市政工程桥梁加固梁体顶升更换支座施工的探讨

温放棠

广州市市政工程维修处有限公司 广东 广州 510000

市政工程中，桥梁加固和梁体顶升更换支座施工是常见的维修和改造项目。桥梁加固和梁体顶升更换支座施工需要经过详细的规划和操作，确保施工安全和工程质量。在整个施工过程中，需要严格遵守相关的安全规范，并保持与相关部门和专业人士的沟通和协调。综合多方因素，才能更好的提高市政工程安全性与稳定性，以下进行具体的论述。

1 工程概况

客村立交桥坐落在广州市海珠区，它横贯香港大街和新港路，两者均属于市政道路，香港大街以及新港路均采用了高标准的交通规划，香港大街以50km/h的高速行驶，新港路以40km/h的高速行驶，构成了一条完整的交通网络。

这座四层的转换站是广州大道的一部分，它的基础是一条南北方向的道路，而它的第二层则是一座由钢筋混凝土斜坡结构建造的桥梁，它的第三层是一座由圆形的转换站和一条由八个弯道组成的车道，最后是一座东西方向的桥梁。

（1）第三层支座病害（圆环式转盘）。第三层主桥（圆环式转盘）为单向活动的盆式橡胶支座，由于其结构的特殊性，在支座角度施工安装偏差、长期运营下微小移位的积累、支座磨损等条件影响下，可能出现局部支座顶紧或滑动受阻的情况，使温度变形无法释放，导致主梁产生较大的温度次内力，使其内力分布可能与理想状态存在较大偏差，加剧墩柱破损；由于目前支座滑动状态无法精确掌握，其影响难以定量进行分析，若重新安装盆式支座仍存在施工误差的风险，故本次将第三层（圆环式转盘）36个盆式支座全部更换为圆板式橡胶支座，使温度效应通过支座的弹性变形得到有效控制。

（2）第四层支座病害（东西走向车行高架桥）。第四层的10#墩支座橡胶老化，且存在剪切变形。根据病害情况，对其进行更换处理。

2 工程建设条件与特点

2.1 工程建设条件

（1）自然概况。这个项目位于南亚的一个具有南亚特色的海洋性季节，这里的天气非常适宜，没有极端的低温，没有极端的炎热。这里的气候非常宜人，每天都有大量的降水。根据当前的气象数据，这里的年平均气温为21.7℃，在7～8月份，这里的平均气温为28.0～28.7℃，而且是极端的。

（2）水文。本工程地处珠江三角洲平原北缘。水位的波动会因天气或季节而有所不同，在雨季，水位会升高，而在干燥的时候，水位会下降。在这种情况下，地下水通常储藏在土壤中，这些土壤的土壤结构较松软，是孔隙潜水的水源。在这些土壤中，下面的基岩是裂隙承载水的水源，而淤泥土、亚黏土等细粒土壤中的水分较少[1]。受珠江潮水的影响，河水深0.80～1.30m，水位标高5.0～5.5m，变化幅度0.50m。地下水埋深2.45～4.40m，标高5.3～6.37m。

2.2 工程建设特点

第四层10#墩柱更换支座前需要对10#墩对应的梁体进行顶升，经计算，该段内梁的重量约为181.1*26=4709kN=470.9t＞100t。第三层更换支座前需要梁体进行顶升，经计算，该段内梁的重量约为2713.57*26≈70552.8 kN≈7055.3t＞100t。按照《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》的要求，1000kN及更大的大型建筑物的整体提升、滑动、旋转等工程必须按照特殊要求进行安全管理，必须提前准备相应的安全措施，并由相应的安全专业人士进行审核和评估[2]。

3 市政工程桥梁施工技术流程

3.1 墩支座更换施工步骤

（1）顶升准备。安装支架前，应确认其位置符合规定的标准，并且确保其具有足够的刚性，以确保千斤顶的正常运行，并避免因支座地变形而导致支架的摇晃。此外，为确保安装的过程中，能够有效地避免对梁的破坏，应使用工字钢板将其固定，从而提高其抗压能力。工字钢采用手葫芦或电葫芦的方式安装到位。清理墩台顶上的土石块及松散物质。为了确保顶梁施工的安全，应当按照层次分别设置临时支撑块，并且在施工过程中实施交通管制[3]。

（2）千斤顶安装并试顶。请确保已经建立好了工作场所，并且已经准备好使用千斤顶。当确保临时的承载结构符合预期的条件之后，请立刻启动试验。这是因为它旨在检查支柱是否存在非弹性变形和沉降。如果发现主梁尚未完全抬高，请暂停2个小时，以便确保它的稳固性。请确保千斤顶的受力方向与梁的底部保持垂直。在安装顶梁的过程中，应密切关注其横向及纵向的位移，确保其位移差小于等于1mm。在安装完成后，应采用竖向位移测量及千斤顶油压测量的方式，实现双重管理。

