连续现浇箱梁和预应力空心板梁旧桥顶升施工技术研究

叶向华

摘要：在既有公路桥梁扩建时，为使既有的桥梁与扩建桥梁拼接部分平顺连接，同时根据扩建工程的纵断面调整高程，往往需要对旧桥进行顶升加高，涉及安全风险和施工费用较高。本文以梅观高速公路扩建工程为依托对连续现浇箱梁和预应力空心板梁旧桥顶升施工技术进行分析研究，以期取得良好的安全及经济效益，为类似工程项目提供技术支持和工艺方面的参考。

关键词：现浇箱梁；空心板梁；旧桥顶升

1、前言

1.1 工程概况

梅观高速公路是深圳市公路网中一条重要的南北快速干道，南接梅林收费站，北接莞深高速公路，于1995年建成通车，随着经济的发展，该路已不能满足交通量日益增长的需要，有关主管单位决定进行扩建。受扩建后路面纵坡的影响，既有的桥梁既要与扩建桥梁拼接部分平顺连接，又要根据扩建工程的纵断面高程调整，因此需要对清湖互通5号匝道桥等13座旧桥的上部结构进行顶升加高施工。

本工程范围内，需顶升加高的钢筋混凝土连续箱梁桥6座，为一联三跨连续或一联四跨连续桥梁，桥梁跨径由16.71m～30m不等，桥长65～90m；预应力混凝土简支空心板桥共有7座，跨径分别为13m～22m，桥长16～42m。因桥梁结构、桥下环境、施工工期等因素综合影响，需采用安全、可靠、快速、经济的施工技术完成施工任务，难度较大。

2、施工方案

总体方案简述：将千斤顶置于顶升支撑平台上，采用千斤顶顶升主梁到指定高度后，撤除支座，安装新预制的支座垫石，在垫石上安装支座，落梁，撤除千斤顶，浇筑加高混凝土，待强度达到后，再进行桥面施工。

2.1、施工平台

根据桥梁结构的不同，设置不同的千斤顶支撑平台。

2.1.1、钢筋混凝土连续箱梁柱式墩：根据现场情况采用在原桥承台横桥方向设置钢管立柱作为千斤顶的支撑平台，钢管立柱直径为630mm，管壁厚为12mm，每节钢管长度根据现场情况来定制，并用法兰盘进行连接；钢管与钢管、钢管与原桥立柱之间采用槽钢固定连接，具体示意图如下所示：

a、钢管立柱设置及千斤顶布置示意图

b、法兰盘连接大样图

2.1.2、钢筋混凝土连续箱梁桥台及盖梁位置：顶升时，千斤顶直接放置在桥台及盖梁上，具体千斤顶的安装示意图如下所示：

2.1.3、预应力混凝土空心板梁：顶升时，在盖梁和桥台上安装三角钢支撑，具体千斤顶安装示意图如下所示：

三角钢支撑采用2cm厚钢板焊接制成，每个三角钢支撑采用9根Φ20螺栓与桥台或盖梁连接，螺栓植入深度为25cm。

2.2顶升准备工作

2.2.1、预制支座垫石。根据每个支座位置的实际情况，确定顶升高度，进而确定每个支座垫石规格，按照设计图纸绑扎钢筋，预制支座垫石并记录、编号；支座垫石钢筋布置采用Φ8，间距为10㎝×10㎝，每层钢筋网间距为8㎝；浇注C30砼，并养生到95%强度后方可使用；

2.2.2、设置千斤顶安装平台，放置好液压千斤顶顶升系统及临时支撑结构。

2.2.3、施工时应根据顶升计算的支撑反力，选择千斤頂的顶升吨位，保证千斤顶顶升吨位需大于2倍的梁体重量；为满足顶升同步要求，千斤顶采用统一型号，为了保证顶升时梁体受力均匀，在同一组千斤顶底下均垫300×300×20mm钢板，顶面垫钢梁，千斤顶必须支顶在底板位置上，千斤顶安放必须平稳。所有千斤顶及油泵进场前均应进行标定。

2.2.4、千斤顶使用方法与注意事项如下：

a 使用前计算重量、选择合适吨位的千斤顶

b 在额定工作压力范围内，若要判定了解千斤顶的实际负荷，核定手动油泵出油处接上压力表座，由压力表指示工作压力，根据工作压力、油缸面积，可知重物的重量。

c 千斤顶的着力点应处于箱梁腹板厚度范围内或空心板的腹板范围内。

d 千斤顶将重物顶升后，及时用支撑物将重物支撑牢固，禁止将千斤顶作为支撑物使用。如要将数台千斤顶同时使用，应使用多顶分配阀，并考虑负载的均衡性，以免产生倾倒。

e顶升前在桥面上设观测标志。其中每孔、设4个（纵向2个、横向2个），顶升时，由专业技术人员对梁顶面进行测量，以便准备反映梁体顶升时竖向变位。设置观测标志的原则是均匀对称。

f梁体在顶升前应详细测量墩台处梁底及墩台帽顶面标高，以便精确确定顶升高度；顶升前应采取必要的纵横向位移限位措施，以防梁体在顶升过程中产生平面偏位；另外，顶升前应对各方面进行检查。检查设备是否完好，检查人员是否到位，检查通信器材是否良好，检查计算数据是否正确，必须对所有操作人员进行技术交底，确保施工安全。对每片梁体在固定位置做一标记，在顶升时用钢尺测量并填写好施工记录，以便控制顶升高度。

2.2.5、在正式顶升前，应进行试顶：千斤顶安装完毕，待临时承重层稳定后，即可开始试顶；试顶主要是为了消除支撑本身的非弹性变形或沉降，在主梁顶起微小高度即可停止，并停放约半个小时进行观察无任何变化后才能整体顶升。

2.3、顶升施工

2.3.1、千斤顶放置在支点位置，由专人指挥，统一指挥，统一发令，每次顶升高度为5mm。根据13座桥梁不同的顶升要求，顶升到相应高度。

2.3.2、顶升过程中要设置临时支撑，并准备厚度为20mm、10mm、8mm及6mm的钢板块。千斤顶由油泵控制，每台油泵控制多台千斤顶，每个千斤顶要由专人负责，随时测量，保证每个千斤顶处的顶升高度基本保持一致，误差不能超过0.5mm.

