多跨连续梁桥竖向变高度等速率抬升技术的应用

杨 帆

(贵州虎峰交通建设工程有限公司，贵州 贵阳 550000)

1 工程概况

某大桥始建于2010年，为7×30 m先简支后结构连续梁结构。主梁间距为2.25 m，翼缘板问留有0.5 m湿接缝。主梁肋厚0.2～0.5 m，马蹄宽0.5 m。横隔板连接采用现浇湿接缝形式，以保证梁的整体性。由于工程周边工况发生巨大变化，加上桥下河水常年暴涨对公路及桥梁进行冲刷，桥梁连续梁底控制标高无法满足水位设计标准，2018年上旬，通过对桥梁整体状态和周边环境进行充分勘测，决定对桥梁使用竖向变高度等速率抬升技术进行整体抬升。

2 抬升施工设计方案

2.1 施工流程设计

根据桥梁具体情况、周边环境特点以及现有技术工艺条件，规划整体施工流程见图1。

图1 施工设计流程方案

2.2 连续箱梁变高度等速率抬升要点

(1)准备阶段

本案例大桥改造项目重点在于调整桥梁各墩台顶升高度以及纵坡高度，因为桥梁本身自重和跨径都非常大，进行顶升的时候需要对执行设备及支撑性能进行充分考虑，确保安全顺利完成顶升作业。

另外，因为桥梁在顶升过程中有时会出现旋转情况，加上梁体顶升过程因热胀冷缩出现微量变化，会导致顶升系统和梁体发生相对滑移情况，未解决该情况出现产生的安全隐患，需要设置纵横向限位装置。

(2)支撑系统安装

首先，在桥梁梁底位置安装垫块，这是集中顶升力传递给桥梁主体的关键设施，垫款尺寸和材料特性都需要冲考虑桥梁受力和其自身受力。需要注意的是，在进行顶升过程中，梁底垫块会和梁体一起发生偏转，需要用楔形钢板调整角度。梁底垫块施工方法为，用高强度无收缩灌浆料，采用浇注工艺，用植筋连接法来连接垫块和梁底，并用钢筋加固。

其次，将分配梁固定在箱梁底部，连接千斤顶。施工工艺为，用工字钢进行焊接，随后利用起重机设备将分配梁安装到两地预埋钢板上，并进行加固处理。

然后，设置支撑系统，该系统主要由垫块、支撑钢筒灯组成。每个墩柱顶升支撑主体用精加工Φ500×12 mm钢管作为支撑杆。考虑到项目现有材料，使用1 m、2 m级配钢管来实施出时段连接。在顶升段用1 m钢管材料为顶升节，并按照2 m一段标准设置转换连接系统，用方钢装配式杆件作为支撑系统，最终形成拆卸方便且可循环使用的结构设施。

最后，安装千斤顶组。考虑到该顶升技术操作便捷性，千斤顶系统都采用向下方向安装方式，具体方式是将各个千斤顶底座固定在分配梁下方。在安装过程中需要保证设备轴线垂直度，如果安装角度出现偏差，会导致在顶升过程中千斤顶错位，影响顶升精准度，甚至出现安全问题。另外，在安装千斤顶时需要充分考虑到梁体伸长情况，需要对梁体顶升操作工艺进行数学验算。例如，可以设定当偏移量超过20 mm时，将千斤顶拨回旋转轴方向20 mm左右。而梁体旋转伸长、温度变化造成的热胀冷缩情况出现时，千斤顶中心容易发生偏移，导致无法对准该区域支撑设计点中心位，此时需要根据实际情况调整千斤顶位置，确保在梁体顶升过程旋转时，千斤顶组与梁体支撑点保持相对静止，此时可以在千斤顶尾部家装楔形块，以便调平千斤顶组。

(3)抬升技术实施要点

①采用型号规模相匹配的PLC液压顶升系统，使用前冲检查系统各部分功能是否正常，并确保支撑系统、油路、传感器等处于对应状态。

②正式操作前，注意要对梁体进行整体顶升试验，顶升速度设置为1 mm/min，试验高度约10 mm，该过程是在安全前提下检查设备性能和状态，特别是油路、电路是否有破损泄露情况。在试运行高度达到10 mm后，仔细检查桥梁梁体位移是否存在偏差和倾斜，以及确定是否符合设计动态标准。

③整个桥梁进行变高度等速率抬升时，将桥梁按照桥墩氛围左右两组，利用两组部位千斤顶系统进行交替抬升，当其中一组顶升高度达到100 mm后，对另一组千斤顶进行收缸操作，同时在下方加垫100 mm钢制支撑垫块。在交替顶升过程中需要重点观察千斤顶组状态和桥梁整体状态，保证整个过程平缓稳定。顶升达到目标高度之后，锁定千斤顶组。

(4)顶升完成后下部结构加高

根据本案例大桥改造项目实际情况和施工条件，下部结构加高主要采用垫石加高工艺，其主要流程如下：

①待梁体顶升到目标位置之后，先拆除支座及相关混凝土材料。

②根据工程图纸种植钢筋，或者在原有钢筋基础上连接加长，并在基座内预埋螺栓。

③使用钢制垫石代替原有垫石，安装到位，再安装钢板加固。

④将钢板焊接完成之后，在内部关注高强度专用灌浆料。

(5)重置支座并调整到位

①先根据工程标准采用环氧砂浆对支座垫石实施找平工艺。

②在原支座调平钢板基础上用楔形钢板进行焊接，强化支座强度和稳固性。

③安装好支座，并拧紧加固事先预埋的螺栓。

(6)回落梁体

待施工现场垫石、支座等系统抗压强度达标之后，便可以实施梁体回落步骤。该过程需要做到缓慢匀速，有条件的话可运用传感器和监控设备对梁体状态进行实时监控，如果回落过程中梁体本身或整体角度出现问题，须立刻停止落梁，进行精确调整之后再继续操作。需要注意的是，如果落梁完成之后，出现支座脱落情况，需要再将梁体抬高约10 mm，在脱落位置利用环氧结构胶填充，确保梁体保持水平。

(7)后续维护与观测

梁体落位后，需要组织专业小组对桥梁各个位置状态进行实时监测，在桥梁梁体、墩台、垫层等位置设置监测点，利用传感器上传监测数据，进行分析。前期保持较高监测密度和频率，尤其是在雨雪天气，要加强桥梁巡逻维护。后期根据监测结果逐渐降低监测频率到标准水平，确保桥梁整体各部位状态达到设计要求。另外将监测所得到的数据及分析结果整理成档，在监测工作完成后交由桥梁维护管理人员，便于全面掌握桥梁抬升工程详细数据和情况。

3 结束语

通过本案例论述，可以了解到，多跨连续梁桥竖向变高度等速率抬升技术符合当代相关工程的科学、安全、可靠要求，通过PLC液压顶升系统、千斤顶组，采用轮换交替顶升模式，可以对需要调整改造的桥梁进行持续可控的逐级顶升作业。该方法不仅操作相对简便、整体投入少、容错率高、可控性强，同时还能在多种自然条件和桥梁道路条件下进行作业，更能在作业过程中充分保证桥梁各部分稳定，降低对桥梁和周边环境影响。