（3）顶升连续箱梁。顶升时采用同轴同步顶升的方式，更换支座轴顶升5mm，以1mm顶升行程为测量单位，检查千斤顶顶升行程达到后，关闭支路油泵开关，全部达到第一个测量单位后。总指挥下达第二次顶升指令，各观察员打开支路油泵开关，液压站加压，继续进行顶升，重新上次的操作，确保千斤顶以1mm的顶升行程实现同步。应采用技术手段确保各点同步顶升。在建造桥梁的同时，要分层安装临时支撑块，将其嵌入桥墩的基础，以确保桥墩的稳定性。

（4）更换支座。更换支座时，对支座预埋钢板进行除锈防锈处理。首先，将旧的支撑结构卸掉，并将其周围的垫片清洁干净。接着，在支撑结构的底部使用优质的环氧树脂砂浆来填补凹陷，并准确测量其高度。最后，使用钢板来调整，并将其重新安装到经过审核的新的支撑结构上。如果发现支撑结构出现了偏差，需要对其进行修正。根据具体的状态，应当选择最合适的措施来解决问题，在解决之后，要移除临时的支撑，然后慢慢地将千斤顶放置，以便使结构重新回到正常的状态。在抬起的过程中，要仔细地检查和记录，以便在更换和维护梁体和桥面的支座之间建立起一个统一的标准，以便使整个施工流程能够顺利实施。在支座安装完毕之后，应当立即开展裂缝处理、桥梁表层施工以及其他相关步骤。

3.2 转盘支座更换施工步骤

（1）柱顶加设牛腿。通过在原桥墩混凝土表面植入钢筋并浇筑混凝土，加固桥墩并在墩顶加设牛腿以满足更换支座的要求。

（2）顶升前工作。为了确保桥墩的稳定性，在加固至设计要求标高的同时，应采取措施确保千斤顶的正确安装，并在更换支座时避免损坏桥墩；此外，为了增强受力面，应采用250mm×250mm×20mm的钢板垫实，以确保起顶过程中不会损坏梁底。为确保顶梁过程中的结构安全，顶梁时应逐级设临时垫块，同时顶梁时应进行交通管制。

（3）千斤顶安装并试顶。在建造工作平台时，应该安装千斤顶，以确保桥墩符合要求。在试顶完成后，应该将千斤顶升高1mm，并保持饱压至少10分钟，以检查结构混凝土是否存在裂缝等问题。同时，千斤顶的受力方向应该与梁底面垂直。顶梁过程中，对梁的横向和纵向变形进行监控，梁的横向位移差≤1mm，纵向位移差≤1mm。顶升时以竖向位移和千斤顶油压表读数进行双控。

（4）顶升连续箱梁。顶升时采用逐轴顶升、相邻轴辅助顶升的方式，更换支座轴顶升5mm，相邻轴顶升3mm，更换支座时应采用技术手段确保各轴、各点同步顶升。在安装顶梁的同时，要根据不同的高度，将临时支撑块安装在梁的底部，以确保安全。在安装的同时，要严格遵守安装流程，对负弯矩区域的情况要及时检查，一旦发现问题，要及时向总指挥汇报，根据并采取相应措施的要求，及时停止安装。

（5）更换支座。更换支座时，对支座预埋钢板进行除锈防锈处理。在进行改建之前，需要首先将旧的支柱拆除，并进行准确的高度校准。在校准之后，需要将符合要求的、已进行了预防性校准的新支柱安装在现场。在进行改建之后，需要移走临时的支柱，并使用千斤顶将其慢慢抬起，以便使其回到正常的位置。

（6）落梁。经过严谨地检验，梁体被精确地固定，然后使用千斤顶轻轻地抬升，最终取下原本的临时支撑，在抬升的过程中，一定要确认每个千斤顶都能够稳定地抬升。

3.3 顶升工作流程

（1）顶升系统可靠性检验。在正式开始顶升之前，应当对原件进行70%—90%的顶升力，并且在现场进行5小时的充分压缩，以确保其密封的可靠性。

为了确保液压油的质量，必须对其进行定期的检查。的设计和生产流程必须遵循有关污染防治的规定，并且所有的连接部件都必须经过严格的清洗，然后才能被送到实际使用。实际使用前，还必须对整个生产流程进行10次的空载测试，以确保没有任何潜在的污物。

（2）解除原支座约束。第三层圆盘盆式支座有五部分组织，第一部分：梁底锚固钢板。第二部分：上部限位。第三部分：圆形橡胶板支座。第四部分：下部限位。第五部分：墩顶锚固钢板。本次支座更换的目的是将原单向活动支座更换为板式支座，减轻墩柱约束，原支座上下锚固钢板与上下限位的连接方式为焊接，施工采用碳刨法将上下锚固钢板与上下限位的连接焊缝开槽刨除。支座顶升时直接取出上下限位及原圆形橡胶板支座，保留上下锚固钢板，更换板式橡胶支座，完成支座更换施工。

（3）成立顶升指挥系统。为了更好地完成现场指挥任务，特别设立了一个由总指挥1名、副总指挥2名组成的现场指挥组，并且将其下属的3个职能小组：控制组、液压组和作业组，每个小组都设立一名组长，负责协调各个职能小组的工作，以确保现场指挥的顺利进行。

