浅谈桥梁整体同步顶升施工

摘要：桥梁整体同步顶升是一项新技术，该方法经济、安全、施工简便，可用于桥梁的日常养护维修，且对桥梁行车影响小，经济及社会效益好。文章结合昌九技改施工，对桥梁整体同步顶升技术进行了阐述。 

关键词：整体同步顶升,PLC 控制液压,施工, 

桥梁顶升是一项新技术，在20 世纪50 年代开始用 于铁路桥梁架设、位移，60 年代液压顶升技术开始用 于整体同步顶升，如今，随着计算机的普及，桥梁顶升 技术得到了迅猛发展。本文结合昌九高速公路技术改造 中桥梁桐溪中桥的顶升，简介桥梁整体同步顶升技术。 

１ 工程概况 

昌九高速公路是江西省境内主要干线，由于本次技 术改造对运营的路面结构层进行了补强，设计标高比实 际路面标高要高16～25cm，因此，为了不增加桥梁恒 载，需采用抬升桐溪中桥上部结构、提升桥梁标高的措 施以保证桥梁与两侧路面的接顺。 桐溪中桥位于昌九高速公路K34+266 公桩，结构形 式为4 跨16m 的预应力空心板梁，主要技术标准： （1） 公路等级：高速公路； （2） 设计行车速度：100km/h； （3） 设计荷载：汽-超20、挂-120； （4） 设计洪水频 率：1/100； （5） 桥面宽度：桥面总宽24.5m。经测量， 桐溪中桥需要调整的高差如表1 所示。由于本次改造涉及的构造物比较分散，施工过程 中，机械设备需经常转移，另外考虑到路面施工的连续 性，因此要求顶升施工所用时间必须非常短。同时考虑 到路面施工车辆的通行，因此同步顶升施工时不能中断交 通。结合上述要求，在技术方案的选取上，最终对桐溪 中桥的顶升采用了先进的桥梁整体同步技术———计算机 PLC 控制液压桥梁整体同步顶升技术。 

2 同步顶升系统简介 本次顶升采用了“计算机PLC 全监控更换系统”作 为顶升作业的主操作平台。系统主要由五部分组成：液 压主站、计算机PLC 控制系统、液压终端、位移压力监 测与人机界面操作系统（各子系统工作原理见图1）。 顶升时，系统通过压力位移传感器对桥梁顶升过程 进行监控，并及时把测量数据反馈到PLC 控制中心，控 制中心对采集到的数据进行计算，自动产生控制信号， 用来控制液压系统的高速开关阀，对顶升的高度、速度 作出调整，保证所有的油顶能顶升均匀。 

3 桥梁顶升施工 

桥梁顶升施工包括施工准备、约束解除、设备就 位、顶升等工序（详见图2）。 

3.1 桥梁顶升前准备工作 

（1） 在桥底搭设脚手架，准备好作业的平台，如高 速公路为跨线桥，桥底公路有交通量时，考虑用支架搭 设门式通道，保证交通不中断。 

（2） 对每个梁底的支座垫石进行调查，如发现原有 的支座垫石损坏，应统计好并按实际需要顶升的高度进 行支座垫石的预制。在预制支座垫石时，要注意原有桥 面横坡是通过盖梁或台帽还是支座垫石来形成的，要注 意支座垫石顶面或底面的倾斜方向，并保证与橡胶支座 接触一面的平整。 

（3） 若桥梁二侧支座垫石较矮，顶升用的千斤顶无 法放到梁底，则需要在墩台凿除一定的高度，保证有一 定的空间放进千斤顶。或者在墩台前侧采用化学锚栓做 支承平台（如图3 所示），

支承平台由横向与斜向角钢 焊接固定组成。每个支承平台用四个化学锚栓固定在桥 台或盖梁上，在桥台和盖梁上千斤顶两边设临时支撑 块。 

3.2 桥梁顶升施工 （1） 对桥梁约束进行解除，包括：伸缩缝、桥面连 续原有通过桥面的各种管线拆卸等，顺序为：伸缩缝凿 除→桥面连续凿除→梁板连接处防撞墙凿除→各种管 线的拆卸。 （2） 将将千斤顶安放至梁底与桥梁墩台之间。千斤 顶安放时，必须放置平稳，底部要与墩台接触牢固，不 能有倾斜、架空现象，千斤顶必须支撑在梁底的支座受 力线附近，不能支撑在梁体边缘，以免梁体损坏（如图 4 所示）。 

