空心板旧桥顶升施工技术
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空心板旧桥顶升施工技术
张谏
(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)
【摘要】在公路的改扩建过程中，对旧桥的利用能取得较好的经济效益和社会效益，本文详细介绍了简支空心板 旧桥的整体顶升施工工艺、控制要点、应急措施，为类似项目施工提供了一定经验。
【关键词】空心板旧桥整体顶升施工技术
中图分类号:U445.6 :T H211.1 :U445.4 文献标识码:B文章编号:2095-1809(2017)03-0048-03
1工程概况
广东珠海高栏港高速公路A1合同段为旧路 改扩建工程，其中的李树涌中桥为旧桥顶升利用，李树涌中桥上部结构为3mX13m的装配式预应 力混凝土简支空心板梁，空心板之间铰接,混凝土 整体化层上铺设了沥青混凝土路面，下部结构为 柱式墩、座板台，基础为钻孔灌注粧。桥梁全长 39. 7m,单幅桥面宽度为11.25m。经专业机构检 测鉴定,该桥状态良好,可以继续使用，但为满足 改建后新道路的设计标高要求，需对该桥梁进行 整体顶升，顶升高度为:〇号台〇.382m，1号墩 0.387m，2 号墩 0.387m，3 号台 0.384m。顶升面 积877.5爪2，顶升重量15351。
2顶升方案
由于李树涌中桥顶升高度较低，以盖梁及桥 台为反力基础，采用盖梁（桥台）一梁板直接顶 升的方法，利用超薄千斤顶进行顶升，先用超薄千 斤顶顶升桥梁上部结构的空心板梁，待顶升高度 达到一定高度后，更换大行程千斤顶，采用计算机 液压同步控制系统顶升到设计高度，顶升时采用 限位装置。顶升后设置永久支撑垫块及支座，浇 筑混凝土接高盖梁及桥台结构，达到桥梁抬高的 目的。
2.1千斤顶
超薄千斤顶:本身高度3cm，行程1cm，顶力 100t，底座直径180mm，主要用在刚开始顶升时。
大行程千斤顶:本身高度14cm，行程4cm，更 换超薄千斤顶使用。
千斤顶均配有液压锁，可防止任何形式的系 统及管路失压，从而保证负载的有效支撑。
2.2支撑垫块制作及安装
由于千斤顶的行程有限，每次顶升行程在 4cm，而对于整体顶升38. 7cm来说，需整体顶升 10个行程。每顶升一个行程，千斤顶下需垫一个 垫块,垫块根据顶升高度做成工具式垫块。每个 临时支撑顶部均配置一对楔块和一定数量薄厚不 一的钢板,以满足不同顶升高度的要求。桥台和 盖梁均采用永久性钢垫块，采用内径小361x8mm 钢管,内浇筑C30混凝土制作。
2.3同步顶升控制系统
PLC液压同步顶升控制系统由液压系统（油 栗、液压千斤顶、平衡保护阀、比例阀、进出油管 等）、计算机控制系统(计算机、计算机软件、操作 台、电控箱等）、检测传感器（位移传感器、力传感 器）等几个部分组成。PLC控制液压同步顶升是 一种力和位移综合控制的顶升方法，这种力和位 移综合控制方法，建立在力和位移双闭环的控制 基础上。由液压千斤顶，精确地按照顶升物体的 实际荷重，平稳地顶举建筑物，使顶升过程中顶升 物体受到的附加应力下降至最低，同时液压千斤 顶根据分布位置分成组，与相应的位移传感器组 成位置闭环,以便控制建筑物顶升的位移和姿态，
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同步精度为±1. 0mm,这样就可以很好地保证顶 升过程的同步性,确保顶升时梁板结构安全。
2.4千斤顶布置
根据桥梁上部的顶升重量布置相应数量的顶 升千斤顶,顶升安全储备系数按1.6考虑,千斤顶 布置在空心板梁底,梁板支座中间位置。
2.5调坡顶升顺序
