跨营业线桥梁顶升施工工艺及操作要点

范 忠 明

(南京交通职业技术学院，江苏 南京 210000)



跨营业线桥梁顶升施工工艺及操作要点

范 忠 明

(南京交通职业技术学院，江苏 南京 210000)

结合蓝烟铁路立交桥施工实例，阐述了桥梁顶升施工方法及操作要点，指出在既有线桥梁改造中，采用桥梁整体同步顶升方案，增大桥下净空，既保证了桥梁结构的使用要求，又节约了投资，满足了桥梁立体交通发展的需要。

立交桥，顶升作业，千斤顶，钢支撑体系

1 概述

桥梁顶升改造技术，是采用千斤顶及辅助设备，在保持原来现有的桥梁主体梁跨结构不被破坏的情况下，将桥梁梁跨整体向上顶升一段高度，增大桥下净空，以满足桥梁立体交通发展的需要。桥梁顶升改造技术的应用，改变了既有桥梁整体结构正常，却因桥下空间不够，而被拆除的命运，避免了桥梁拆除重建的不必要浪费，有效节约了大量的重建资金。该技术适用于净空不足的跨线立交桥梁、航道桥梁、线路整体改造桥梁以及桥梁支座更换等工程项目，本文重点阐述蓝烟铁路立交桥工程改造中，采用的桥梁整体同步顶升施工工艺及操作要点，可对既有立交桥梁施工改造起到一定指导性作用。

2 工程概况

中铁一局五公司施工承建的青荣城际铁路，在其里程DK94+515.8处，和现既有的蓝烟铁路公铁立交桥相交叉，要求线路从其下穿过。蓝烟铁路的立交桥将跨越两股正线，一股站线及两股渡线，而由于原桥梁高度不够，将影响青荣城际铁路净空高度要求。原初步设想为拆除既有梁跨后重建，但考虑到重建投资较大，后进一步根据新建青荣城际铁路净空要求，和桥梁结构特征、外观环境因素等方面评估结论，最终决定对上跨蓝烟铁路(23+35+23)m预应力连续箱梁桥进行改造，采用梁跨整体顶升方案，以满足下穿的新建青荣城际铁路净空要求。蓝烟铁路(23+35+23)m预应力连续箱梁桥，箱梁截面形式为单箱多室截面，一联的混凝土约为831 m3(含桥面铺装、防撞护栏)，总重约2 161 t，采用梁跨整体顶升，顶升高度以桥梁中心处为标准0号台顶升高0.828 m，1号墩顶升高0.636 m，2号墩顶升高0.331 m，3号台顶升高0.137 m，工程由中铁一局五公司承建施工。

3 桥梁顶升施工方法

蓝烟铁路立交桥桥梁整体同步顶升施工方法，是采用在原有桥墩台上安装千斤顶，以桥墩基础为顶升反力，实施顶升箱梁作业。

顶升千斤顶和跟随千斤顶安装，在桥台位置处，主要布设安装在桥梁两端的横梁下部，在桥墩位置处，使用吊机将其吊放至桥梁中间横隔梁的底部。顶升操作的控制系统是采用PLC液压同步顶升技术，使用液压变频调速分两个过程顶升。首先采用一定高度比例将桥墩台各位置的千斤顶同步向上顶升10 mm，然后再将千斤顶按设计顶升值分步操作，最终使桥梁梁体顶升达到设计高度。桥梁梁跨顶升就位后，应立即凿除桥墩台原顶层部分混凝土至露筋，加设钢筋，围立模板，浇筑混凝土，以加高原有桥墩台的高度。待墩台接高混凝土强度达到设计要求后进行落梁。

