桥梁整体同步顶升及监测技术

肖宏宇，刘薇

(江西省瑞寻高速公路有限责任公司， 江西 会昌 342600)

桥梁整体同步顶升技术在既有桥梁提高通航净空、调整桥梁纵向线形等改造工程中应用较多，相比拆除重建，该技术在施工周期、造价、交通组织等方面优势明显。浙江省湖州市长兴县港口村长和公路上港口大桥整体同步顶升3.0 m,高度较大，施工、监测方案的制订及实施关系到项目质量、安全能否达到目标要求。

1 工程背景

港口大桥原桥长471 m，主桥为(45+80+45) m预应力砼连续箱梁，两侧引桥为20 m简支板梁和30 m先简支后连续组合箱梁结构，全桥配跨为3×20 m+2×30 m+(45+80+45) m+6×30 m。主桥主墩采用群桩基础加承台，下部结构采用实体桥墩；引桥基础采用单排桩基础，无承台，下部结构为双柱桥墩加盖梁，桥台采用桩接盖梁式台。

该桥上跨长湖申线航道，目前通行净空不能满足Ⅲ级航道标准。为此，将全桥整体同步顶升3.0 m，两岸各增设3跨20 m空心板梁桥接顺引道。同步顶升重量见表1，工艺流程见图1。

表1 港口大桥全桥同步顶升重量

图1 全桥整体同步顶升施工流程

2 各墩顶升千斤顶布置与荷载托换方案

2.1 主桥主墩6#、7#墩

主墩采用直接顶升法，利用承台作为反力基础，在承台与梁底之间安装液压千斤顶、交替机械千斤顶、支撑系统进行顶升。在梁底安装钢分配梁，钢分配梁采用双拼36a工字钢，调平后固定。钢分配梁与梁底间缝隙采用高强度灌浆料填充，强度40 MPa。单墩布置200 t墩顶升千斤顶和交替机械千斤顶各20台(见图2、图3)。

图2 主桥主墩顶升布置立面图(单位：cm)

图3 主桥主墩顶升布置平面图(单位：cm)

2.2 主引桥过渡墩5#、8#墩

主引桥过渡墩采用直接顶升法，过渡墩两侧分属2个施工段。利用承台作为反力基础，在承台与梁底之间安装液压千斤顶、交替机械千斤顶、支撑系统进行顶升。在梁底安装钢分配梁，调平后固定，钢分配梁与梁底间缝隙采用高强灌浆料填充。引桥一侧布置200 t顶升顶和交替机械千斤顶各4台，主桥一侧布置200 t顶升顶和交替机械千斤顶各4台(见图4～7)。

图4 引桥侧顶升布置正立面图(单位：cm)

2.3 引桥桥墩

引桥桥墩采用断柱顶升法，由于基础未设置承台，在桥墩适当高度浇筑钢筋砼抱柱梁，为顶升提供反力，在抱柱梁与盖梁之间安装液压千斤顶、交替机械千斤顶、支撑结构，切断桥墩完成荷载托换，盖梁倒角植筋浇筑砼找平。箱梁单墩布置500 t墩顶升千斤顶和400 t交替机械千斤顶各4台，板梁单墩布置200 t墩顶升千斤顶和200 t交替机械千斤顶各4台(见图8)。

图5 主桥侧顶升布置正立面图(单位：cm)

图6 过渡墩顶升侧立面图(单位：cm)

图7 过渡墩顶升平面图(单位：cm)

图8 引桥桥墩顶升立面图(单位：cm)

2.4 引桥桥台

如图9所示，桥台采用直接顶升法，在承台跨内侧施工10根静压锚杆桩，在桩顶施工钢筋砼地基梁作为顶升反力基础。在梁底安装钢分配梁作为顶升受力点，在地基梁与钢分配梁之间安装千斤顶进行顶升。单台布置200 t墩顶升千斤顶和交替机械千斤顶各4台；静压锚杆桩采用300 mm×300 mm砼方桩，单台布置10根。

图9 桥台顶升立面图(单位：cm)

2.5 千斤顶配置(见表2)

表2 千斤顶配置

3 施工监测

桥梁顶升过程中由于纵、横向各支点理论上无法达到完全同步施工，还存在纵、横向位移的可能性，给桥梁顶升施工带来一定风险。加上该桥施工顶升力和位移均较大，为保证施工安全和质量，对主桥(6～8跨)进行施工监测。

3.1 监测方案

(1) 位移及线形监测。该桥顶升设计维持原设计纵坡，整体顶升3.0 m。顶升前对既有桥梁进行全面测量，获得线形初始值，以此为基准计算线形控制目标值。梁体整体脱空离开原支座后，以位移控制为主，顶升过程中保持顶升的同步性，随时监测梁体顶升过程中的位移。桥面植入膨胀钉布置测点，梁底及墩顶布置小棱镜、LXW精密拉绳位移传感器测点。

(2) 高程监测。桥梁的高程控制即控制顶升过程中高差是施工控制重点，其目标是保证桥梁顶升过程的同步性和稳定性，确保安全并达到设计标高。

(3) 应力监测。根据理论计算分析，应力测点布置本着“少而精”的原则。对于顶升施工的连续梁桥，施工过程中主梁中支点的弯矩最大，且在不同施工工序下主梁顶、底板应力变化幅度最大，故选择中支点截面作为主要应力测试断面；由于边跨2/3位置截面高度小，当边支点顶升过程中位移误差较大时，该截面的应力变化幅度也较大，在此处设置应力测试断面可辅助判断结构的受力情况；跨中合龙段作为连续梁桥的关键节段，有必要进行应力监测。应力监测从顶升开始，逐段监测，一直到顶升到位、支座安装完成。

3.2 监测频率(见表3)

表3 顶升施工监测频率 次/d

3.3 监测控制标准

建立该桥主桥连续梁有限元计算模型，计算理论控制值(见表4)。

表4 监测控制标准和实测值

3.4 监测结论

全桥顶升共历经11 d，累计顶升高度为3.0 m，监测结果见表4。该桥顶升高度为国内较高值，顶升施工完成后未发现新增桥梁结构病害，施工过程中监测实测值在理论值控制范围内。