高速公路简支梁桥顶升施工技术

摘要：某高速公路上跨桥因原施工误差和其后下穿的高速公路路面加铺，导致其桥下净空比规范规定低17CM，为保障车辆通行安全和桥梁结构安全，对该桥进行整体顶升。

关键词：桥梁 顶升 施工技术

一、概述

某高速公路上跨桥桥跨为8+2×20+8米空心板简支梁桥，桥幅分为上下行两幅，桥面净宽12.25+8.25米，全桥范围内设5%的单项超高横坡，斜交角度为28°42′2.07″。下部结构采用柱式桥墩、肋板式桥台，明挖扩大基础。支座采用圆形橡胶支座，伸缩缝采用橡胶伸缩缝。

因原施工误差和其后下穿的高速公路路面加，导致其桥下净空比规范规定低17CM，不能满足现行通车要求，采用整体顶升的方法将其抬高。

施工范围为：对下行线的4跨空心板梁进行抬高以及支座的检查、更换工作；其中0号桥台、1、2、3号桥墩、4号桥台顶升高度分别为35cm、30cm、17.5cm、5cm、0cm（如下图所示）

二、 施工流程

施工流程如下图所示：

二 施工工艺

1、因本桥上部梁体自重较轻，利用化学锚栓在桥台内侧、桥墩盖梁两侧安装钢牛腿的方法，作为反力墩进行桥梁整体顶升作业。

2、顶升控制系统：采用PLC液压同步顶升控制系统。

3、千斤顶选用:采用200吨千斤顶,顶身长度375mm，底座直径320mm，顶帽258mm，行程为140mm。千斤顶均配有液压锁，可防止任何形式的系统及管路失压，从而保证负载的有效支撑。

4、顶升体系安装：在桥台内侧、桥墩盖梁两侧锚固钢牛腿，使之成为钢牛腿与千斤顶组成的顶升系统。

5、整体顶升：待所有准备工作做好后首先进行试顶升，若没问题便进行正式顶升，千斤顶最大行程为140㎜，每一顶升标准行程设定为100㎜，最大顶升速度为10㎜/min。

6、顶升行程监测：采用精度为±0.2㎜的位移传感器监测。

7、支撑系统：采用专用垫块作为临时支撑，钢垫块高度与千斤顶的行程相适应。

8、垫石接高：提前预制垫石，垫石安装应平整。

9、新支座安装：桥梁整体顶升达到要求后，对支座进行检查，并对已损坏支座进行更换。

10、墩帽及挡块接高：墩帽及挡块接高是指将垫块之间以及盖梁两侧挡块利用混凝土进行连接和接高。

三 施工步骤

1、设置围护措施

由于在施工过程当中，不能中断下穿高速公路的车辆车辆通行，按照高速公路管理规定和《公路养护安全作业规程》（JTG H30-2004）相关要求进行公告、封闭部分车道和设置施工标牌。

2、安装顶升托架体系

首先在0号桥台内侧，1、2、3号桥墩两侧搭建脚手架，以便后续的牛腿、千斤顶等设备的安装及顶升。

顶升托架体系的主体采用钢牛腿，为千斤顶提供支撑反力。

安装牛腿时，先按照牛腿布置图及牛腿本身的尺寸在台身上用电钻开孔（钻孔深度及直径依据所使用化学锚栓规格要求进行开孔），然后注入指定的锚固胶体，插入化学锚栓，等胶体固结具有足够强度后安装牛腿。牛腿背面与混凝土壁之间有空隙的注入注浆料，待注浆料强度满足要求后安装千斤顶实施顶升。

3、千斤顶布置

根据支座反力，及牛腿受力情况，在两片梁的梁缝处布置千斤顶，0号台布置11台、1号桥墩布置19台、2号桥墩布置16台、3号桥墩布置19台千斤顶，全桥共布置65台千斤顶。千斤顶的上下均设置钢垫板以分散集中力。如下图所示：

千斤顶布置图

为便于顶升操作，所有千斤顶均按向下方向安装，即千斤顶底座固定在梁体下的钢垫板上，千斤顶可通过螺栓直接固定在钢垫板经计算确定的位置处，并要保证加力中心点位于支座中心连线上千斤顶安装时应保证千斤顶的轴线垂直。以免因千斤顶安装倾斜在顶升过程中产生水平分力。

该桥有5%的单项超高横坡，在吊设千斤顶钢板时，需先用水泥砂浆将梁体底面进行找平，待具有一定强度后，然后安装千斤顶和钢板。水泥砂浆找平采用水平尺进行平整度的测量。

4、顶升专用垫块

顶升专用临时钢垫块分别用在千斤顶下和临时支撑下。

顶升专用临时钢垫块用在千斤顶下。临时钢垫块采用φ250×100mm钢结构垫板，两端用螺栓连接。为适应千斤顶的顶升行程，钢垫块的高度为100mm，以满足不同顶升高度的要求。为避免顶升过程中支撑失稳，钢垫块间利用螺栓进行连接。

5、限位施工

由于千斤顶安装的垂直误差及顶升过程中其它不利因素的影响，在顶升过程中可能会出现微小的水平位移，为避免出现此类情况，需在纵横向设置平面限位装置。

利用原桥墩和桥台两侧的耳墙作为限位基础，在其上部通过膨胀螺栓将2cm厚钢板固定，然后在钢板上焊接高60cm 直径10cm的镀锌管作为横向限位装置；纵向限位则利用桥墩和梁体间的空隙，在空隙当中塞好木楔子作为纵向限位；桥墩处则靠在两侧浇注混凝土作为横向限位装置。