3.4 起梁控制措施

（1）应力和位移监控。为了确保梁的稳定承载，应对其进行有效的应力监测至关重要。为此，我们将采用混凝土电阻应变计，将其固定于梁的中部以及其承载部位，并且对于任何可能存在的渗漏点，都将采取相关的措施，以确保其完整无损。在整个过程中，我们将密切关注所有的高峰和低谷，以确保它们的稳定性。

通过位移监控，我们可以对起顶的高程进行准确的检查，并将其限定在10mm的范围，同时将两个相邻的墩的高程的偏差限定在5mm的范围。为了实现这些目的，我们将在起顶的部分进行特殊的标识，并且在中间的横梁上放入毫米的钢尺，从而使得起梁的高程及其运动变得更加容易、迅速、可视化。

（2）其他控制措施。第一，严格控制起梁速度。第二，在安装过程中，我们需要采用两种方法来确定支撑点的位移，并通过调整支撑点的高度来调整支撑点的压力，以确保支撑点的安全性。第三，在开始构建桥梁之前，应使用钢板楔块来提供暂时的刚度，并在安装好支撑结构之后，把它们卸下。第四，在开始施工之前，应该计算出每个千斤顶的最大承载能力以及支撑柱的反作用力。第五，在ΔT达到0、ΔT/2和ΔT 时，应该采取分级施加负荷的方式，每次施加负荷10min，以保证千斤顶之间的力量平衡，并且要加强对梁体的监测，尽量缩短施加负荷的时间。第六，每次梁的起点都应该进行5mm的荷载监测。第七，当温度较低时，应该尽快开始起梁，因为过高的温度会降低应力监测的准确性。

4 市政工程桥梁施工安全措施

4.1 技术措施

因为这座桥是在高处建造，所以必须建造一个支撑脚手架的平台。在这个过程中，非常危险，所以必须要提前举办一次安全培训，让大家都能够了解到这一点。同时，还要派出专门的人来维持道路的畅通，以及加强对驾驶者的安全教育。

（1）在施工过程中，所有的操作者都应该穿戴适当的安全装甲，并且所有的机器和设备都应该按照规定的位置摆放，并在每个施工区域都安装了醒目的指引和提示。（2）作为一个公司，致力于贯彻执行国家的安全生产政策，并致力于维护员工的人身和财产的安全，以此来树立一个优秀的公司形象。（3）每位参与者都必须佩戴安全帽，并且在从事高处操作时，必须系好安全绳，同时在操作区域内也要铺上防护网。（4）为了确保施工的顺利完成，应该采取有效的措施，尽可能地降低可能存在的风险，特别是针对复杂的、具有挑战性的工作，应当根据项目部的要求，认真执行相关的施工方案，确保每一步都符合要求，同时也要积极配合建设单位与监理工程师的审核。（5）为了确保施工过程的顺利完成，将在每个地方都张贴出具体的安全提示牌，并要求参与者佩戴相应的安全装备。（6）请勿携带任何物品和设备进入交通管制的范围。夜间作业的人应该佩戴防护装备，并且遵守交通规则。无论是出发还是返回，都应该注意个人安全。

4.2 监测监控措施

（1）标高、位移监测。第一，在更换支座之前，应该先测量一次标高和位移初始值。第二，在支座更换的过程中，应根据实际步距，定期检查顶升的高度和位移情况。第三，在支座更换完成并且主梁安装完成并稳定后，将对其进行最后一次的标高和位移监测。

（2）裂缝、应变监测。第一，在进行支座更换之前，应该检查每个控制断面的裂缝和应变初值。第二，在支撑结构的更新过程中，会对所有的应力区域进行实时监测。会在每次使用千斤顶的情况下，对所有的测量区域都会进行一次检查。在这些检查的同时，会精心挑选出箱体的顶部和底部的应力最高的部分，并对其进行实时的检查，从而获取有关支撑结构的实际情况，并用于指导施工。当发现应力和裂纹出现明显的变化时，必须立刻中断施工，并仔细检测，确认其中的根源，才能够确保建筑物的完整性和稳定性。第三，经过支座的替换，使得主梁得以安全地恢复到初始的位置，接着，进行了关键断面控制应力应变的检查，以便发现裂纹的变化，并且根据替换前后的应力数据以及裂纹的宽窄来评估结构的恢复程度，以及梁体上的额外应力。

（3）温度监测。第一，支座更换前读取实时温度一次。第二，在支座更换的过程中，应根据实际步距，每次升高一次，应及时记录下实时的温度数据。第三，在支座更换完成并且主梁安装完成并且稳定后，将进行最终的实时温度测量。

（4）设备监测。第一，支座更换前全面检测设备仪表一次。第二，支座更换过程中，检测设备仪表是否异常，油表压力是否在正常允许范围之内，检查油管和千斤顶是否漏油等异常情况。

5 结语

综上所述，通过采取先进加固梁体顶升更换支座施工施工方法，如改善桥梁支撑系统的维护与管理，可显著改善桥梁的稳固性与安全性，为桥梁长期使用做出重要贡献。因此，施工人员需要深入研究可能存在的问题，并且精心策划，加强个阶段施工管理工作，从而最大限度地维护桥梁完整性与可靠性。