安徽浍河蕲县船闸桥梁顶升施工工艺及控制

一、工程概况 原安徽省宿州市蕲县浍河节制闸下游 公路桥，位于半径为4 0 0 m 的平面圆曲线 上，上部结构为5 × 3 0 m 的T 梁，桥梁全长 155.56m，横向布置为净-12.2+2 × 0.4m。 由于当时蕲县船闸的通航标准为V 级，船 闸公路桥按照V 级航道标准预留，目前，该 船闸等级提升为I V 级，故原桥梁设计已不 满足现行通航标准，因此，需对该段 G 2 0 6 线上的浍河大桥（ 中心桩号里程 K806+974.5 ）第4 孔及第5 孔进行顶升。 二、顶升工艺流程 施工准备→在桥台（墩）处凿除预放 千斤顶位置→ 监测设备的安装→ 试顶升 （ 问题反馈及处理）→ 正式顶升→ 第一次 顶升完成→临时支撑的放置→继续顶升至 设计位置→临时支撑的放置→落梁至临时 支撑上→安装预制垫石及支座→现场清理 三、顶升过程施工控制要点 桥梁同步顶升的安全控制与限位措施。 由于液压缸安装的误差及顶升过程中其他 不利因素的影响，在顶升过程中可能会出 现 微小的不均匀性，为防止梁体倾覆和滑 移，保证桥梁顶升的准确性和安全性，需 要采用相应的限位措施。限位装置应该有 足够的强度，并应在限位方向有足够的刚 度，这是顶升安全控制的重要措施。 桥梁各支座反力不同，为保证同步顶 升，因此顶升中分散布置在其下的液压缸 的承载力也不尽相同, 液压系统应满足各液 压缸压力自动调整, 以适应上部负载。通过 对顶升力合理控制完成桥梁试顶升, 同时使 桥梁的附加内力最小。桥梁顶升过程中, 为 了防止梁体扭曲、应力集中和开裂，各顶升 点必须进行局部加强，并保持位移同步。 桥梁同步顶升的临时钢垫块支撑设 计。顶升过程应采用分级顶升，每一级行 程控制在1 5 m m ，在顶升过程中，需要采 用不同类型的钢垫块来支撑梁体，钢垫块 通过螺栓进行有效连接，并保证其可靠与 牢固。 桥梁顶升过程的同步监控。桥梁的同 步顶升需分级完成，因此对桥梁顶升过程 中的整个运动轨迹、整体姿态、结构的内 力等监控是关乎桥梁结构安全的重要环 节。监控对象包括主梁、墩台等构件。监 控内容包括桥梁整体姿态、位移、结构内 力等。监控要贯穿于顶升和落梁的整个施 工过程当中。除了桥梁结构自身的监控 外，顶升设备的可靠性也需要监控，以保 证施工安全可靠。 各施力点顶升力的有效传递。由于千 斤顶顶升力较大，各施力点的反力需要有 效的传递至桥梁基础或者临时支撑基 础， 同时不能造成结构的破坏，因此必须采取 可靠的措施予以保证。 顶升梁段对桥梁其他部位影响。对于 已建成的桥梁，顶升施工必然牵一发而动 全身。浍河大桥梁体在4 # 墩和5 # 台处 需要抬高，其中4 # 墩上梁体的抬高会造 成3 # 墩上支座的转动，因此顶升之前需 要考虑该转动是否会造成支座与梁体接触 不密实，甚至脱空现象。若有，则需要采 取必要措施。另外，第5 孔梁体两端抬升 高差较大，梁体的转动会使第4 孔梁体和 第5 孔梁体净距缩小，影响梁体顶升工作 顺利进行，甚至造成梁体局部损坏。 支座垫石顶面标高控制对于已建成桥 梁，梁体就位后，自重作用下的内力分配 已完成，因各主梁间有横隔梁联系，必须 保证顶升前后梁体的相对位置不变，除了 保证各片梁体在上升阶段位移量一致外， 还要确保落梁后，各片主梁支座处垫石顶 面标高变化量相等。因此，顶升施工前和 落梁后需要测量其标高，保证梁体抬高位 移一致。 顶升准备工作 首先搭设脚手架支架和平台， 检查 梁，墩柱的外观质量，清理杂物等，清除 无关的约束。要求施工平台有足够的强 度、刚度和稳定性，能承受竖向和水平推 力作用，变形小，稳定度高。平台与梁底 保持足够的空间，能确保施工检测人员的 可操作性。 本次顶升，初步拟定千斤顶支撑于主 梁端部下面的盖梁处，因此，需要加强此 处盖梁以及对应位置的梁体底部，为避免 应力集中现象，可以采用厚钢板垫块，以 分散应力。在顶升前，需凿除盖梁上的垫 石，尺寸范围3 5 0 × 3 5 0 m m ，否则千斤顶 无法安置。 端横梁加固。根据桥梁检测情况，判 断是否需要加固端横梁，以满足施工过程 中结构安全。 桥台背墙加高。根据实地勘测结果， 确定桥台背墙加高时机，避免顶升后造成 施工困难。 