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【工程案例】桥梁顶升在桥梁改造中的运用

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工程概况
某市市政桥梁项目的上部结构属于是5跨简支梁桥,桥面总宽总共为12 米,跨径组合则是(16+3 x20+16)米。该桥梁的上部结构主要是由预应力混凝土空心板梁材料制成,并使用后张法进行施工作业,桥梁的两侧布设了弧形板装饰,同时其边板宽以及中板宽经测量分别为1.14米以及1 米。该市政桥梁项目的下部结构则属于是桩柱式桥墩,并且配备了嵌岩桩基础,结合实地测量以及工程施工材料后可判定该桩基础所具有的桩身直径总共在1.2 米,同时桩嵌入岩层已经超过了三米。该市政桥梁项目的桥台则属于是重力式桥台,并使用了双排桩基础。在设计施工之初,将该桥梁项目的荷载等级确定在城-B级,同时人群的人群荷载则确定为3.9 kPa。

为了满足通船的需求,需要按照城市规划要求抬高这一市政桥梁,具体为整体抬高K3跨3.31 米,从而使该桥梁项目的下部净空量可以达到4. 5米。

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桥梁改造方案
通过详细分析以及深入勘察后可以发现,该市政桥梁的桥面保持相对完好,同时板梁结构并没有出现明显变形或者是受损情况。由此该改造工程需要对桥梁的上部结构抬高,考虑到施工的难度以及经济性,考虑使用顶升技术将该桥梁的上部结构一次性的整体抬高约为3.31 米。经过多方考虑,本方案决定保留这一桥梁现有的人行道结构、铰缝结构、桥梁板梁结构以及铺装,施工设备为液压千斤顶,施工区域为K3跨,也就是通过液压千斤顶的应用以使K3跨区域得到整体同步顶升。为了保证顶升的质量需要对顶升抬高情况进行实时的管控。下图1指的是桥梁改造完成之后的立面图。

桥梁下部结构仍旧保留其原有的桩基以及墩台结构,并对接受改造处理的桥墩墩身实施局部凿毛,然后将钢筋植入到墩身的预定位置,从而加高墩身。下图2指的是桥梁在改造完成之后的断面图。

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桥梁上部改造流程
在对桥梁上部实施顶升改造时,总共需要4个环节以使桥梁的K3孔上部结构获得整体顶升,具体施工步骤为:通过千斤顶装置对桥梁的原盖梁上获得整体顶升,顶升高度设置为八十厘米。一般两块梁板之间会设有一定的铰缝,为了需要使千斤顶装置横桥向作用于该铰缝,并将临时垫板安放在适当位置,即可结束一次顶升循环。在此环节,千斤顶的具体应用方法是,先通过超薄千斤顶装置对桥梁的上部梁板结构进行顶升处理,一直到该结构能够和盖梁之间的距离达到十四厘米,之后需要通过100 t的千斤顶装置再次对桥梁的上部梁板结构实施顶升处理,这时的距离应达到三十八厘米,最后需要通过200 t的千斤顶装置实施顶升处理,并保证桥梁上部梁板结构以及盖梁之间的距离可以达到八十厘米;
将千斤顶装置作用于新植牛腿上使其受到整体顶升,要求新植牛腿以及钢分配梁之间的间距可以达到160厘米。具体施工内容为,先将适当混凝土材料灌注应用在盖梁内侧,使其形成新的牛腿,之后需要将双工字钢分配梁结构安装配备于牛腿上部区域的桥梁板结构之下,同时确定好纵横向限位装置,等到牛腿混凝土结构的强度已经符合设计规定之后,需要在混凝土牛腿上放置使用200 t的千斤顶设备,通过千斤顶的作用使之前所安装的钢分配梁受到整体顶升处理,并确保该钢分配梁以及盖梁之间的距离可以达到160 厘米。由于在施工阶段千斤顶需要进行移位处理,并使用顶升循环方法,为了实现这两点可以通过临时垫块进行转换。

施工新盖梁。在结束上述顶升工序之后,需要于该桥梁原有的空心板梁结构下方以及盖梁结构的上部进行棍凝土的浇筑工作,从而形成新盖梁,由于之前为了接高棍凝土柱使用了大量的钢筋,在浇筑施工时需要注意新盖梁中可以预留出这部分钢筋。等到新盖梁结构的强度已经符合设计规定同时达到C30之后才可以拆除之前在牛腿上所使用的200 t千斤顶装置,并将该千斤顶装置移动到新盖梁结构的底部,并使新盖梁结构的立柱位置可以横向预留出来;

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使用200 t千斤顶装置对新盖梁结构进行整体顶升,提升高度为331厘米。由于在上一步已经将用200 t千斤顶设备转移到新盖梁结构的底部。在这一步骤中需要通过千斤顶设备对新盖梁实施整体顶升,从而使空心梁板能够得到顶升;在新盖梁结构已经被顶升至预定位置之后,需要将200 t千斤顶设备和下部支撑垫块全部拆除,同时对原盖梁结构进行植筋处理,之后则需要焊接之前所预留下的接柱钢筋,并开展混凝土的灌注工作以便于接高柱。等到接高棍凝土柱结构的强度大小已经符合设计内容之后,需要将牛腿的棍凝土材料适当凿除,同时修复原盖梁,并对横纵向限位进行适当拆除,最后则需要将操作脚手架以及工作台全部拆除,将工作面打扫干净,即可以说明顶升工作结束。

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