上跨桥顶升技术在高速公路改扩建工程中的应用

[摘要]上跨桥顶升技术可以有效的解决桥梁高程整体提升难题，达到缩短工期、节约资金的目的。本文结某高速公路上的三种不同结构形式不同位置的上跨桥，说明了上跨桥顶升技术在高速公路改扩建工程中的应用。

[关键词]上跨桥 桥梁顶升 高速公路 改扩建工程

1、概述

随着公路运输的高速发展，较早设计建设的高速公路由于一些原因，已不能满足现在的行车要求，这样就需要进行改造。其中上跨高速公路的桥梁，由于净空的不足，许多的桥梁都有被超高车辆刮擦的现象，危及了桥梁的安全，在全面提高高速公路的通行能力，加宽的道路同时，必须对旧路桥进行改建。采用桥梁整体顶升技术则是解决公路净空不足的理想方法之一。某高速公路上的三座桥梁的整体顶升就充分的说明了这一点。

1.1工程的施工特点和难点

1、高速公路的改扩建工程施工中需顶升的桥梁顶升高度一般都较小（不大于50cm），根据施工图纸要求和现场施工环境，顶升过程中必须搭设支架，用于顶升过程施工人员和机具的工作平台，对基础的处理及支架搭设技术要求较高。

2、新桥老桥在板梁建筑高度、水泥混凝土铺装及沥青混凝土设计、施工、铺装等方面都存在一定的区别，现场测量、复核工作精度要求较高；必要时为精确控制每片空心板梁的顶升高度，顶升力的控制相当关键，同时要求在每一片空心板梁梁设置一个控制点，安装百分表控制每一片梁最终顶升高度。

3、桥梁众多，不可预测因素较多，根据每个桥或同一个桥不同墩（台）处的具体情况进行选择；在顶升前对桥梁附着物(电缆、光缆、管线等)进行有效保护，避免在顶升时因搭架或凿除垫石等损坏。桥台位置横向伸缩缝、背墙及挡块，与梁体结合紧密的必须凿除，避免在顶升时伤害梁体。

4、工期紧，对各工序连续作业要求较高；

5、一次性投入的设备较多。

2 常用顶升方式

2.1直接顶升式（梁底与盖梁底有足够的空间高度的情况）

将千斤顶直接安装在梁底与盖梁底间的空间内实施顶升梁板，其示意图如下图所示：

图2-1 直接顶升梁板方式示意图

此种方法比较简便，工期最短，是顶升工程中首选的方案。

2.2 安装牛腿式顶升（梁底与盖梁间空间高度较小，且桥下地面未做过硬化处理或地面不适宜做硬化处理的情况）

在盖梁、台帽或台身立面上植入化学锚栓，安装钢牛腿、千斤顶构建成钢牛腿—千斤顶顶升体系后直接顶升梁板的顶升方式，其示意图如下图所示：

图2-2 牛腿式顶升示意图

图2-3 牛腿式顶升示意图

如果盖梁端部建筑高度较小，可采用专门设计的‘Z字形’钢牛腿。

2.3 安装分配梁顶升式（梁底与盖梁间空间较小，但桥下地面做过硬化处理的情况）

一般式利用承台或桥下地面做反力基础（在桥下浇筑一定厚度的混凝土或摆放枕木等构件），安装钢支撑、千斤顶并在梁底横桥向安装分配梁，构建钢支撑—千斤顶—分配梁顶升力系实施顶升梁板，其示意图如下图所示：

图2-4分配梁式顶升示意图

分离式立交可以利用此种方案。

针对个别多孔桥各墩台处需要顶升的高度不同，且存在由大变小或由小变大的递增、递减规律的情况，可在各墩台处采用比例顶升的方法实施顶升，以尽量减小顶升后桥面标高与设计值的误差。

下图为比例顶升的示意图

图2-5 比例顶升示意图

比例顶升时，各墩（台）处的顶升高度及顶升速度均按跨径比例设定，以保证顶升过程中梁板结构不发生弯、扭等对整体结构不利的变形。

根据顶升桥梁的结构形式，采用一联半幅整体同步实施顶升，各顶升点同步到位。采用超薄千斤顶顶升时，超薄顶最大行程3cm，需要多个循环顶升。顶升时准备与顶升高度、行程相对应的临时垫块。采用精度为0.01mm的拉线式传感器监测顶升行程。

3．工程实例

3.1桥梁顶升背景

三座桥都处于高速公路曲线段，根据测量结果，其超高侧净空约为4.5 米，均未达到要求的 5.0m，由于净空不足，已发生多起交通事故，且对桥体有所损伤。人行跨线桥尤为严重（板梁位置也向行车方向移动了约1cm）。严重影响了行车安全，为避免此类事故的再次发生，对桥梁再次造成损伤，故拟采用整体顶升技术将桥梁整体抬升到设计要求高度。

3.2行车跨线桥

3.2.1 该桥建于 2002 年 9 月，为四级路上跨桥，主桥共分四跨，跨径 12m＋17m×2＋12m，梁高 90cm，桥宽7m，其中车道为 6m，护栏每边 0.5m。原桥设计荷载：汽车—10 级，验算荷载：履带—50；原通行高度 4.5m。上部结构为钢筋混凝土连续刚构，主梁为现浇式混凝土梁；下部结构为薄壁墩、U 型桥台、扩大基础。桥墩与梁为现浇一体。根据测量结果现在超高侧的净高为 4.7 米，故需将该桥顶升 0.4 米。

3.2.2 总体施工方案

1、桥基础为扩大基础，基础顶面尺寸为 4.75 米*2 米，具备千斤顶布置的条件，决定利用老基础为顶升时的基础。千斤顶采用“2+4+4+4+2”的方式布置；

2、抱柱围梁的施工：依照图纸对原柱离基础顶 0.6 米处进行抱柱围梁的施工，作为桥墩顶升施力

3、顶升体系安装：在桥墩两侧抱柱围梁下及桥台内侧底设定顶升千斤顶及支撑系统，并在桥墩两侧抱柱围梁下及桥台顶设立临时支撑，作为千斤顶收顶时的支撑点；

4、顶升控制系统：采用 PLC 液压同步顶升控制系统，千斤顶采用 200 吨千斤顶,顶身长度 395mm，底座直径 375mm，顶帽 258mm。千斤顶均配有液压锁，可防止任何形式的系统及管路失压问题，从而保证负载有效支撑；

5、墩柱切割：由于该桥为连续刚构，梁与墩现浇一体，顶升前必须将桥墩进行切割。待抱柱围梁下的千斤顶安装并施力后，采用新型无振动直线切割设备进行切割。切割位置在基础以上 0.3 米处。