调坡顶升技术在城市匝道桥改造中的应用

苏 万 兵

(西安建工市政交通集团有限公司，陕西 西安 710065)

1 工程简介

西安市南二环桃园桥于2002年建成通车，2018年实施改造，对其A，B匝道调坡顶升与既有主线桥拼宽并与新建高架桥贯通。

1.1 桥型概况

西安市南二环A，B匝道桥结构、跨径布置相同。A匝道结构形式为(4×25.36+4×25.36)m两联八跨预制预应力混凝土空心板，现状桥面第1跨～第6跨纵坡为4.101%；第7跨～第8跨纵坡为0.3%。

预应力混凝土空心板：梁高1.2 m，中板顶板厚度0.11 m～0.27 m,底板厚度0.12 m～0.28 m，腹板厚度0.21 m～0.37 m；边板顶板厚度0.115 m～0.27 m,底板厚度0.115 m～0.28 m，腹板厚度0.21 m～0.375 m；梁体采用C50混凝土浇筑，见图1。

下部结构如图2所示。

1.2 改造方案概况

改造方案见图3。

1)既有匝道桥；2)将匝道桥第一跨先行移除择地存放；3)拆除0号承台及桥台，重新建造承台及墩身，同时第2跨～第8跨(1号～8号墩)由既有纵坡调坡顶升至水平，与主线桥拼宽；4)重新架设原第一跨梁，与新建高架桥贯通。

2 顶升工艺及要点

2.1 顶升总体施工方案

根据力的传递情况可将顶升体系划分为三个主要系统，分别为顶升系统、支撑系统、顶升反力系统。其中顶升系统由上临时垫块、分配梁、千斤顶、泵站组成；支撑系统由型钢支撑、联系杆件组成；顶升反力系统由基础分配梁、抱箍、反力基础等组成，见图4。

调坡顶升施工首先施作顶升体系即顶升系统、支撑系统、顶升反力系统，然后进行墩柱切割，再以8号墩(该墩顶升高度为0 mm)为旋转点，采用PLC控制液压同步顶升设备对梁体进行调坡顶升，当1号墩顶升高度达到设计要求时停止调坡顶升施工，再对全桥进行墩柱连接。

顶升后梁体角度发生改变，对全桥支座加入与调坡角度一致的楔形钢板，保证桥梁支座的均匀受力。因匝道桥纵向坡度不相同，需要在正式顶升前将原有桥面连续部位解除，以解决在顶升过程中各组梁体的转动角度不同的问题。

2.2 顶升反力系统施工

本工程原桥梁承台不能满足顶升时安装顶升千斤顶及跟随顶的要求，因此需要对原桥承台进行处理。在承台顺桥向两侧设置与承台等长，宽0.8 m，厚度0.5 m，顶面与原承台顶平齐的C30混凝土基础垫层。

1号～6号墩在承台上设置30 cm厚，与承台及基础垫层平面等大的C30钢筋混凝土结构作为顶升反力基础。承台与顶升反力基础通过植入承台的钢筋连接。反力基础顶设置上下两层焊接型钢作为下分配梁体系。反力基础与分配梁共同构成了顶升反力系统。同时，通过抱箍将下分配梁与墩柱连接以防止分配梁水平移动。

7号、8号墩由于顶升高度较小，利用原桥盖梁作为顶升反力基础即可，无需设置分配梁。

2.3 支撑系统施工

支撑体系要有足够承载力、刚度及稳定性，保证梁体在顶升过程中支撑体系本身状态不变，同时保证梁体在顶升过程中的受力状态不变。支撑系统由钢管支撑、联系杆件等组成。

钢管支撑分为固定节、调整节和转换节。固定节主体采用φ609 mm×16 mm钢管，钢管上下两端焊接厚度为12 mm的法兰。调整节配置在钢管支撑顶部与千斤顶相接，采用φ500 mm×12 mm的钢管，两端焊接厚度为12 mm的法兰。顶升过程中，顶升高度不大于1 m时，采用调整节作为临时支撑。顶升高度大于1 m后，采用固定节动态替换调整节作为临时支撑。固定节与调整节之间通过转换节过渡。

2.4 同步顶升

2.4.1分配梁施工

分配梁主要作用是将千斤顶顶升力传递至盖梁及梁体，因此分配梁要有足够的刚度、强度及稳定性，保证在顶升过程中不发生变形。

分配梁采用双腹板箱式结构，梁宽600 mm，梁高508 mm，梁长为4 m。顺桥向布置两根，两根之间通过H300型钢连接。分配梁通过钢带与盖梁连接。

2.4.2千斤顶选用与安装

根据钢支撑的尺寸、上部梁体重量、顶升高度等参数并结合现场安装条件，选择不同规格的顶升千斤顶。

顶升千斤顶选用带球头可转动的液压千斤顶，以此来解决顶升过程中梁体坡度变化引起的千斤顶与上部结构不垂直对结构产生的局部应力破坏问题。

为防止液压系统在顶升过程中突然失压造成危险，在顶升千斤顶之间配置相同数量跟随千斤顶。跟随千斤顶由液压驱动，机械支撑，可以做到同步无间隙跟随。

2.4.3调坡顶升

将千斤顶加压至设计荷载的90%后锁死，利用金刚石链锯切割墩柱。切割完成后对整个顶升部分称重。为了观察和考核整个顶升施工系统的工作状态同时校核称重结果，在正式顶升之前，先进行试顶升。在试顶升前须对原桥梁结构现状线形进行全面测量，以便后续正式顶升监测对比参照。

试顶升后，观察监测若无问题，即可进行正式顶升，以1号桥墩每一顶升标准行程为200 mm进行控制，最大顶升速度3 mm/min。顶升过程中采用PLC液压同步控制系统进行调坡顶升。

2.5 墩柱接长

顶升完成后，对墩柱进行接长施工。对原墩柱上下切割面进行凿除，露出原有钢筋，采用挤压套筒方式连接新钢筋与原墩柱钢筋。模板采用定型钢模板，模板侧壁顶部预留进料口，利用手拉葫芦起重，人工配合安装。混凝土采用较原墩柱混凝土高一等级的缓凝、微膨胀混凝土分层浇筑。

3 结语

对城市既有立交桥匝道进行调坡顶升拼宽改造，是当前城市立交改扩建施工的一个重要手段。既节约投资，又加快工期、减少施工围挡对城市交通的影响。文中介绍的调坡顶升过程中的一些关键技术，也可以为今后类似工程提供宝贵的经验。