既有连续梁顶升工程的监理控制

范 兵 福州诺成工程项目管理有限公司，福建 厦门 361000

1 前言

近年来，随着城市基础建设的推进，需要对不满足通行能力的道路桥梁进行改扩建，经常碰到对既有连续梁的顶升改造。既有连续梁顶升是梁体在竖直方向上的移位。对于超静定结构，由于多余约束的存在，顶升位移误差会产生次内力，严重时会影响结构的安全。因此，连续梁顶升，控制的核心是确保梁体在顶升过程中为刚体移位。连续梁顶升不改变结构体系，但是有可能通过铺装层来调整桥面标高和线形，这涉及到结构荷载的改变，进而影响结构受力。因此，要进行顶升前后的主梁的分析和验算，必要时要对主梁进行加固。连续梁主梁顶升后墩、台、支座等要进行相应的改造。

连续梁顶升使用PLC 液压同步顶升控制技术。顶升系统的构成包括临时支撑子系统、液压顶升子系统、PLC 控制子系统、随动支撑子系统、纵横限位子系统、监控量测子系统，根据工程不同，各子系统的设计会有差异。目前，连续梁顶升改造成功的案例越来越多［1-3］，但由于连续梁顶升技术复杂、安全责任重大，而且没有相应的规范规定，给监理工作带来了困难和挑战。文章以某连续梁顶升为工程背景，细述了其监理工作流程和监理控制要点及目标值，以期为同类工程的监理工作提供借鉴。

2 工程概况

某跨线桥孔跨布置为(5 ×30)+(2 ×30 +40 +2 ×30)+(3 ×30)m，共三联，均采用等高度预应力混凝土连续箱梁。第二联设置下牛腿，第一、三联设置上牛腿支承于第二联下牛腿上。根据规划该路段要改造为全线高架，拟对既有跨线桥进行改造利用。跨线桥第一联改造前后纵断面高差较大，为0.069～1.433m，需对第一联进行顶升改造处理，通过顶升、旋转后，原桥台处箱梁末端比新桥面低47cm，采用增设混凝土调平层+PP 管及在箱内布置体外预应力加固的改造方案。

第一联箱梁位于半径2000m 的圆曲线上，位于上坡处，坡度1.52%。箱梁梁高1.8m、梁宽13.25m，外侧腹板为流线形。既有桥台为一字轻型桥台，每个桥台布置6 根直径1.2m 钻孔灌注桩。桥墩采用花瓶式板式墩。对本联连续箱梁进行同步顶升，具体参数见表1。

表1 第一联箱梁顶升参数表

3 专业工程特点

(1)该桥顶升工程为变坡顶升，顶升高度虽然不高，但顶升支点集中在箱梁中部纵向隔板位置，且0 号台拆除并新建扩大基础，新建桥墩和拟顶升的箱梁紧邻，相互影响较大。

(2)为防止在顶升过程中液压系统出现故障导致千斤顶失效而造成落梁事故，顶升千斤顶采取系统自动封闭和机械锁紧等多重锁定装置，并采用跟随装置，确保在顶升过程中安全可靠。

(3)由于是连续梁变坡顶升，其梁的水平投影变长，梁底与千斤顶之间有坡度变化，由此引起顶升系统与支持系统位置的变化等问题。为防止梁体纵向移动，采用在5 号墩制作纵向限位装置控制梁体在顶升过程中的纵向位移。在顶升过程中，梁体纵坡的变化会导致千斤顶顶点与梁底产生偏角，因此，在顶升之前在千斤顶与分配梁之间采用楔形钢板进行抄垫，随着顶升高度的增加，角度的变化，楔形钢板随之减少，同时，充分考虑因偏角引起的水平分力对支撑系统的影响，选用的千斤顶顶帽允许3°以下的角度偏转。为消除安装在梁底的千斤顶与支撑系统间的相对位移，采用千斤顶底端设置可移动的调节装置，不断调节千斤顶的纵向位置，确保支撑系统不出现偏心受压的情况。

(4)梁体顶升过程中对主梁的纵横向位移进行控制。为确保在梁体顶升过程中位移的变化始终控制在设计值及误差范围内，纵横向限位采用可调节装置，并保证此装置有足够的刚度，满足梁体纵横向限位的要求，并应有足够的安全储备。在顶升过程中，加强观测。

(5)顶升后更换5 号桥墩牛腿处的支座。先以5 号墩为旋转中心进行变坡顶升，顶升结束后将梁体整体顶升20cm，将原有支座拆除，安装新支座。

4 监理工作流程

连续梁顶升监理工作流程与顶升施工流程紧密相关，包含监理对“人、机、料、法、环”五大要素的控制。该桥连续梁顶升监理工作流程见图1。

图1 连续梁顶升监理工作流程图

5 监理控制要点和目标值

5.1 审查施组(方案)

