許康、劉繼巖

（北京市政路橋股份有限公司工程總承包一部，北京 100067）

0 引言

橋梁支座作為橋梁上、下部結(jié)構(gòu)的傳力構(gòu)件，是橋梁結(jié)構(gòu)的重要組成部分。

由于交通量及荷載的不斷增加，以及橋梁運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)、養(yǎng)護(hù)不到位等因素，導(dǎo)致部分橋梁支座出現(xiàn)變形、老化等病害，無(wú)法正常將橋梁上部結(jié)構(gòu)的荷載傳至墩臺(tái)。為保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全和正常使用，需要對(duì)損壞的支座進(jìn)行更換。

更換支座時(shí)，需要將上部梁體頂升，以提供操作空間。根據(jù)頂升方式的不同，支座更換方案主要有“整聯(lián)同步頂升”和“橫橋向同步，縱橋向逐墩或多墩頂升”兩大類。

貴州省黔東南州某跨高速既有橋梁的支座出現(xiàn)變形等病害問(wèn)題，該既有橋梁為國(guó)省干線的重要組成部分，橋下的黎洛高速為黎平縣通往從江高鐵站（洛香鎮(zhèn)）的必經(jīng)之路。考慮到周邊百姓的出行，要求施工過(guò)程中不能封閉、長(zhǎng)時(shí)間中斷高速及國(guó)省干線的道路交通。該橋梁板為裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，梁體之間橫向連接采用橋面連續(xù)的方式。綜合考慮后，該項(xiàng)目選用對(duì)交通、環(huán)境影響小、施工速度快、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益較好的薄片式千斤頂同步頂升技術(shù)，更換既有橋梁支座。

1 工程概況

貴州省黔東南州某連續(xù)梁橋?yàn)樯峡绺咚?，橋梁結(jié)構(gòu)為2～20m 裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，原有橋梁橋面寬度為8.5m，橋梁設(shè)計(jì)荷載為公路-Ⅱ級(jí)。全橋平面位于緩和曲線、直線段上，縱斷面位于坡度為4.72%的下坡直線段上。因?yàn)殚L(zhǎng)年使用，橋梁2橋臺(tái)2-10、2-12橡膠支座出現(xiàn)變形。為確保橋梁處于正常的使用狀態(tài)，按照既有橋梁的改造要求進(jìn)行全橋支座更換施工。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，0橋臺(tái)梁底與橋墩之間的間隙為3～4cm，2橋臺(tái)梁底與橋墩間隙為9～10cm。

2 選定頂升方案

整聯(lián)同步頂升法不會(huì)引起橋梁上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化，但實(shí)際操作時(shí)，由于需要大量的千斤頂，無(wú)法保證所有千斤頂?shù)慕^對(duì)同步，所以容易因千斤頂不同步導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力發(fā)生變化，進(jìn)而出現(xiàn)梁體開(kāi)裂的情況，且大量千斤頂還會(huì)導(dǎo)致較高的施工造價(jià)。

橫橋向同步，縱橋向逐墩或多墩頂升法是以一個(gè)橋墩為單位進(jìn)行頂升施工，需要的千斤頂較少，更容易做到同步頂升。此外，該方法需要的操作人員、施工支架的搭設(shè)也較少，相比之下更經(jīng)濟(jì)。

考慮到該既有橋梁改造施工過(guò)程中不能封閉、長(zhǎng)時(shí)間中斷交通，且該橋梁板為裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，梁體之間橫向連接采用橋面連續(xù)的方式，為避免梁體在頂升過(guò)程中不同步導(dǎo)致橋面連續(xù)破壞而影響橋梁整體結(jié)構(gòu)的安全，橋梁頂升及落梁必須以一聯(lián)為單位，采用單跨或多跨同步頂升。綜合考慮后，選用橫橋向同步，縱橋向逐墩法進(jìn)行作業(yè)。

3 頂升更換支座施工

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程，如圖1所示。

圖1 同步頂升更換支座施工的工藝流程圖

3.2 施工準(zhǔn)備

3.2.1 施工前，對(duì)支座、墊石、鋼板的病害情況及梁底與蓋梁（臺(tái)帽）之間的凈空高度進(jìn)行調(diào)查、記錄，根據(jù)梁底與蓋梁（臺(tái)帽）之間的空間大小，選擇采用直接頂升法、開(kāi)槽頂升法。

3.2.2 施工前，應(yīng)先將被頂升的梁跨約束解除，如將防撞護(hù)欄切縫斷開(kāi)、拆除橋梁伸縮縫、切斷抗震鋼銷、拆除墩臺(tái)側(cè)面泄水管道等，以確保整體同步頂升過(guò)程中，該橋跨不受其他橋跨的影響。