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（3） 桥梁顶升设备的安装，包括高压油管的连接、安装 位移感应器等。将高压油管与千斤顶相按规定的顺序进 行连接前，必须对油管及接口进行检查，确保无污物、 油管的畅通、无扭曲、无折弯等。在梁体的四角分别安 装位移传感器，位移传感器必须与千斤顶相对应，防止 错位，而且安装要牢固，无松动，否则会影响测量精 度。 （4） 对桥梁进行预顶称重，根据对设计施工图纸的 初步受力分析，确定荷载的大致分布，采用逐级加载的 方式进行称重。启动PLC 控制，选择自由顶升状态，操 纵液压泵站进行供油，当整个桥梁顶升高度在5~ 10mm 时，即整个桥梁处于悬浮状态，就证明各顶升点 处的荷载与该千斤顶的负载值相一致。在此基础上顶升 1~2cm 以确定是否可以以该值进行顶升，该千斤顶的油 压值，就是我们最终的称重结果。根据所测得的油压值 

3.3 桥梁顶升施工时应注意事项 

（1） 顶升过程中要随时注意排除管道中的空气，否 则容易出现漏油、无法顶升的情况。 

（2） 由于上部结构质量不均匀，为防止在顶升过程 中可能会出现的平移、扭转、倾斜，必须考虑桥梁整体 重心与所有顶升力合力的作用点要重合。根据各顶升点 产生的实际位移量，来确定出各顶升点的荷载是否分布 均匀，从而由主控人员来确定对各千斤顶油压的调节使 各顶升点位移量相对平均，从而保证顶升过程的同步进 行。 

（3） 在顶升过程中，桥梁重心升高，解决支撑体系 的稳定，也是方案设计需要的问题。 

（4） 为使桥梁梁体不产生应力集中，桥梁抬高时一 定要通过监测分析，保证桥面整体的同步，均匀顶升。 光由PLC 系统自行控制是远远不够的。因为在顶升过程 中意想不到的事情有很多，这就要由主控人员根据实际 情况来决定是否调整各千斤顶的油压值，以便辅助PLC 系统达到同步顶升。 

（5） 桥梁在顶升过程中处于一种漂浮状态，同时在 实际施工中，很难保证千斤顶的绝对竖直，这样必然产 生部分的水平分力，为了保证顶升施工的准确性和安全 性，必须在顶升过程中对上部构造在纵横向采取限位与 监控措施。根据施工经验分析，对于顶升过程中的纵向 位移允许偏差，主要通过以下措施予以保证。 ①通过集成系统的高度精度（+1mm） 保证整体顶 升的同步性，从而减少纵向分力的分配。 ②加强观测。还要有人工布设多点进行位移监测， 并及时报告主控人员，以便主控人员可以更全面地掌握 顶升的位移及姿态。 

4 结语 

桐溪中桥通过17h 的连续顶升，桥梁在不中断交通 的情况下，平稳顶升完成，实现了四孔桥梁整体顶升 15cm。顶升完成后对桥梁进行了静载实验等评定，其力 学性能、稳定性等均符合设计要求。通过本次施工，可以看出整体同步顶升技术特性： （1） 桥梁整体同步顶升技术不仅保持了桥梁上部结 构的完整性，节省了投资的成本，而且又缩短了施工工期，对交通影响较小。 （2） 桥梁整体同步顶升技术施工精度高，确保了工 程实施的安全性。 （3） 该技术可实现在不中断交通情况下完成桥梁支 座的快速更换，整体灵活机动，施工效率高，在不中断 交通支座更换与桥梁上部构造整体顶升上，较目前市场 常用方法能够节省工程造价30%以上。 由于桥梁整体同步顶升技术可在不中断交通条件下 进行支座更换与桥梁顶升，施工时能够有效的保证公路 的正常运营，因此，该技术不仅可以大大降低后期桥梁 养护费用，而且由于现场施工设备集约机动，社会影响 面小，有利于交通运营管理部门的整体社会形象，因此 该技术还具有较好的社会效益。

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