本次顶升为调坡顶升，采用同步顶升,逐级到 位的方法。顶升时各墩台内的千斤顶同步顶升，不同墩台内的千斤顶先整体同步顶升至较低墩的 高度,然后再逐步顶升至最高墩的高度。
3 施工方法
3.1顶升准备
在顶升前应对桥面各处的伸缩缝、桥面连续 或其他设施进行拆除，解除联系，以便顶升时桥梁 能够顺利上升。沥青混凝土全部清除，桥梁的整 体化层保留，但需将桥台及盖梁处的整体化层、伸 缩缝及防撞栏进行切除,重点清理桥面连续缝，使 其梁板端头处有大于2cm的足够空隙，以保证梁 体顶升过程中的梁端转动变形需要，空隙不够的 部位采用线锯进行适当的梁片端头处理。并检查 抗震锚栓的活动套内是否填满了水泥混凝土，如 有必须将其解除。
桥面清理干净后布置若干标高和中线观测 点，精确测量各点的标高值及桥梁偏移情况，并做 好记录，以便在顶升过程中及时监控桥梁位移情 况，及时进行调控。
3.2成立现场领导组
现场指挥组设总指挥1名，全面负责现场指 挥作业。指挥组下设5个职能小组，分别是结构 组、监测组、控制组、液压组和作业组，负责相关的 工作，各职能小组设组长1名。
3.3顶升系统安装调试
利用桥梁原有盖梁（桥台）作为顶升的反力 基础，盖梁(桥台）顶面用砂浆找平并垫上25cmx 25cm的薄钢板作为整体顶升千斤顶的下支撑点。在空心板梁底垫设3cm钢板作为千斤顶的上支 撑点。由于上部结构不平,所以在该处需准备一 些超簿的楔形垫块，以利垫平。
桥梁在调坡顶升过程中，板梁水平投影长度 会发生变化，且会对盖梁产生水平推力，但本次桥 梁各墩台的顶升高度较小,相邻墩台高差3mm?5mm,采用分次顶升,产生的纵向位移及水平推力较小，不用采取纵向限位措施。但横向位移的限 位措施仍然需要,在桥台位置处设置钢限位柱，限 位柱通过植筋与桥台连接。
顶升系统安装完成后要进行检查及调试，检 查包括千斤顶安装是否垂直牢固、限位结构安装 是否牢固、影响顶升的设施是否已全部拆除、主体 结构与其它结构的连接是否已全部去除。调试的 主要内容包括:液压系统检查、控制系统检查、监 测系统检查、初值的设定与读取。
3.4顶升前交验点的确定
在每个桥墩处的桥面上取3个监测点，两点 在桥面两侧,一点在中线上,分别用于监测顶升过 程中桥梁的标高及中线位置变化,并作为顶升结 束后的交验点。顶升前应测得标高点初始值，以便顶升完成后进行复核。
3.5试顶升
为了观察和考核整个顶升施工系统的工作状 态的校核，在正式顶升之前,应进行试顶升，顶升 高度为10mm。试顶升结束后,提供整体姿态、结 构位移等情况，为正式顶升提供依据。
3.6正式顶升
试顶升后,观察若无问题，便进行正式顶升，每次顶升的高度应稍高于垫块厚度，能满足垫块 安装的要求即可，不宜超出垫块厚度太多，以避免 负载下降的风险;顶升关系到主体结构的安全，各 方要密切配合;整体顶升过程中，认真做好记录工 作;在施工过程中，要密切观察结构的变形情况。
3.7顶升过程控制
整个顶升过程应保持顶升点处位移传感器误 差小于设定值1mm,—旦位置误差大于1mm,比例同步控制系统需对该点单独调整。
每一轮顶升完成后，对计算机显示的各千斤 顶的位移和千斤顶的压力情况,随时整理分析，如 有异常，及时处理。顶升并固定完成后，测量各标 高观测点的标高值，计算各观测点的抬升高度，作 为工程交工验收资料。
3.8永久垫块及支座安装
顶升到位后,按照图纸要求布置永久垫块，将 支座安装在永久垫块上，永久垫块与支座下的钢 板粘结，最后取出千斤顶和千斤顶下方的工具式 垫块。
3.9钢筋安装
钢筋安装前，要先对新老混凝土结合面进行凿
