既有桥梁超高度提升改造关键技术浅析

摘 要：随着城市建设的加速，城市交通服务水平要求的提升，城市既有桥梁的升级改造成为桥梁建设的重要组成部分。城市高架桥的建设对原有十字路口立交的升级改造变成普遍，致使既有桥梁顶升施工成为桥梁改造的一项重要任务。现以厦门市仙岳路与成功大道立交改造L4联混凝土箱梁顶升施工为例，分析桥梁超高提升施工的关键技术，为以后城市桥梁提升改造提供借鉴。

关键词：既有桥梁；顶升

1 工程概况

1.1 既有桥梁概况

厦门市仙岳路与成功大道立交改造提升工程A标段箱梁顶升施工，具体包括主线既有桥改造L3联钢箱梁顶升（原福厦路高架桥第七联）与L4联混凝土箱梁顶升（原福厦路高架桥第八联）。

本工程始于K3+944.844，止于K4+169.844，全长225m，孔跨布置为（36+45+36）+（3×36）。

L3联（36+45+36）为等高连续钢箱梁，L4联（3×36）为等高预应力混凝土连续箱梁，箱梁梁高2.0m，桥宽25.0m，按整幅布置，采用扁平流线型箱梁截面，混凝土连续箱梁采用纵、横双向预应力体系。

1.2 箱梁顶升施工任务

本次顶升施工任务是将L3、L4联箱梁进行分段分步顶升，最终将桥梁线形调整与新建桥梁线形一致，并相应将桥台和墩身进行改造与接高处理。

该两联箱梁位于凸形竖曲线上，竖曲线半径R=3000m，其后纵坡为4.53%的下坡，改造后位于R=4000凹形竖曲线和2.72%（上坡）直坡段上。改造后的L3联起点处桥面比现有桥面高出0.001m，L4联止点处桥面比现有桥面高出11.261m。

图1 原福厦路跨线桥改造方案图

1.3 L4联顶升施工技术参数

1.3.1 顶升总重量

根据原梁体设计图及桥面铺装结构图可知：混凝土箱梁梁体混凝土总用量1932方，无混凝土铺装层，护栏及防撞墙每延米按2.5t计。

箱梁在刨除桥面沥青层后10cm厚，L4联混凝土箱梁总重约为5293t，具体重量组成表如下：

表1 顶升总重量明细表 t

桥梁编号 箱体类型 箱体 护栏及防撞墙 总重量

L4 PC箱梁 5023.2 270.5 5293

注：混凝土比重按2.6t/m3计。

1.3.2 顶升高度

表2 L4联混凝土箱梁顶升参数表

墩号 竖向顶升位移（mm） 水平位移（mm）

9 3442 143

10 6022 160

11 8603 184

12 11183 208

2 施工总体方案

2.1 L4联混凝土箱梁顶升方案

本联为三跨一联预应力混凝土箱梁，改造后其桥面比原桥面高3.442～11.183米。针对超高顶升施工的难度，保证临时支架得稳定性和线形可控，顶升作业采用旋转、平升、旋转三步来完成，一方面避免坡度状态同步顶升，使得梁体偏位更为可控，另一方面使得墩身施工亦分三步跟随接高，作为支架附墙连接着力点，提高支架稳定性。具体方法如下：

在墩旁设置临时支架，一部分作为顶升用支架，一部分作为临时支撑用，形成稳定的支架群。

图2 提升施工总体布置图

第一次顶升是以9#墩梁端为轴进行同比例整体顶升，使得混凝土连续箱梁达到水平状态。完成第一次同比例整体顶升后，对11#墩墩顶进行第一次接高处理，12#墩进行桩基承台施工，并完成第一节墩身浇注，再将顶升支架与接高墩身之间增设附墙。

图3 第一次顶升示意图

第二次同步整体顶升至9#墩梁端至设计标高。完成第二次同步整体顶升后，对9#、10#、11#、12#墩身进行第二次接高处理，再将顶升支架与接高墩身之间增设附墙。

图4 第二次顶升示意图

第三次以9#墩梁端为轴同比例整体顶升，使得12#墩梁体顶至设计标高。完成第三次同比例整体顶升后，完成10#、11#、12#墩身最后一次浇注，最后进行梁底改造、支座安装、落梁就位完成体系转换。

图5 第三次顶升示意图

2.2 墩身墩顶改造方案

原设计墩身改造为切割顶升后在中间接长方案，但考虑到墩身切割顶升作业面狭窄，作业危及墩旁临时支架安全，作业时间长，风险大。而且墩身顶升接高作业不利于墩身跟进浇筑，从而影响墩旁顶升支架的附墙设置。所以拟直接将墩顶变截面段切割凿除，让墩身跟随梁体顶升进度分段浇筑，也便于支架附墙的设置。各墩具体改造方法如下表。

表3 墩身墩顶改造方案一览表

墩号 墩身类型 改造方法

9#墩 门式简支墩 切割凿除墩身3米，重新浇筑6.208米

10#墩 左右独立墩 切割凿除墩身1.2米，重新浇筑6.931米

11#墩 左右独立墩 切割凿除墩身1.2米，重新浇筑9.513米

12#墩 门式简支墩 凿除桥台胸墙，浇筑墩身10.889米

2.3 纵横向限位措施

措施一：将10#、11#墩梁底原挡块用钢结构进行加高处理，起到横向限位作用。

措施二：在9#墩梁端底部与墩顶横梁设置挡块，用精轧螺纹钢筋进行连接，起到纵横向限位作用。

措施三：组织方面要求第三次顶升必须在9#墩接高恢复连接后进行。

图6 横纵向限位装置示意图

2.4 纠偏方案

在有效横纵向限位的情况下，梁体大位移偏位可能性不大，纠偏措施作为梁体顶升到位后为保证梁置更为准确进行微调的方案。

纠偏时机安排在落梁就位前，在与原线形偏位较大的墩顶支座上钢板与梁底钢板之间安装四氟板作为摩擦副。用千斤顶水平安放在挡块及支座垫石之间施加水平力达到横向纠偏目的。纵向位移纠偏采用纵向限位装置增加千斤顶进行调整。