谈预应力连续箱梁桥整体同步顶升施工工艺

曾 朝 荣

(中铁一局集团第五工程有限公司，陕西 宝鸡 721006)

谈预应力连续箱梁桥整体同步顶升施工工艺

曾 朝 荣

(中铁一局集团第五工程有限公司，陕西 宝鸡 721006)

结合新建青荣城际铁路于DK94+515.8处下穿既有蓝烟铁路公铁立交改造工程施工案例，介绍了工程顶升总体施工方案，论述了预应力连续箱梁桥整体同步顶升施工工艺及控制措施，有助于液压同步顶升技术应用的进一步完善与发展。

连续箱梁，同步顶升，桥台，千斤顶，布置

0 引言

桥梁顶升技术是利用千斤顶及其辅助设备，在不改变之前桥梁的整体形态前提下，将桥梁顺利安全地顶起升高至设计高度的一种较为新型的桥梁改造纠偏的技术。桥梁顶升对技术要求比较高,施工的每一个环节都十分关键。一般可以按顶升所采取的方式，划分为分段顶升与整体顶升两种形式。如果按照反力作用的位置可以将顶升技术划分为直接顶升和断墩顶升。

1 工程概况

新建青荣城际铁路于DK94+515.8(K55+475.74)处下穿既有蓝烟铁路公铁立交工程，与既有铁路线间距为41 m。既有立交桥及其引道总长566 m，其中上跨蓝烟铁路的立交工程主桥采用(23+35+23)m预应力连续箱梁，墩台斜交角度为47°，桥面总宽12 m，梁高1.6 m，设计桥上路面纵坡3%，竖曲线半径1 350 m，平面线形为直线。

根据新设计道路线形主跨(23+35+23)m预应力连续箱梁四个墩台处整体顶升0.1 m～0.8 m不等，下部结构桥墩接高，桥台局部拆除后加高；重新浇筑支座垫石，以垫石高度变化来调整纵横坡度。

2 顶升总体施工方案

本工程利用原有墩台基础作为顶升反力基础实施箱梁顶升作业，为了避免行车对施工的影响，1号、2号墩的千斤顶支撑系统尽量布置在墩柱之间，远离行车道。

本工程采用一套同步顶升系统和一套同步跟随系统,在列车正常运营、桥梁交通封闭的情况下，采用全联同步顶升的方案,要点如下：

1)在每个桥墩布置4台500 t的顶升千斤顶和4台500 t的机械跟随顶；在每个桥台位置布置4台500 t的顶升千斤顶和3台500 t的机械跟随顶；2)桥台位置的顶升千斤顶、跟随顶布置在箱梁端横梁底部，桥墩位置的顶升千斤顶、跟随顶直接吊放在箱梁中横梁底下方；3)所有的顶升千斤顶通过PLC液压同步顶升系统进行控制，本工程拟定采用分阶段顶升:第一阶段整联同时按比例调坡顶升，各墩台顶升高度均为10 mm；第二阶段整体按照设计的顶升值分阶段进行旋转顶升；4)顶升完成后按设计要求开始墩柱接高，同时在既有墩台基础上直接浇筑加高部分台身、台帽以及背墙、侧墙；5)对原有的支座进行更换改造，箱梁底板纵坡的变化通过楔形钢板进行调整；6)结构改造工作完成并达到设计强度进行落梁。

3 桥梁顶升主要工序及施工工艺

1)梁底粘贴碳纤维布。基层表面的牢固、清洁、平整程度以及基层的含水率和碱性等是影响涂装及粘贴碳纤维布工程质量的关键。对需要粘贴纤维布的梁底混凝土表面进行全面打磨清理，基层含水率要求小于10%。

打磨范围内涂刷阻锈剂，钢筋表面，混凝土表面等不容易涂抹到的地方宜分层多次涂抹；但树脂涂刷的总厚度不得超过1 mm。涂刷后应间隔30 min～60 min，基层中气泡清除后，混凝土表面要求2 m靠尺测量平整度不大于3 mm，且不应留有棱角，处理完成后将混凝土表面清理干净并使表面干燥。

