千斤顶下部的结构物，分析是否会影响顶升施工效果。

7 结语

桥梁在投入使用后，易发生桥梁支座损坏的问题，对于整个桥梁的运行都产生严重影响，甚至会引发较大的安全事故发生。在这种情况下，需要进行桥梁支座的更换，目前主要是采用同步顶升技术，应用先进技术设备进行现场顶升作业的控制，达到各个部位的顶升精度的要求，提高同步顶升的效果，现场施工可以顺利进行。同时，组织现场技术人员对顶升作业过程中的各个环节进行全面检测，掌握现场施工的具体情况，并且采取有效控制措施，确保桥梁支座更换顺利进行，提高桥梁运行的安全性，满足当前交通工程通行的安全性和稳定性要求。