4 桥梁顶升技术操作要点

4.1 施工准备

桥梁顶升施工过程中，各作业工序可能对营业线行车及设备的使用造成一定的影响，应制定以下防护措施：

施工作业前，对营业线地埋缆线进行详细的现场勘查，防止在基础加固开挖时可能挖断营业线地埋缆线，造成通信或信号中断，影响行车。积极配合设备管理单位对施工范围内的地埋缆线采用探挖的方式进行确认，明确地埋缆线的位置及埋深，并对影响施工的地埋缆线进行迁改保护措施。

在桥梁顶升作业进入既有线两侧段，要平行安设临时塑钢防护栅栏，临时栅栏两端与原防护栅栏连接形成封闭，在适当位置拆除原小部分防护栅栏作为施工通道，施工结束后拆除临时防护栅栏，对原防护栅栏进行恢复。

由于既有线两侧回流线及架空地线距墩柱净距不足，顶升钢支墩支立可能危害回流线，造成电力中断，影响行车安全。故作业前与地方供电段人员进行现场勘查，距离不满足要求的，施工前必须对回流线进行落地，确保回流线安全。

墩柱与既有线外侧钢轨净距较小，基础开挖可能影响铁路路基稳定，施工前在基础外侧浇筑混凝土挡墙，对既有铁路路基进行加固，稳定后紧靠坡脚搭设钢管脚手架，外侧满铺竹胶板形成隔离墙进行防护。

4.2 反力基础加固

一般将桥墩承台作为顶升施工反力基础，千斤顶钢支撑锚固在承台顶面上，如果承台基础因承载力不足或空间不够，而达不到顶升时的承载反力要求，应考虑加宽承台基础。

由于桥台端部安装了千斤顶，其承载反力将改变桥台端部位置的受力，造成桥台基础前端受力增大，为避免对桥台造成损坏，需在原基础前端进行混凝土加宽处理。

4.3 组合钢支撑体系安装

桥梁顶升组合钢支撑体系是和顶升千斤顶相对应的，根据设计要求，桥台处设置4台千斤顶和3台跟随顶，桥墩处设置4台千斤顶和8台跟随顶，故钢支墩体系为桥台处单排7个钢支墩、桥墩处为双排12个钢支墩。在桥梁承台上布置顶升支撑系统时要充分考虑顶升施工的需要，预留出足够的施工作业空间。

组合钢支撑体系主要采用φ609×16 mm钢管立柱为其主要支撑结构，钢管支撑的长度与千斤顶的行程相适应，剪刀撑和平联材料选用槽钢和角钢与立杆焊接形成格构柱，确保结构整体稳定。

钢支撑安装前对安装基础进行找平，平整度控制在2 mm以内，钢支撑安装完毕对其位置、垂直度、与基础间的密贴程度进行验收，其中平面位置纵横向不超过20 mm，垂直度偏差不超过0.5%。

4.4 千斤顶布置

在2个桥台位置上，各安装了4台500 t的顶升千斤顶和3台500 t的机械跟随顶，在2个桥墩位置上各安装了4台500 t的顶升千斤顶和6台500 t的机械跟随顶。顶升千斤顶采用同步PLC液压顶升系统控制，机械跟随顶采用一套同步跟随系统控制。

4.5 桥梁整体顶升

初步顶升，为了检查千斤顶在整个顶升施工系统的工作状态，以及对桥梁重量结果的校核，在正式顶升之前，应进行初步顶升操作，初步顶升高度为10 mm。在初步顶升前，先对原桥梁结构进行全面测量，记录原始数据,作为正式顶升数据的计算和监测依据。初步顶升时先将荷载加载到设计值的80%，观察各千斤顶油压等工作是否正常，然后逐步缓慢加载，当各千斤顶顶升高度达到10 mm后，停机10 min，让各千斤顶保持支顶受压状态，全面检查桥梁线形变化情况，钢管支撑架有无变形，千斤顶支顶部位有无滑移，混凝土局部有无裂纹等破坏现象发生。初步顶升合格后才能进行正式顶升。