6、顶升施工次序

本次顶升施工次序采用全桥四跨整体顶升的方法进行抬高。利用先进的PLC控制系统实现全桥同步顶升的目的，即0号桥台顶升高度（35厘米）和3号墩顶升高度（5厘米）同时顶升到位。

7、顶升准备

7.1顶升系统可靠性检验

元件的可靠性检验：在正式实施顶升前，将以70％-90%的顶升力在现场保压5小时，再次确认密封的可靠性。

系统的可靠性：液压系统进行31.5MPa满荷载试验24小时，进行0－31.5MPa循环试验，使系统无故障无泄漏。

液压油的清洁度：液压油的清洁度是系统可靠的保证，现场安装完毕进行空载运行，以排除现场装配过程中，可能意外混入的污垢，系统的清洁度应达到NAS9级。

力闭环的稳定性：当系统设定好一定的力后，力的误差在5%内，当力超过此范围后，系统自动调整到设定值的范围；力闭环的调试利用死点加压，逐台进行。

位置闭环的稳定性：系统给光栅尺设定顶升高度后，当顶升高度超过此高度系统自动降至此高度，顶升高度低于此高度系统自动升至此高度，保证系统顶升的安全性与同步性。

7.2 成立顶升现场领导组

现场指挥组设总指挥1名，全面负责现场指挥作业。指挥组下设4个职能小组：分别是监测组、控制组、液压组和作业组，负责相关的工作

7.3技术交底

7.4顶升系统安装调试

7.5顶升控制区域划分及液压系统布置

7.6 泵站安装

7.7顶升系统结构部分检查

a、千斤顶安装是否垂直牢固；

b、限位支架安装是否牢固，限位值设值大小；

c、影响顶升的设施是否已全部拆除;

d、主体结构上确已去除与顶升无关的一切荷载；

e、主体结构与其它结构的连接是否已全部去除。

7.8 顶升系统调试

7.9 桥梁约束解除 解除伸缩缝中分带和帽梁等处的约束。

八 称重

1、为保证顶升过程的同步进行，在顶升前应测定每个顶升点处的实际荷载

2、称重时依据计算顶升荷载，采用逐级加载的方式进行，在一定的顶升高度内（1~10mm），通过反复调整各组的油压，可以设定一组顶升油压值，使每个顶点的顶升压力与其上部荷载基本平衡。

3、为观察顶升处是否脱离，需用百分表测定其行程。

4、将每点的实测值与理论计算值比较，计算其差异量，由液压工程师和结构工程师共同分析原因，最终由领导组确定该点实测值能否作为顶升时的基准值。如差异较大，将作相应调整。

九 试顶升

为了观察和考核整个顶升施工系统的工作状态以及对称重结果的校核，在正式顶升前，应进行试顶升，试顶升高度10mm。

试顶升结束后，提供测点应变、整体姿态、结构变形等情况，为正式顶升提供依据。

十 顶升

试顶升后，观察若无问题，便进行正式顶升，千斤顶最大行程为140mm，每一顶升标准行程为100mm。最大顶升速度10mm/min。

1、正式顶升，须按下列程序进行，并作好记录：

（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测量情况；

（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：数据汇交现场领导组，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。

2、支撑安装

每个支撑厚度10cm，各个支撑之间通过法兰连接。

十一 顶升过程控制

整个顶升过程应保持8个测量点的位置同步误差小于5mm，一旦位置误差大于5 mm或任何一缸的压力误差大于5%，控制系统立即关闭液控单向阀，以确保梁体安全。

每一轮顶升完成后，对计算机显示的各油缸的位移和千斤顶的压力情况，随时整理分析，如有异常，及时处理。主梁顶升并固定完成后，测量各标高观测点的标高值，计算各观测点的抬升高度，作为工程竣工验收资料。

十二 桥墩、桥台加高

根据设计图纸，顶升到位后，设置抬高后的支座垫石，支座就位。

十三 后续工作恢复

1、对桥台两端的伸缩缝进行恢复性施工，其施工方法参照未凿除前结构进行施工；

2、对桥上上、下行线中央分隔带位置处的混凝土进行重新浇筑，其浇筑长度和宽度以为凿除前为标准，浇筑高度为0-35cm；待混凝土浇筑完毕后，恢复两侧护栏；

3、对顶升时所用的支撑系统——安装牛腿的位置进行恢复：将所植螺栓切割掉，其切割面要深入到混凝土中，然后利用水泥砂浆将表面磨平，并进行打磨光滑。

十四 结语

近年来因交通基础设施和交通运输设备的发展，类似该桥净空高度不足桥梁有很多，对承载能力仍能满足需求的桥梁进行顶升后，具有节省投资和对交通干扰小的优点，同时，顶升施工，对使用年限较久的桥梁支座更换也能提供一定的借鉴。

参考文献

1 公路桥梁施工技术规范.中华人民共和国行业标准（JTJ 041-2000）

2公路桥梁加固施工技术规范.中华人民共和国行业标准（JTG/T J23-2008）

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。