3.3 交通導(dǎo)行

郎寨天橋上跨黎洛高速，上跨處的黎洛高速為挖方路基，左幅下穿郎寨天橋第1 跨，右幅下穿郎寨天橋第2 跨。左幅高速公路凈空6.5m，右幅凈空5.4m，橋梁改造時(shí)，采用封閉黎洛高速某一條車道的方式進(jìn)行交通導(dǎo)行，國(guó)道在施工期間采取臨時(shí)交通管制。

在進(jìn)行交通渠化導(dǎo)行施工時(shí)，安全人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)流區(qū)域通過(guò)安全錐桶、警示柱、LED 導(dǎo)向燈、防撞桶、爆閃燈等方式進(jìn)行隔離，各種標(biāo)識(shí)的擺放位置及間距嚴(yán)格按照《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線第四部分：作業(yè)區(qū)》（GB 5768.4—2017）執(zhí)行。在擺放安全錐桶、警示柱等標(biāo)識(shí)時(shí)，安全人員沿車流順行方向依次進(jìn)行擺放；當(dāng)工作面施工完畢后，回收安全錐桶、警示柱等標(biāo)識(shí)時(shí)，安全人員沿車流逆行方向依次回收。擺放及回收標(biāo)識(shí)的過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置警戒區(qū)域，設(shè)置LED 左右導(dǎo)向燈。施工期間，安排專人每天檢查各路段、路口的交通標(biāo)志、標(biāo)牌的設(shè)置和擺放。發(fā)現(xiàn)有標(biāo)志、標(biāo)牌缺失、遺漏的，應(yīng)及時(shí)整理、補(bǔ)齊。

3.4 支架搭設(shè)

頂升施工支架并不承載頂升梁體重量，而是用來(lái)搭設(shè)施工平臺(tái)供人員操作及上下的。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形及墩臺(tái)凈空高度，確定支架搭設(shè)方案。0橋臺(tái)凈空約3m，1橋墩凈空約6.5m，2橋臺(tái)凈空約2m。因此，采用裝配式支架搭設(shè)施工平臺(tái)，搭設(shè)平臺(tái)時(shí)，應(yīng)距橋梁板底面預(yù)留出人員的操作空間，支架搭設(shè)需滿足安全規(guī)范要求，牢固可靠，便于施工操作。

3.5 千斤頂?shù)倪x擇與布置

由于操作空間有限，該項(xiàng)目頂升采用薄片式千斤頂，臨時(shí)支撐由千斤頂及加設(shè)的保護(hù)環(huán)組合形成。保護(hù)環(huán)為半環(huán)狀，兩塊對(duì)拼為一個(gè)保護(hù)環(huán)。廠家根據(jù)千斤頂?shù)男吞?hào)精細(xì)加工，支墊層數(shù)宜少，不應(yīng)大于3 層。頂升過(guò)程中，應(yīng)隨位移量加設(shè)保護(hù)環(huán)，頂升到位后應(yīng)將保護(hù)環(huán)楔緊，在千斤頂保壓狀態(tài)下與保護(hù)環(huán)形成整體，作為臨時(shí)支撐，共同參與受力，保證支撐的穩(wěn)定性。臨時(shí)支撐在新支座安裝到位后進(jìn)行拆除。

布設(shè)千斤頂時(shí)，應(yīng)保證其頭部距梁體混凝土邊緣不小于10cm。梁底與蓋梁（臺(tái)帽）之間的空間過(guò)大的，可對(duì)千斤頂放置基面打磨平整。如果空間不足，可在蓋梁（臺(tái)帽）頂面開(kāi)槽，槽口大小應(yīng)根據(jù)千斤頂操作空間的要求確定，用環(huán)氧砂漿調(diào)平后按圖2布置千斤頂。此外，還應(yīng)在蓋梁和蓋梁（臺(tái)帽）頂上裝一塊特制的鋼板，上置標(biāo)定好的千斤頂，千斤頂上再放一塊特制的鋼楔塊，以保證千斤頂垂直作用于梁底支點(diǎn)。