连续梁顶升是专业性、技术性要求很高的工程实践活动。其成败关键在于合理制定施工方案，并严格按照方案实施。因此，方案的审查是监理前期控制的重点。需要特别指出的是连续梁顶升工程属于危险性较大的分部分项工程，应按照《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的规定召开专家论证会。监理应控制施工方案按照专家论证意见进行修改和完善。

5.2 承台加宽、扩大基础

(1)凡进场的钢筋、植筋胶、灌浆料、水泥、钢材等原材料必须由施工单位向监理机构填报《建筑材料报验单》，各材料必须有出厂合格证及出厂检验报告单。施工单位应按批完成材料送检，检验合格后方可用于本工程。涉及结构安全的试块、试件和材料见证取样和送检的比例不得低于有关技术标准中规定应取样数量的30%。

(2)监理工程师对现场的建筑材料，应到现场对所进材料品种、规格、数量和外观质量按设计要求，根据出厂合格证、出厂检验报告，对照施工方送检的报告进行核查确认。

(3)承台加固施工工序为:基坑开挖-＞凿毛-＞植筋孔定位-＞钻孔-＞清孔-＞注胶-＞植筋-＞绑扎钢筋-＞支模-＞浇筑混凝土-＞养生。各工序不可颠倒。

(4)混凝土的凿毛要求凿除混凝土表面的浮浆，见到粗骨料为止，混凝土表面可采用风镐机凿毛和人工凿毛，在无法使用风镐机的部位采用人工凿毛。凿毛应使露出新鲜混凝土面积不低于75%。人工凿毛时混凝土应达到2.5MPa，风镐机凿毛时混凝土应达到10MPa。凿除混凝土表面的水泥砂浆和松软层，清除混凝土凿毛面的杂物，用水清洗干净混凝土表面，充分湿润，但不得有积水。

(5)植筋按照《公路桥梁加固施工技术规范》(JTGT J23-2008)附录A 验收。钻孔直径大于钢筋直径4～8mm，孔深大于15d，且小于15d+20mm，平面偏差小于10mm，垂直度偏差小于5°。植筋后应做抗拔试验，同规格、同型号，基本相同部位的植筋组成一个检验批。抽取数量按每批植筋总数的1‰计算，且不少于3 根。

(6)承台钢筋要求钢筋级别、直径、根数、间距、保护层、加工尺寸、安装位置均应符合设计要求，绑扎或焊接钢筋网和钢筋骨架不得有变形、松脱和开焊。加工安装的允许偏差应符合规范要求。模板的支设必须在保证几何尺寸的情况下牢固可靠，模板在混凝土浇筑过程中不得变形走样。

(7)混凝土的配合比必须作到严格控制，每盘材料用量过秤拌和，合理振捣，不得出现离析现象。每一台班机拌混凝土，制取试块不得少于2 组，每组3 块。拆模后不得出现蜂窝麻面，更不能出现空洞现象。混凝土浇筑后应及时进行养护，且养护龄期不得少于7 天。

(8)承台加宽子分部工程每个基坑的开挖、模板、钢筋(含植筋)、混凝土分项工程完工后，应报监理验收。

(9)0 号台扩大基础子分部工程的基坑开挖、地基、模板与支架、钢筋、混凝土、土方回填分项工程完工后，应报监理验收。

5.3 主梁体外预应力加固

体外预应力加固按照土建工程进行报验。

(1)体外预应力加固分为钢筋、混凝土、预应力三个分项工程，按每跨进行检验批划分。在分项工程完成后施工单位应向监理机构报验。

(2)预应力钢筋应在使用前检验。监理工程师应到现场对所进预应力钢筋原材品种、规格、数量和外观质量按设计要求，根据出厂合格证、出厂检验报告，对照施工方送检的报告进行核查确认。

(3)预应力张拉过程，监理工程师应全程旁站。按张拉力和伸长量双控对张拉进行验收。

5.4 顶升系统安装

(1)钢支撑螺栓的固定使用两块模板固定，按设计图上螺栓直径钻孔，钻孔直径大于螺栓直径2mm，模板厚度一般为6-12mm。钢支撑预埋螺栓的位置应准确无误。露出承台面的螺栓应加塑料护套防止沾上混凝土及水。