正式顶升，先由主千斤顶开始顶升，当主千斤顶顶升达到一个行程后停止，这时提升跟随千斤顶上升至和主千斤顶同一个顶面位置，然后主千斤顶缓慢回油，逐步下降落顶，而跟随千斤顶逐渐受力支撑梁体重量。然后在主千斤顶下加设临时钢垫块，操控主千斤顶开始第二个行程的顶升，当主千斤顶顶到梁体开始受力后，可使跟随千斤顶缓慢回油逐步落顶，之后在其下也加设临时钢垫块。千斤顶每次顶升的行程要能满足加设钢垫块的厚度安装要求，但也不能顶升过高，以免支承不稳而造成安全事故。每次顶升要控制拉线传感器误差小于2 mm，一旦超限，应立即停止控制系统顶升，以确保梁体安全。

4.6 顶升作业中桥梁整体监测

在桥梁顶升作业过程中，随着梁体上部结构的顶升，全桥梁体的纵向偏差、梁缝宽度等都会发生一定的变化，梁体顶升支承点的相对位置变化对连续梁受力状态将会产生一定的影响。为此在顶升作业的同时，要及时对箱梁梁体的纵横向位移、箱梁梁体的应力变化、桥面标高和桥墩台的沉降等进行全面监测，并及时将监测数据反馈，以利于及时采取措施调整施工加载过程，消除不利因素的影响，确保桥梁结构的安全。

4.7 加高墩台及垫石施工

当梁体顶升到设计高度后，由跟随千斤顶受力支撑梁体重量，即可拆除顶升主千斤顶。然后人工使用风镐对墩台顶混凝土表面凿除浮浆,露出钢筋或粗骨料,并对凿除面用水冲洗干净,不留有杂物和灰尘,墩柱顶混凝土凿除作业中，要注意避免对顶升支撑系统的扰动。然后按设计图纸布置接高钢筋并与原墩台钢筋焊接，模板采用钢板模，其加工设计要按现场实际情况布置，要充分考虑支撑系统对模板安装的影响。根据现场实际情况，采用直接将支座固定于梁底，现场绑扎垫石钢筋，现浇垫石混凝土方式，加快了施工进度。

4.8 落梁

在墩台顶增高混凝土强度达到设计要求后，检查垫石、支座的标高，然后控制主千斤顶缓慢降低梁体落到新支座上，对梁体与支座间的空隙，采用楔形钢板塞填调整。

5 结语

蓝烟铁路立交桥桥梁梁体顶升作业施工历时70 d，其梁体到达顶升设计位置后，经测量平面误差小于5 mm，梁体线形平顺，桥梁整体结构没有任何损伤，施工质量满足设计要求，在不影响既有线交通情况下，不仅保证了施工工期，增大了桥下净空，较好地解决了原有桥梁结构的功能性改造，避免了桥梁拆除重建的不必要浪费，而且也取得了较好的社会经济效益，为今后跨营业线桥梁顶升施工提供了宝贵的经验。

[1] 赵新征.高速公路桥梁顶升施工工艺及应用技术[J].公路交通科技,2011(5)：42-43.

[2] 林 杰，寇永增.桥梁顶升工程施工工艺及关键技术[J].辽宁省交通高等专科学校学报,2013(2)：80-81.

Discussion on construction technology and operation key points of bridge lifting in crossing business line

Fan Zhongming

(NanjingVocationalInstituteofTransportTechnology,Nanjing210000,China)

In this paper, the construction method and operation key points of the bridge jacking are expounded in the light of the example of the construction of the Lan-Yan railway interchange bridge, point out in the reconstruction of cable bridge, the overall bridgehead lifting scheme is adopted to increase the clearance under the bridge, which not only ensures the use of the bridge structure, but also saves the investment and meets the needs of the development of the three-dimensional traffic.

interchange, lifting operation, jack, steel support system

2016-11-22

范忠明(1963- )，男，副教授

1009-6825(2017)04-0178-03

U445

A