圖2 千斤頂布置示意圖

3.6 同步頂升系統(tǒng)調(diào)試、安裝

開(kāi)展頂升施工時(shí)，應(yīng)采用PLC 同步頂升系統(tǒng)控制梁端同時(shí)、同位移起頂。PLC 同步頂升系統(tǒng)利用液壓變頻調(diào)速控制、壓力和位移閉環(huán)自動(dòng)控制的方式，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)力均衡控制，對(duì)頂升的高架橋進(jìn)行稱重、同步頂升與降落，同步頂升的精度可達(dá)±0.1mm，確保梁端在頂升時(shí)豎向位移的同步性，避免橋面因頂升不同步出現(xiàn)開(kāi)裂等問(wèn)題，影響結(jié)構(gòu)安全。

位移傳感器安裝在千斤頂正前方的50cm 范圍內(nèi)，與系統(tǒng)間的連接線應(yīng)通過(guò)編號(hào)識(shí)別，并對(duì)應(yīng)接入控制系統(tǒng)。頂升前，用萬(wàn)能表逐個(gè)標(biāo)定位移傳感器，確保精度。同時(shí)，還要做位移量閉環(huán)試驗(yàn)，給定系統(tǒng)控制位移量及位移差±1.0mm，測(cè)試頂升高度超過(guò)或低于系統(tǒng)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)是否按設(shè)定位移差進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而確保正式頂升時(shí)系統(tǒng)的安全性與同步性。

3.7 試頂升

在正式頂升前應(yīng)進(jìn)行試頂升，試頂升的高度應(yīng)為設(shè)計(jì)高度。頂升后，觀察和考核整個(gè)頂升施工系統(tǒng)的工作狀態(tài)、對(duì)稱重結(jié)果的校核、梁體整體姿態(tài)、結(jié)構(gòu)位移等，為正式頂升提供施工數(shù)據(jù)。試頂升時(shí)，應(yīng)控制頂升速度不超過(guò)1mm/min，最大試頂升高度應(yīng)按設(shè)計(jì)要求確定。頂升應(yīng)按設(shè)計(jì)要求分級(jí)頂升，每頂升一級(jí)后，應(yīng)持荷10min，觀察梁體及設(shè)備狀況。如有異常，應(yīng)立即回油、落梁，待問(wèn)題解決后再進(jìn)行試頂，直至梁體受力及設(shè)備運(yùn)行正常。試頂升結(jié)束后，應(yīng)立刻檢查PLC 同步頂升系統(tǒng)是否運(yùn)行正常，同時(shí)檢查千斤頂是否存在異常，油管是否存在漏油的情況，電線是否破皮、暴露等。此外，還要將千斤頂位置的特制鋼板與鋼楔塊取下，查看是否變形，如發(fā)生變形，必須調(diào)整鋼板的厚度以確保滿足頂升要求。

3.8 正式頂升

試頂升后經(jīng)檢查不存在問(wèn)題才能進(jìn)行正式頂升，正式頂升時(shí)應(yīng)采用分級(jí)頂升法逐級(jí)頂升，每一級(jí)頂升標(biāo)準(zhǔn)行程應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，將頂升量控制在5mm 內(nèi)，頂升至能取出支座為止。正式頂升過(guò)程中，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：其一，嚴(yán)格按預(yù)設(shè)荷載進(jìn)行加載和頂升；其二，各觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)及時(shí)反映測(cè)量情況；數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)匯交指揮組，比較實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的差異，若有數(shù)據(jù)偏差，應(yīng)認(rèn)真分析并及時(shí)調(diào)整；其三，工作狀態(tài)正常后，再進(jìn)行下一步施工。當(dāng)梁體離開(kāi)支座后，每頂升一級(jí)必須加墊臨時(shí)支撐，以確保梁體的穩(wěn)定。每次頂升高度應(yīng)稍高于支撐塊厚度，高出部分以能滿足支撐塊安裝要求即可，不宜高出太多，以免出現(xiàn)負(fù)載下降的風(fēng)險(xiǎn)。臨時(shí)支撐布設(shè)位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，臨時(shí)支撐塊可采用5mm 鋼板，鋼板的安裝應(yīng)平穩(wěn)、牢固，防止頂升至設(shè)計(jì)標(biāo)高千斤頂卸載后，鋼板間壓縮量過(guò)大而造成梁體的較大回落。

3.9 支座拆除與安裝

3.9.1 拆除舊支座

頂升就位后，可放置預(yù)先加工好的臨時(shí)支撐，支撐總面積應(yīng)大于既有橋梁支座的面積，且保證其成分受力。臨時(shí)支撐完成后，進(jìn)行支座的拆除工作。根據(jù)千斤頂及臨時(shí)支撐的放置位置，舊支座沿順橋向方向取出。取出支座后，需再次確認(rèn)各千斤頂無(wú)移位。

