桥梁顶升施工工艺

摘要：重点阐述桥梁顶升的施工方法及步骤

关键词：顶升；PLC；断柱接高

1 前言

桥梁整体同步顶升技术是一项桥梁改造技术，通常用于净空不足的航道桥梁、跨线立交桥梁、线路整体改造桥梁以及桥梁支座更换等。本文结合厦门仙岳路改造湖滨东路口跨线桥梁顶升工程，阐述桥梁顶升的施工方法和施工步骤。

2 工程概况

湖滨东路口跨线桥全长685m，孔跨布置为2×（4×35）＋（35+42+35）＋3×36＋（35+45+35）＋2×35，共六联，采用等高度连续箱梁。本次顶升范围为第一联4×35连续混凝土预应力箱梁。H1、H2、H3、H4桥墩采用上端略为张开的双矩形门式墩身、钻孔灌注桩基础，桩、柱对应，通过承台相连。H0为桥台。

3 主要工程内容

由于现既有桥梁于2006年建成通车不久，如拆除新建经济效应差，社会反响太大，在满足功能需求的基础上尽量能保留改造的予以保留，以达到经济适用的要求。因此按设计要求有本跨线桥梁一联4孔需进行顶升升高，顺接新建桥梁。

4 PLC电脑控制液压同步顶升系统

为保证顶升中桥梁结构的安全，必须严格控制顶升千斤顶的顶升同步性。本工程拟采用PLC控制液压同步顶升系统,该系统已在多项大型桥梁顶升工程中成功运用。

4.1 同步顶升系统组成

PLC控制液压同步顶升系统由液压系统（油泵、油缸等）、检测传感器、计算机控制系统等几个部分组成。

液压系统由计算机控制，可以全自动完成同步移位，实现力和位移控制、操作闭锁、过程显示、故障报警等多种功能。

4.2 系统特点

整个操纵控制都通过操纵台实现，操纵台全部采用计算机控制，通过工业总线，施工过程中的位移、载荷等信息，被实时直观地显示在控制室的彩色大屏幕上，使人一目了然，施工中的各种信息被实时记录在计算机中，长期保存。由于实现了实时监控，工程的安全性和可靠性得到保证。

4.3 位移控制

位移控制点的划分原则为顶升过程安全可靠，特别着重同步性和桥体的姿态控制。每个监控点均设一台监测光栅尺，精度为0.01mm。控制区域设置光栅尺控制位移的同步性，根据桥梁的结构，位移同步精度控制在2mm。光栅尺与中央控制器相连形成位移的闭环控制从而实现顶升过程中位移的精确控制。

5 施工方法及步骤

施工步骤为：施工准备拆除伸缩缝等连接构造基础施工安装分配梁安装千斤顶支撑钢柱安装顶升系统（包括控制系统、泵站、千斤顶等）安装纵、横向限位安装监控系统顶升系统调试循环比例同步顶落梁至设计标高截断墩身顶升帽梁至设计标高接高墩身浇筑垫石、安装支座落梁临时设施拆除。

5.1 桥梁顶升

由于桥梁顶升高度较高（顶升最大高度达到3625mm），使用的千斤顶最大行程为140mm，为确保顶升安全，在实际顶升过程中千斤顶行程一般控制在100mm，要达到设计顶升高度，必须进行倒顶施工。

千斤顶顶升按100mm一步阶，每5mm为一个步长。每步长（5mm）顶升完成后及时在临时钢管支撑处上方安放5mm厚钢板作为临时保护支撑，当顶升到100mm再顶升3mm后应及时在墩柱顶上安放临时钢管支撑（100mm高），缓慢回油落梁作为一个顶升阶段。全部顶升系统须进行实时监控，顶升中千斤顶须缓慢加力，竖向顶升速度应小于5mm/min。

箱梁顶升每个步阶（一个循环）有4个关键的工艺环节。第一环节，千斤顶顶升代替临时钢垫高块，撑起梁体。第二环节，千斤顶顶升100mm+3mm后停止动作，加高垫实垫高块。第三环节，千斤顶缓慢回油下降，梁体荷载转换至临时钢管垫块撑起。第四环节，千斤顶活塞回缸到底，加高顶升钢管支撑处垫块。为确保整个顶升过程中操作人员和临时支墩的安全，顶升时千斤顶和临时支墩的压力不容许超过设计压力的10%。

顶升时严格按下列程序进行：

①操作：按预设荷载进行加载和顶升；

②观察：各个观察点应及时反映观察情况。

③测量：各个测量点应认真做好测量工作，及时反映测量数据；

④校核：数据报送至现场领导组，比较实测数据与理论数据的差异；

⑤分析：若有数据偏差，有关各方应认真分析并及时进行调整。

⑥决策：认可当前工作状态，并决策下一步操作。

5.2 断柱接高

当桥梁顶升完成后，需将桥墩接高以支撑桥梁重量。墩柱接高采用断柱接高的方法，首先将墩柱沿水平面割开，然后将割开后的墩柱上半截顶升至桥梁下方，再将顶升空隙灌注混凝土完成接高施工。

5.2.1 原桥墩的切割

采用新型无震动直线切割设备（绳锯）对立柱水平面进行切割，切割后墩柱沿切割面上下分离，墩柱中钢筋亦被切断。

5.2.2 墩柱顶升

墩柱顶升同梁体顶升过程类似，即采用千斤顶同步循环顶升，临时支撑设置在墩身切割面内进行配合。

5.2.3 墩柱的接高

首先对上下截断面各凿除30cm左右高度的混凝土,并将立柱新老混凝土结合部分进行表面凿毛处理,以利于新老混凝土的连接。混凝土凿除后须用水清洗,不得留有灰尘和杂物。

根据设计图纸,立柱加高部分钢筋采用与原立柱同规格等数量的竖向主筋和箍筋。竖向主筋与立柱两端露出部分的主筋采用机械套筒连接，此种接头型式属于Ⅰ级接头，同一截面接头百分率可不受限制，特别适用整体切割后的钢筋连接。

钢模板按设计制作，上部做成“喇叭口”形状，以方便混凝土的浇筑。连接立柱的混凝土采用缓凝、微膨胀混凝土。

6 结束语

通过桥梁的顶升与墩柱接高，完成对厦门市仙岳路线路的改造，使之与新建桥梁的顺利对接。这种桥梁顶升的方案较之与拆除重建，不仅大大节约了建设成本，缩短了建设工期，也赢得了社会效益。