(2)托架体系由支撑钢筒、临时垫块以及水平连系杆等组成。支撑钢筒、水平连系杆进场后应检验其外观尺寸，严格按方案执行。

(3)支撑钢筒、水平连系杆的安装严格按方案执行。支撑缸筒的垂直度偏差小于H‰。按照支撑稳定高度不超过3m 即安装纵横向联系。

(4)顶升专用临时钢垫块用在千斤顶与临时支撑之间。临时钢垫块与顶升托架体系的钢管相对应，也采用圆钢管，两端焊接厚为12mm的法兰。每个临时支撑顶部均配置一对楔块和薄厚不一的钢板，以满足不同顶升高度的要求。为避免顶升过程中支撑失稳，钢垫块间通过法兰连接)。当顶升高度到达1.0 米时，增加一节钢管支撑用以替换临时垫块，以增强支撑稳定性。支撑结构之间连结牢固，即临时垫块之间栓接、钢管支撑与承台栓接、钢管支撑间及临时垫块间均用螺栓进行连接。通过以上措施保证支撑结构有良好的整体性，防止因桥梁顶升可能发生的滑移造成支撑体系的失稳破坏。

(5)梁底垫块平面尺寸设置为0.8m* 0.8m，垫块最薄处不小于0.2m，其余各处高度根据梁体的横坡进行调节，确保同一断面各梁底垫块底标高在同一水平线上。梁底垫块采用高强度无收缩灌浆料进行浇筑，梁底垫块底部设置一块8mm 厚预埋钢板，钢板与分配梁进行焊接连接。

(6)分配梁采用20mm 厚钢板焊接800mm 宽、500mm 高箱型断面，设置3 条竖向肋板，纵向用10mm 钢板间距250mm 加劲。应控制分配梁尺寸与方案一致。

(7)千斤顶的型号、规格应于方案一致，千斤顶的校准证书应在有效期内。液压同步顶升系统(PLC)应有出厂合格证、使用说明书，检校证书应在有效期内，各位移传感器的检校证书在有效期内。连接千斤顶与油泵的油管应有出厂合格证书，外观不应有鼓包、开裂、油污等外观缺陷，分油阀不应有锈蚀、缺损、油污等。

(8)千斤顶的初始安装误差要求控制住0.5%H 范围内，即千斤顶底部偏差2mm。在顶升过程中每顶升10cm 调整一次千斤顶的位置和倾斜度。油管须做架空或埋设处理，当不得不在地面布设时，须做保护措施。各管路、阀门必须有明确的标示。

(9)梁底分配梁垫块应严格按照方案控制其位置，确保其中心与腹板或梁体实心段对应。梁底垫块位置偏差应小于3cm，当偏差过大时应征求第三方监测单位意见。

(10)限位系统的材料、安装尺寸应严格按照方案设置。限位架的尺寸偏差按照《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001 执行。

(11)顶升操作属于特殊工种，对于特殊工种人员应持证上岗。施工单位应报告主要操作人员的名单及持证情况。

5.5 试顶升

正式顶升之前应进行试顶升，试顶升高度20mm。试顶升过程必须加强各关键点的监控监测，确定顶升系统、支撑体系、监控系统及第三方监测单位的各组成系统安全可靠运行。对于试顶升过程中出现各种非正常情况必须记录备案，制定专项处理办法。试顶升主要控制以下内容:油缸、油管、泵站操纵台、监测仪等安装完毕检查无误;检查整个系统的工作情况，油路情况;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，按计算荷载的90%加压，进行油缸的保压试验2 小时;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;为观察顶升处是否脱离，需用百分表测定其行程;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，最终由指挥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;试顶升结束后，提供整体姿态、结构位移等情况，为正式顶升提供依据。

试顶升是对整套顶升各系统的检验，试顶升时监理应全程旁站检查。试顶升成功后施工单位、第三方监测单位、设计单位、监理机构、建设单位共同确认，进入正式顶升阶段。

5.6 正式顶升

(1)桥梁顶升施工完成后的线形与设计线形在各测点的误差均控制在规范规定和设计要求的范围之内。按《公路桥涵施工技术规范》(JTGTF 50-2011)、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ 2-2008)要求，设计制定了如下的高程误差及钢管支撑应力控制水平:顶升施工总目标是成桥后桥面高程与设计值误差控制在±5mm 以内，横向控制在±2mm 以内;在顶升过程中，墩柱之间的沉降差报警值为3.5mm;顶升过程中，主梁附加应力处于合理范围内，不出现新的裂缝，原有裂缝宽度无明显增大，满足相关规范要求。顶升过程中，钢管支撑轴向压应力均应控制在满足规范规定的材料强度和结构稳定范围之内。

(2)正式顶升，每一顶升标准行程为100mm，最大顶升速度3～4mm/min。正式顶升时，监理应进行旁站检查主要工种的操作，应严格按照方案执行，确保安全。在千斤顶达到最大行程，接长支撑柱期间，施工单位应检验支架系统、限位系统、液压顶升系统的安全性，排除安全隐患，并向监理机构报验。

