关于桥梁整体顶升技术的分析

杨海忠，徐建国

（1.温州绕城高速公路西南线有限公司，浙江温州325014；

2.浙江交工路桥建设有限公司，浙江杭州310051） 摘要：基于桥梁整体顶升技术进行研究，分析了桥梁顶升原理和适用性，并结合工程实例讨论了桥梁整体顶升技术的实践 应用。

关键词：桥梁；整体顶升；原理 中图分类号：U455.6 文献标志码：B 文章编号：1009-7716（2015）06-0150-03 0 引言 现阶段，由于多种原因，很多公路桥梁建筑限 界高度低于规范要求，所以对此类桥梁进行相关 改造便显得尤为必要。在此背景下，桥梁整体顶升 技术应运而生，为桥梁改造工程提供了更为宽阔 的思路[1]。桥梁整体顶升技术能够在几乎不妨碍桥 梁正常通行及结构安全的基础上，完成对桥梁净 高的有效改善，另外，在减少工程投资和保证施工 进度方面也具有较大的优势。正因如此，桥梁整体 顶升技术在桥梁改造工程中得以广泛应用，并创 造了较理想的经济效益和社会效益。

1 桥梁整体顶升原理和适用性分析 桥梁具有相对复杂的空间结构，就力学模型 角度而言，上部桥跨结构借助与之匹配的支撑条 件最终作用在基础之上[2]。就理论层面而言，结构 的受力状态取决于支撑边界的各项约束条件，而 和其对应的支撑高度没有关系或者关系不大。该 特性为桥梁整体顶升技术的应用奠定了理论基 础。以该原理为基础，若采用符合实际情况的临时 支座支撑于桥梁的固有支座附近，在充分满足原 桥梁受力状态要求的基础上，临时性地调整整个 桥梁的结构体系，即支撑桥跨结构，使其上升到某 种高度，紧接着按改造要求抬升既有支座的竖向 高度，最终实现桥梁整体顶升的效果。 由桥梁结构受力状态分析和桥梁整体顶升技 术特点能够知道，在桥梁整体顶升施工中，原桥梁 的整体受力状态不允许有太明显的变化，如若不 然，将会造成桥梁结构受到一定程度的损伤。由该 原则可知，对于那些比较常见的桥梁结构，如梁式 结构、钢架结构以及拱式结构等，如能保证支撑约 束位置不承受较大的水平力，且解除约束之后桥 梁结构整体受力状态不存在明显变化，那么均可 在充分论证的基础上采用桥梁整体顶升技术以解 决一些常见的桥梁问题，尤其是整体加高问题[3]。

2 工程概况 某大桥是一座跨径为30 m 的简支T 梁桥，由 于服役时间较长，桥面高程有所降低，桥下净空不 足，难以满足实际通航的要求。对该桥进行专业的 现场质量评估，发现其主体结构尚属完善，能够继 续使用。假若采用拆除老桥，再建新桥的处置方 案，将会面临包括工期长和成本高在内的诸多问 题。经过系统分析之后，最终决定采用同步顶升的 处置方案，对该桥进行整体顶升[4]。

3 施工工艺 3.1 施工准备

3.1.1 施工平台搭设 对承重性桥台脚手架等进行搭设时，不仅要 考虑脚手架所要承受的人体操作荷载，同时还应 考虑千斤顶支垫钢板转移等因素带来的影响。进 行系统的受力分析及计算后，最终决定使用承重性 桥台钢管脚手架这一方式，竖杆间距控制为0.5 m， 横向间距控制为0.5 m[5]。两处桥台均需要满搭脚 手架，而脚手架上则需要满铺跳板，还应通过铁丝 进行有效固定，架管周边设置安全网，并设置醒目 的安全标志。

3.1.2 伸缩缝凿除 在正式顶升之前，应对桥梁伸缩缝予以切割 分离。在施工过程中，先对桥面铺装切割两道缝， 并保证凿除面切口足够平直。先通过风镐予以凿 除，接下来通过人工钎子对存在于板梁端头以及 台身之间的杂物予以彻底清理，实现梁板端头同 台背有机分离，并借助电吹风等工具清除灰尘。与 此同时，对桥台台帽进行排钻式凿毛处理，并对将 要设置千斤顶的梁底表面的松散层进行有效凿 除，具体的凿除高度则需要视千斤顶的安装高度 而定。

3.1.3 观测点布置 在正式顶升之前，需要在梁桥面以及支座垫 石上布置一定数量的标高及中线观测点，以便精 确获得不同点位的标高值和桥梁的具体偏移情 况，并认真记录，在满足设计要求的条件下，确定 所有梁的具体顶升高度。

3.2 千斤顶的安装 对千斤顶进行安装时，应确认千斤顶的轴线 保持垂直，防止由于千斤顶倾斜而导致顶升操作 时出现水平分力。在所有加力点处，千斤顶同梁和 台帽之间的实际接触面积均需要接受严格计算确 定，以确保桥梁结构不会因此发生毁损为原则。将 帽（盖）梁用作反力基础，找平处理帽梁顶面之后， 便可将千斤顶安装在帽梁上，和台帽边缘之间的 距离应控制在10 cm 以上[6]，安装在彼此相邻的两 片板的肋板部位，从而构成一个“帽梁—梁底的桥 梁整体顶升托换体系”，在千斤顶以及梁板的下方 安装钢垫板,找平处理板梁底部，然后设置钢分配 垫板以构成有效的托架。