配制好粘贴树脂，将其均匀涂抹于要粘贴碳纤维布的混凝土表面上。

按设计要求的尺寸将碳纤维布裁剪好，在指定部位粘贴。

2)组合钢支撑体系安装。在现有桥梁基础上设置顶升支撑系统，顾及到下步墩台改造，在支撑系统设置过程中要预留充分的桥梁墩台改造施工空间，有利于后续施工。

由钢管支撑、临时垫块、预埋件等构件构成钢托架体系。支撑体系的立杆采用φ609×16 mm钢管，临时垫块采用φ500×12 mm钢管，选用槽钢和角钢作为剪刀撑与平联材料和立杆焊接。

桥台处通过植入M20钢螺杆将钢板与台身粘贴固定，通过连接板将粘贴后的钢板与钢管焊接；桥墩处钢管底部与粘贴在基础面上的钢板焊接，每根钢管支撑下部通过植入锚栓与基础混凝土相接。通过法兰螺栓将上下两节钢管支撑连接，每隔2.5 m通过平联及剪刀撑将立杆连接组成格构柱，保证结构整体的稳定性。在钢箱垫块上放置随动顶，用钢筋将上下垫块焊接连接起来。

3)临时垫块。在顶升时千斤顶与钢管支撑之间的临时支撑结构称临时垫块，临时垫块采用φ500×12 mm的钢管，将带有12个φ20 mm螺栓孔的法兰盘分别焊接于钢管两端。临时垫块按10 cm，20 cm，40 cm，100 cm四种高度配置，以适应千斤顶的行程(见图1)。

4)纵横向限位装置。在桥梁顶升时，由于施工过程中产生的误差会使梁体在纵桥向及横桥向发生偏移，为保证桥梁结构的安全及连续梁的整体线形，须在纵桥向及横桥向设置必要的限位装置，将钢结构制作的纵向及横向限位装置分别设置在连续梁两端头的桥墩(台)处。

5)顶升千斤顶的布置。顶升千斤顶根据顶升吨位，本工程采用顶力为500 t的液压千斤顶。千斤顶选用顶部球头转角最大可达3°的带球头可转动液压千斤顶。即使在顶升时存在坡度变化，千斤顶顶部的球头也可随时保证千斤顶与顶升结构保持垂直，同时球头的转动也能保证千斤顶与钢支撑结构均匀接触并且不产生相对位移。同时在顶升千斤顶的旁边布置随动装置，以保证施工过程安全、可控。

6)千斤顶安装。为适应顶升过程中坡度及梁长水平投影长度的变化，确保千斤顶的平面位置和垂直度在可控的范围之内变化，需采取一定的控制措施。在吊放千斤顶的钢板上沿纵桥向设置椭圆形螺栓孔，以使在连续梁顶升时可根据需要沿纵桥向前后调整千斤顶的位置，椭圆形滑槽长度为150 mm，分阶段在连续梁顶升过程中调整顶升千斤顶的位置。为适应连续梁顶升时坡度的变化，防止钢支撑和顶升千斤顶承受较大的水平力，在连续梁顶升时在箱梁和千斤顶之间分次设楔形钢板。根据各墩台连续梁顶升高度的不同，楔形钢板的坡度也有所不同。

使用膨胀螺丝在梁底布置顶升千斤顶处固定一块钢板，在钻孔前为避开原梁底钢筋，应先用钢筋探测仪探测出原梁底钢筋位置。在梁底已固定好的钢板上根据吊顶钢板槽口位置焊接螺杆，将吊顶钢板通过焊接的螺杆固定。在吊顶钢板与梁底钢板之间将楔形钢板按照需要调整的坡度填塞好，确保吊顶钢板始终处于水平状态。

7)顶升控制区域划分及监控点的布置。本工程为整幅整体顶升，泵站布置及具体分组如下：

在每个桥墩布置一台泵站，三跨连续箱梁共布置4台泵站，每台泵站设置两个位移控制点，共计有8个位移控制点。通过数据总线将整个泵站连接，由一台控制系统控制。

同时在每个桥墩布置一台随动千斤顶泵站，三跨连续箱梁共布置4台泵站，随动千斤顶泵站各泵站独立工作。

将位移传感器的一端固定在立柱侧面上端梁体上，读数头固定于立柱上端面。传感器量程为1 000 mm。

8)连续梁整体顶升调试。由桥梁工程师和液压工程师确定顶升系统初始加载并报桥梁顶升施工总指挥，再由控制系统技术员输入PLC，将控制系统力传感器和位移传感器归零或读取初值。