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毛处理。钢筋现场加工、制作、绑扎,将绑扎好的钢 筋笼安装在桥台及盖梁上，现场绑扎时，钢筋间的 间距满足设计要求，位置偏差控制在规范允许范围 内。钢筋的绑扎要符合设计规范要求，在靠近模板 的钢筋外侧绑一定数量的垫块，以保证浇筑混凝土 时钢筋的保护层厚度。摆放有焊接接头和绑扎接 头的钢筋时，其接头位置同一截面接头数量，搭接 长度按现行施工规范规定执行。钢筋交叉点采用 铁丝扎牢。所有箍筋与受力钢筋垂直设置,箍筋弯 钩叠合处,沿受力钢筋方向错开布置。3. 10模板安装
模板采用专业厂家制作的精制木模板。木模 在施工现场制作，木模与混凝土接触的表面应平 整、光滑，模板制造完成后要进行预拼检验，安装 前要进行模板打磨，并涂脱模剂。安装侧模时，应 防止模板移位凸出，可在模板外设立支撑固定，模 板设对拉杆固定。3. 11混凝土浇筑
混凝土由搅拌车运送到施工部位，进行混凝 土浇注，混凝土的运输能力应满足初凝和浇注速 度的需要，使浇注工作不间断，混凝土运到浇注地 点后应保持良好的和易性和规定的坍落度。
4顶升过程监测
顶升过程中为保证桥梁的整体姿态需进行监
测，包括结构的平动、转动和倾斜姿态监测以及结 构应力应变监测。监测贯穿于顶升全过程中。4.1监测部位及监测内容
(1) 墩台沉降观测:设置墩台沉降观测体系 来反应墩台沉降状况，及时做出相应的措施。(2)
桥面标高观测:设置桥面标高观测点可
以精确地知道每个桥墩处的梁板实际顶升高度，
使顶升到位后桥面标高得到有效控制。4. 2
监测方案实施
(1) 监测准备，主要是布置测点。(2) 施工前监测，主要是对各监测点取得各 项监测参数的初值，如观测点坐标情况、标高等。(3) 整体顶升监测，包括顶升、支撑、落梁等 过程的监测,监测内容主要包括位移监测、桥梁的 整体姿态监测、应力应变监测等。
5应急措施
5. 1
电脑控制系统故障
电脑控制系统因意外撞击而造成系统故障
(死机、重启或者程序无反应等）：将系统设定为
一旦没有电脑信号，整个系统处于保压状态，并且 发出警报,千斤顶锁死;在操作界面上设定专门的 应急操作按钮。可以在紧急情况下启动该程序， 使整个工程进人事先设定的闭锁状态，经过故障
处理后，由总指挥决定是否继续作业。为主控电 脑配置专用的UPS ,提供不间断电源。5.2液压设备故障
(1)
栗站由于断电等原因不能正常提供动
力：千斤顶要具有自锁功能,可以自动关闭均载保 护阀,千斤顶的顶升力保持不变。
(2) 油管突然暴裂:在每个千斤顶上装有均 载保护阀可保证液压千斤顶的油不外泄,保证结 构的决对安全。
(3)
千斤顶不能正常提供压力：事先多预备
千斤顶和垫块，可先用垫块支撑，然后由液压工程 师维修或者更换千斤顶。
5.3结构监测值超限事故
(1)
当结构出现变形或者裂缝:立即暂停或
者停止顶升,组织有关人员对出现的异常情况进 行评价分析，查找原因，根据评价结论采取相应的 处理措施，同时加强监测。
(2) 梁板顶升速度不一致:立即停止顶升，组 织人员分析原因。使梁板较高处千斤顶保持压力 不动，另一侧缓慢加压，使其上升；当两端处于平 衡位置时，停止“纠偏”，根据分析原因，两边同时 加压，压力适当调整。5.4千斤顶发生内泄
所有千斤顶在顶升前均需保压;当千斤顶发
生内泄时,液压栗站供油将加快，此时顶升速度将 下降,通过此方法可及时发现千斤顶内泄。同时 顶升或下落时，采用辅助的随动螺旋千斤顶跟进, 保证顶升下落的万无一失。6结语
桥梁顶升完成后，各空心板梁、空心板之间的
铰缝、桥面整体化层、桥台及盖梁均未出现裂缝等 异常现象，同步顶升效果较好。旧桥顶升能同时 充分利用原结构，在满足结构安全的前提下合理 降低改造工程的造价,大大缩短了工程工期，降低 了环境污染。
作者简介：
张谏（1985. 11-)，男，四川南充人，本科，工程师，科员， 主要从事公路工程。 ■