拆除部分防震挡块。必要情况下，可 以拆除部分防震挡块，仅保留边梁外侧的 两个挡块（顶升前需接高，以防止梁体侧 移）， 为后续的盖梁施工提拱更大的操作 空间。 千斤顶数量计算。根据计算，每片主 梁端部配备1 个薄型千斤顶（最大顶升重 量为 1 5 0 0 K N ），4 # 墩需要1 2 个，5 # 台 需要6 个，共1 8 个千斤顶。 预制钢套箱支座垫石模块和钢垫块临 时支撑所示。顶升使用的千斤顶外径为 21.6cm，高10cm ，而主梁底部与盖梁顶面 之间有1 6 c m 的间距（含垫石），因此考虑 将千斤顶安放在主梁下的盖梁上，其安放 位置见图5 . 4 阴影部分所示，需沿着纵桥 向凿除5 c m 范围的支座垫石，以满足千斤 顶所需的安放空间。其中4 # 墩需要布置 两排千斤顶支点，而3 # 墩仅需在第4 跨 一侧布置一排千斤顶指点。 顶升高度控制。根据改造设计图纸， 第4 跨梁体在3 # 墩不需要抬高，而在 4 # 墩处要抬高2 4 . 4 c m 。如果该跨施工时，仅 对4 # 墩处梁体起顶，加上必要的操作空 间，梁体顶升到位后，该跨梁体在 4 # 墩 顶升高度将超过5 0 c m ，两端高差将形成 2 % 左右的坡度，易引起纵向滑移，因此， 考虑在3 # 墩和4 # 墩处同步顶升，使第4 跨梁体两端顶升高度始终保持一致，避免 出现梁体失稳现象。 第4 孔顶升方案。顶升施工之前，需 要确定千斤顶支撑位置。顶升使用的千斤 顶外径为2 1 . 6 c m ，高1 0 c m ，而主梁底部 与盖梁顶面之间有1 6 c m 的间距（含垫 石），因此考虑将千斤顶安放在主梁下的 盖梁上，需沿着纵桥向凿除5 c m 范围的支 座垫石，以满足千斤顶所需的安放空间。 其中4 # 墩需要布置两排千斤顶支点，而 3 # 墩仅需在第4 跨一侧布置一排千斤顶 指点。 安装千斤顶。首先在盖梁顶装上一块 特制钢板，上置标定好的千斤顶，千斤顶 上再放一块特制的钢楔块，以保证千斤顶 垂直作用于梁底支点。通过S P L C - 8 计算 机控制器同步顶升系统控制供油量以达到 同步控制，每个点均设置电磁阀组、液控 阀组以保证油压的正常，防止在顶升过程 中高压油因油路漏油，降低油压，液控阀 起锁定作用，确保各点油压不变。 顶升过程控制措施 顶升和落梁行程控制。如何保证整体 顶升工作的顺利进行，确保梁体在顶升过 程中同步上升、回落是整个工作的关键所 在，因此，计算机对控制器系统、液压系 统、锁定系统、传感器系统等设备提出了 更高的要求。操作人员按统一号令，将梁 同步顶升至刚离开支座时停止，观察千斤 顶上接触面混凝土有无局部受压破损迹 象。静置几分钟若无异常出现，继续顶升 一个行程后停一下，观察千斤顶持荷是否 稳定，梁体各处顶升高度是否一致，若一 切正常再重复上述操作，直至同步落梁至 支座上。顶升或落梁过程中若发现问题， 应解决后重试，直至一切正常。 裂缝的观察与控制。在梁体顶起时， 对裂缝变化情况进行观测，如果有裂缝等 异常情况出现则必须停止顶升， 查找原 因，经采取措施和查出原因后，方可再进 行顶升。对各支点的支撑情况细致观察， 如有松动或移位立即停止。对监控系统的 应变控制有急剧变化等异常状况，应立即 停上顶升，查明并解决问题后再顶升。 安全要求。顶升时配置协调指挥人 员， 千斤顶操作人员必须是技术熟练工 人，每个顶升点配置一位技术人员，严格 控制起梁高度和梁体变化情况；顶升控制 系统和千斤顶要有足够的可靠性；顶升的 信息传递工具宜采用手持对讲机，顶升前 应统一为施工当地未禁止的频道作为信息 传递渠道。顶升前应保证对每个参加顶升 的人员进行现场安全教育，强调安全的必 要性、严格性和责任性；顶升前应认真检 查防侧移装置及限位装置，保证其有足够 强度、刚度和稳定性。 交通控制。上部顶升时交通要封闭， 严禁车辆和人员通过，严禁无关人员进入 施工现场，四周并有围护措施；如桥下有 通航，注意采取措施，保证通航安全，或 者与航道部门沟通，封闭航道；施工过程 中，要保证桥面上无各种荷载。根据现场 实际情况， 施工方案再作适当调整和细 化。

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