a.顶升千斤顶的保压试验：在油管、油缸、位移传感器、泵站操纵台等安装完毕并检查无误后；加压值按计算荷载的80%控制，顶升千斤顶油缸的保压试验持续5 h；然后检查整个系统的工作及油路情况。

b.顶升称重：顶升称重是在顶升前测定每个顶升千斤顶处的实际荷载值，以保证连续梁顶升过程中顶点顶升同步进行；称重时在一定的顶升高度内(0.1 mm～2 mm)进行，依据计算好的顶升荷载，采用逐级加载的方式，通过反复调整各组顶升泵的油压，使每个顶点的上部荷载与其顶升压力基本保持平衡；将每点的实测值与理论计算值比较，由结构工程师和液压工程师一起对两者差异量原因分析，最后由顶升施工领导组确定各点顶升时的基准值。

9)连续梁试顶升。在正式顶升之前的试顶升是为了核查和观测整套桥梁顶升施工系统的工作状态以及对顶升称重结果的校核。连续梁试顶升的控制高度为10 mm。

试顶升时先加载到理论顶升荷载的80%，再缓慢加载到确定各点已经分离，然后顶升到连续梁各顶点处垂直位移10 mm时停止。待停机10 min后检查桥梁顶升支架和各支顶部位加载点有没有局压破坏和变形。

10)连续梁正式顶升。试顶升合格后，便可以进行正式顶升。本桥为斜交桥，且处在竖曲线上，各千斤顶顶升高度不同。首先应整体顶升10 cm，然后以3号台梁端为原点进行旋转顶升。

正式顶升按操作程序进行并作好记录。

顶升过程中要实时观测基础沉降、顶升系统垂直度、加固系统焊接点等。顶升每完成一轮，就对电脑显示的千斤顶压力及各油缸位移数据进行收集并分析资料；如有异常时，立即解决。完成对连续梁的顶升并固定后，对各标高观测点进行测量，计算各顶升观测点的顶升高度，作好工程竣工验收资料。

4 墩、台施工

箱梁顶升到位后即可进行立柱加固工作，拆除随动千斤顶，对墩柱顶面凿除冲洗干净，墩柱拆除过程中要注意避免对顶升支撑的扰动。墩、台身加高部分按设计图纸钢筋布置形式进行接高处理。

5 落梁

在梁体回落以前，检查支座、垫石的标高是否符合设计要求；测量梁体回落后梁体与新支座之间的角度并利用楔形钢板进行调整。落梁时施工方法与顶梁方法相同，只是千斤顶行程相反。

6 结语

桥梁顶升技术主要特点是不影响交通，节省投资且工期短，效果较为显著。青荣城际铁路于DK94+515.8处下穿既有蓝烟铁路公铁立交改造工程,对于桥梁顶升技术的应用有效的改善了既有蓝烟铁路的通行条件，缩短了建设周期，收到了很好的社会效益和经济效益，也为其他同类施工提供了很好的借鉴作用。

[1] 蓝戊己,张志军,顾远生,等.南浦大桥东主引桥整体同步顶升工程[J].城市道桥与防洪,2009(10)：59-61.

[2] 马 麟.连续梁桥顶升受力分析[J].城市道桥与防洪,2011(6)：32-33.

[3] 郑洪涛,孙全胜.桥梁同步顶升技术的应用与分析[J].低温建筑技术,2012(1)：119-120.

[4] 蓝戊己,顾远生,束学智,等.大型桥梁整体顶升平移关键技术[J].建筑结构,2010(S2)：77.

Discussion on the construction technology of whole synchronously jacking of pre-stressed continuous box girder bridge

Zeng Chaorong

(FifthEngineeringLimitedCompany,ChinaRailwayFirstBureauGroup,Baoji721006,China)

Combining with the reconstruction project construction case of under cross existing Lanyan railway overpass of new Qingrong city railway DK94+515.8 section, introduced the overall construction plan of engineering lifting, discussed and summarized in detail the construction technology and control measures of pre-stressed continuous box beam bridge whole synchronously jacking, contribute to further improvement and development of different hydraulic jacking technology application.

continuous box girder, synchronous lifting, abutment, jack, layout

2014-11-28

曾朝荣(1978- )，男，工程师，国家一级注册建造师

1009-6825(2015)04-0173-02

U448.213

A