(3)正式顶升时，当某组千斤顶达到标准行程时，施工单位、第三方监测单位应进行桥梁状态测量，并报送监理。监理机构汇总施工单位与第三方监测单位的监测数据，报送至现场指挥组，参与对监测数据的分析，并为决策提供建议。施工单位进行支架、液压系统的自检，填报支架检查记录表、液压系统检查记录表。

5.7 桥墩接长、台改墩、支座安装

(1)墩柱钢筋接长采用I 级接头，施工单位应在监理见证下取样，对机械连接接头送检。接头抗拉强度、变形性能应满足《钢筋机械连接技术规程》JGJ 107-2010 要求。

(2)桥墩顶升系统、限位系统安装的控制要点参照主梁顶升执行。顶升控制以控制墩顶标高以及墩身偏位为主。墩顶高程误差控制在±5mm 以内，横向偏位控制在±2mm 以内。

(3)墩柱顶升就位，在主梁支撑系统辅助下临时固定墩柱顶节段。为确保墩柱连接线性及外观质量，墩柱凿毛外围钢筋凿出时，按照连接要求，至少凿出25cm 原墩柱混凝土，此时需要在凿出高度25cm 处划线标记，采用切割机将混凝土沿水平面切入深度10mm，混凝土凿出以此为界，切割机切入深度严格控制在10mm 以内，不得切入过深，以免切断墩柱钢筋。墩柱凿除完毕后须用清水冲洗，不得留有灰尘和杂物。

(4)钢模板按设计制作，由原墩柱顶面向上拼接，以方便混凝土的浇筑，模板与模板之间用螺栓连接，整个模板用钢管架固定。应尽量减轻模板安装对主梁及桥墩支撑系统的扰动。

(5)墩柱接高混凝土浇筑时，监理应旁站检查。混凝土的塌落度控制在110～130mm。通过总的混凝土用量，推算出浇筑混凝土的高度，每隔30cm 左右为一层，使用振捣棒浇捣密实。混凝土浇筑后12 小时应进行养护，当气温较高时养护次数每天不小于3 次，浇水养护时间不少于七昼夜。每一墩台应制作2 组六块试块。

(6)墩柱接长到位后，需重新制作支座垫石、安装支座。支座安装质量按《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ 2-2008)验收。

5.8 落梁

(1)利用各墩的顶升设备进行整体落梁，落梁最大高度在施工前根据工况模拟计算确定，并考虑到竖向千斤顶最大行程，落梁完成后再次进行纵横向调整，线形满足设计及规范要求。

(2)落梁过程中监理要进行旁站检查。落梁过程中，各墩柱之间的沉降差报警值为3.5mm，落梁过程中，主梁附加应力处于合理范围内，不出现新的裂缝，原有裂缝宽度无明显增大，满足相关规范要求。落梁过程中，当某组千斤顶达到最大行程，需要撤换支撑时。施工单位、第三方监测单位应测量桥梁状态，并报送监理。监理机构汇总施工单位与第三方监测单位的监测数据，报送至现场指挥组，参与对监测数据的分析，并为决策提供建议。

(3)落梁完成后桥面高程与设计值误差控制在±5mm 以内，横向控制在±2mm 以内。落梁完成后施工单位、第三方监测单位提供最终桥梁状态，监理机构协调施工单位、监测单位、设计单位、监理机构、建设单位共同确认桥梁状态。

5.9 施工监控

(1)施工监控由施工方和第三方监测同时进行，两方须保持工作的独立性，数据相互校核。

(2)监测所采用的仪器须经有资质的计量单位检定合格或出具校准证书，并且在有效期内。

(3)第三方监测方案需经专家论证通过后采用。现场测点布置应严格按照方案执行。

(4)监测数据应采用正式的记录表格现场填报，不得随意记录或补记录，原始记录应信息齐全，并经现场检测人员、复核人员签字。

6 结语

目前，该桥的顶升施工已经顺利完成。监理工程师重视事前控制，严格审查方案。顶升过程中监理工程师遵照监理实施细则进行控制，确保了顶升施工过程的平稳、有序、可控。该桥梁顶升成功取得了较好的经济、社会和环境效益。

［1］陈志强.厦门仙岳路改造工程既有桥梁顶升技术［J］.公路，2012(9).

［2］韩振勇，张振学.桥梁改造工程中同步顶升技术的应用［J］.中国市政工程，2007(01).

［3］陈舟，余晓琳.北江大桥引桥整体顶升施工技术［J］.桥梁建设，2014(01).

［4］姚玲森.桥梁工程［M］.人民交通出版社，2008.

［5］GB/T50319-2013.建设工程监理规范［S］.2013.

［6］CJJ 2-2008.城市桥梁工程施工与质量验收规范［S］.2008.