3.9.2 安裝新支座

根據(jù)頂升前的檢查情況（支座的使用狀況，原支座的位置及高度），計(jì)算新支座的安裝高度，并對(duì)梁體與墩頂處的支座縱、橫向的位置及高度進(jìn)行標(biāo)記。用硬毛刷蘸上高效洗滌劑，刷去支座墊石表面的油垢污物，然后用清水沖洗。如原橋支座墊石出現(xiàn)局部破壞，破壞尺寸小于5（長(zhǎng)）×5（寬）×3（深）的，可采用高強(qiáng)聚合物砂漿進(jìn)行修補(bǔ)，破壞尺寸大于5（長(zhǎng)）×5（寬）×3（深）的，可采用高強(qiáng)速凝自密實(shí)混凝土進(jìn)行灌注修補(bǔ)。同時(shí)，還要檢查支座脫空情況，脫空≤1mm的，用環(huán)氧砂漿填補(bǔ)找平；脫空＞1mm 的，采用環(huán)氧樹(shù)脂粘貼鋼板的方式處理。千斤頂卸載完畢后，應(yīng)記錄各支座的中心順橋向、中心安裝位置及高度，滿足支座安裝的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還應(yīng)檢查梁底和支座之間結(jié)合得是否緊密，否則需要重新頂升調(diào)平支座，使其與梁底緊密接觸。

3.10 卸載、落梁

支座安裝完畢，檢查確認(rèn)無(wú)誤后，再次按頂升工序向上起頂1mm，拆除所有臨時(shí)支撐，并確認(rèn)所有支座安裝好后，方可落梁。落梁時(shí)，應(yīng)觀察控制系統(tǒng)，確定各千斤頂位移變化一致后方可落梁。落梁后，應(yīng)嚴(yán)格檢查支座是否脫空，如有脫空則用環(huán)氧砂漿修復(fù)或加墊楔形鋼板。

4 頂升施工的注意事項(xiàng)

跨高速橋梁頂升施工作業(yè)期間，必須嚴(yán)格按照《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》（JTG H30—2015）、《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線第四部分：作業(yè)區(qū)》（GB 5768.4—2017）進(jìn)行交通導(dǎo)行，確保高速公路暢通。同時(shí)，為避免橋上車輛通行引起橋面荷載不均勻而出現(xiàn)剪切破壞，在頂升過(guò)程中，應(yīng)采取交通臨時(shí)管制。頂升施工過(guò)程中，應(yīng)對(duì)梁體、墩柱控制截面的位移、混凝土應(yīng)變、裂縫進(jìn)行監(jiān)控，頂升施工監(jiān)控遵循位移的原則，以位移監(jiān)控為主。力監(jiān)控是保證梁體安全受力的保障。主要監(jiān)控頂升前和頂升過(guò)程中同一梁端各千斤頂?shù)奈灰魄闆r，若千斤頂?shù)奈灰坪土Φ淖兓霈F(xiàn)異常時(shí)，必須馬上停止頂升施工，在找出原因并妥善解決后才能重新進(jìn)行頂升施工。在頂升過(guò)程中，要設(shè)專人對(duì)頂升橋梁、高速公路的交通情況、橋面情況等進(jìn)行觀察，如發(fā)現(xiàn)異常必須立即向總負(fù)責(zé)人報(bào)告，總負(fù)責(zé)人應(yīng)果斷解決、處理。

5 結(jié)論

本文結(jié)合具體的項(xiàng)目工程，提出了薄片式千斤頂更換支座的施工工藝和注意事項(xiàng)，總體方案可行，并可成功應(yīng)用于實(shí)際工程中。通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)踐應(yīng)用，得到如下結(jié)論：其一，薄片式千斤頂可以有效解決狹小空間梁板頂升的難題。其二，薄片式千斤頂更換支座施工方便，施工速度快，工效比其他施工方法提高30%～50%。且無(wú)須封閉交通，只需限制車速和大型車輛通過(guò)即可。此外，薄片式千斤頂更換支座施工對(duì)周圍環(huán)境影響較小，無(wú)粉塵污染，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益較好。其三，薄片式液壓千斤頂法可用于梁底與墩臺(tái)之間的間隙≥3cm 的橋梁支座更換。

綜上所述，該工程中，采用薄片式千斤頂在既有橋梁更換支座施工技術(shù)的應(yīng)用，解決了交通保暢問(wèn)題，節(jié)約了投資成本，保障了橋梁的正常使用功能，可為既有橋梁的改造、立體交叉橋梁支座的更換等類似工程，提供一些參考和幫助。