2.3.3、试顶完成后，在专业人员的统一指挥下所有千斤顶慢慢用力整体顶起梁体使其离开原支座约1㎝立即停止，并立即在上、下横梁间增设临时固定点，以增加接触点和面积，提高顶升系统的稳定性，确保桥梁整体安全。

2.3.4、顶升时以竖向位移和千斤顶油压表读数进行双控。竖向位移用桥面上设置的观测标志确定，要求竖向位移差基本保持一致。竖向位移观测人员要随时与专业指挥员保持密切联系，由指挥员指导油泵操作人员进行操作。同时，各油泵操作人员通过油压表读数随时进行调整。顶升时各油压表读数与理论计算误差值不超过±1Mpa。在顶升过程中如发现异常情况，要立即停止顶升，查明原因处理后方可继续顶升。顶升时一定要缓慢同步，且一边顶升一边支垫，打紧临时支撑螺母，以防发生突发事件。

2.3.5、当梁体脱离支座，顶升高度达到设计标高后，及时解除原支座与盖梁、台帽、墩柱顶面及梁体的连接件，并清理建筑垃圾。如发现盖梁、台帽或墩柱存在其他病害或顶面不平整，此时应对病害立即进行相应的规范处治，对顶面不平整采用高标号专用环氧树脂砂浆找平。盖梁、台帽及墩柱处治完成后，即可将预制好的支座垫石安放在规定位置。在安装新支座时，支座位置一定要准确，并使支座上下表面与台帽、墩柱及梁底充分接触。在落梁和拆除千斤顶时，要同步均匀缓慢卸载。

2.3.6、落梁完成后，对盖梁、台帽或墩柱顶面进行部分凿除，围着支座垫石绑扎钢筋网，并且立模板浇注C30自流平砼，使其对预制垫石与盖梁、台帽或墩柱连接一起。

2.3.7、顶升时遇到以下几种情况时，立即停止顶升：

a、千斤顶顶升高度相差5mm；

b、梁体出现纵向或横向位移；

c、梁体、墩柱、盖梁、桥台、系梁等出现新裂缝。

2.4、顶升施工注意事项

2.4.1、施工前要做好检查，根据具体情况确定顶升加高顺序，按次序依次实施。整体梁体顶升施工方案，要通过准确的分析和计算，配备足够的机械设备和劳动力；同时，在顶起和落梁时，要有专业人员统一指挥，确保所有被顶的梁体同步上升，同步下降。

2.4.2、要认真做好测量，观察记录工作。要准确计算出原支座和现支座的高度差，以指导施工，确保梁体、桥面系支座更换前后的标高。

2.4.3、支座的质量检验及安装是保证支座正常使用的关键。支座安装前应进行检验，施工时应根据不同的支座类型按照相关要求進行安装。

2.4.4、正式顶升前必须进行试顶，试顶时需将梁体顶起一定高度，检查梁体及顶升设施是否异常，确保安全后方可进行正式顶升。施工有关人员应结合现场情况对顶升方案进行完善和优化，保证其安全可靠。

2.4.5、针对预应力空心板梁，安装符合图纸要求的板式支座；针对箱梁，在支座垫石施工时预埋锚拴，根据要求，尽量重新安装原拆除的盆式支座，如发现原支座损坏较厉害，通知现场监理及业主代表再商定是否更换。

3、工艺特点

3.1、针对不同的桥梁结构选用不同的顶升施工平台，特别是对钢筋混凝土连续箱梁和预应力空心板梁，选用合适的施工平台，既能满足施工的实际需要，保证安全可靠，又能因地制宜，节约成本。

3.2、采用预制支座垫石的方法，根据支座情况及顶升高度要求，提前预制好支座垫石，顶升到位后及时安装支座垫石及支座，为落梁提供条件，降低了长时间采用临时支撑的风险，保证安全，也可及时拆卸顶升设备及牛腿等支撑设施，从而缩短施工周期，减少周转材料，节约成本。

3.3、顶升时以竖向位移和千斤顶油压表读数进行双控，实行统一指挥，专人跟踪，测量、观察并举，充分保证施工安全，避免梁体损坏。

4、结语

针对连续现浇箱梁和预应力空心板梁旧桥顶升的不同特点，以及旧桥顶升施工的安全、准确、快速要求，通过梅观高速扩建工程的实际研究，制定出切实可行的施工方案。从施工效果看，本工程安全快速地完成了旧桥顶升施工，配合了整体扩建工程的顺利推进，经济效果好，社会评价高。随着越来越多的道路不能满足经济社会发展需求而进行扩建，既有旧桥顶升施工往往是影响扩建的质量和工期的关键点。本文依托实际施工项目，研究了连续现浇箱梁和预应力空心板梁旧桥顶升的工艺，为类似工程的施工提供技术支持和工艺方面的参考。