3.3 顶升系统的安装 对于顶升系统而言，其将位移以及顶升压力 这两大参数作为顶升控制依据，外部数据采集则 通过位移电子传感器来完成，另外，压力数据通过 压力传感器来完成。正式顶升之前，应对各个控制 系统进行必要调试以保证其良好的工作性能，避 免在正式顶升过程中发生故障。 在顶升系统中，监测设备属于极为重要的配 套设备。对位移传感器进行安装时，应将其设置在 千斤顶周边的梁底，遵循最近距离控制原则以便 能够精准反映顶升操作时的位移情况，同时还应 设置百分表以发挥位移铺助控制的作用。在选用 压力传感器时，应尽量选择配套类型的压力传感 器，以便能够精准反映顶升操作时的压力数值。

3.4 预顶升 在桥梁整体顶升作业中，对千斤顶动作的同 步性提出了较高要求。通常要求顶升高度差控制 在2 mm 以内，如若不然，千斤顶则会出现受力不 均的问题，于梁体控制截面形成一定的应力，最终 造成梁体结构受到不同程度的损伤。通过位移以 及和压力双重控制的自动同步顶升方法，不同传 感器采集相应的数据，并传输给数据软件加以分 析，从而确保顶升作业的精度和安全。

3.5 正式顶升 按照预设荷载予以顶升，在顶升初始阶段，全 部千斤顶均处于PLC 系统精准的同步控制之下， 同时辅以精加工制作的钢垫块，所以能够避免由 于千斤顶行程过短而存在的多次托垫问题及其风 险。顶升之后，梁体坡度有所变化，为防止桥梁在 该过程中出现水平位移，有必要安装限位装置，既 要考虑纵向限位，又要考虑横向限位。在限位装置 方面，选用三角形牛腿形式，借助植筋法设置在台 身正面和两边挡块处。整座桥需要保证同时顶升 到位。在顶升过程中，受千斤顶行程上的制约，通 常分若干次顶升才能最终到位，另外，最大顶升速 度不可超过10 mm/min[7]。

3.6 同步实施监控 每一轮顶升结束之后，需对计算机显示的位 移、压力等进行相应分析，一旦发现异常，应予以 立即处理，待正常之后方允许进入后续环节。在顶 升作业时，应重视和做好相关监控工作。 力的监控：对千斤顶实际承载力进行实时监 测，如果同一台处千斤顶的实际、理论顶升力相差 超过5%时，则需要暂停顶升，找出原因，排除影响 之后方允许继续顶升。 位移监控：于台顶处安装位移传感器，在顶升 作业时，安排专人对所有百分表予以密切监测，如 果观察到两桥台处的位移差大于2 mm，则应该马 上暂停顶升。对台顶处的竖向位移进行实时监控， 参考各点处的位移对千斤顶做适宜调整，从而保 障整个顶升工作能够顺利完成。与此同时，借助同 步顶升系统所具有的位移监控功能，对不同千斤 顶间的实际顶升位移进行实时监测，将位移差控 制在2 mm 以为。 桥面高程监控：在桥台以及跨中处安排高程 测点，待完成一个顶升行程之后，通过精密水准仪 对各点所对应的高程进行测量，将不同台顶间的 竖向位移差控制在2 mm 以内。

3.7 临时支撑垫块的放置 在每一次顶升完成之后，均需要立即塞入钢 板以及预制垫块，落实临时支撑工作。经严密的局 部承压计算以确定具体的临时支撑面积，同时要 求其不可小于1.2 倍的支座面积。在安装临时支撑 的过程中，应使其下端和台帽充分固结，上端和梁 体充分密贴，避免回落。对于临时支撑垫块而言， 其以钢筋混凝土为原料，同时垫块两侧预留一定 长度的钢筋，从而为相邻垫块之间的连接提供有 利条件。对于放置位置，应结合新支座垫石的实际 安装宽度而定。

3.8 落梁 桥梁整体顶升到位之后，还应该超顶5~10 cm 之间，对支座垫石处进行必要凿除，然后铺设适 宜厚度的水泥砂浆，安装垫石，通常每片梁对应 着1～2 块。落梁在程序上和顶升刚好相反，应 认真落实其整个程序，将各项准备工作充分做 好，包括确认全部临时支撑均拆除完毕，支座安 放无误，各项顶升参数均正常。下落到支点承载 之后应密切监测位移以及压力传感器提供的数 据，观察各台减速以及位移变化是否协调，如果 相差较大，应立即停止，待有效处理之后再重新 落梁。

3.9 台帽接高 待落梁完成之后，便进行包括台帽接高段钢 筋绑扎、模板支立以及混凝土浇筑在内的一系列 工作，借助钢筋网片把垫石和原台帽连接为一个 有机的整体，在接高作业之前，对原盖梁顶面予以 有效的凿毛处理，从而使得新旧混凝土能够有效 连接。

4 结语 总而言之，在桥梁顶升施工过程中，使用桥梁 整体顶升技术能够比较理想地保证其整体受力， 避免给梁体带来损坏。相较拆除重建的处置方案 而言，桥梁整体顶升方案更为理想，集经济、快速 以及安全等优点于一身。因而，桥梁整体顶升技术 在国内外旧桥改造工作中得以广泛应用，且应用 效果较为理想。 参考文献 [1] 吴正菊.桥梁整体顶升技术在湖州南林大桥整体顶升施工中的 应用[J]. 城市道桥与防洪,2010（3）:141-142. [2] 蓝戊己,顾远生,束学智,等.大型桥梁整体顶升平移关键技术[J]. 建筑结构,2010（S2）:687-689. [3] 张玉杰.桥梁整体顶升施工技术的应用研究[J]. 安徽建筑,2012 （3）:148-149，147. [4] 李艺,杨春晖.服役桥梁整体顶升施工安全性仿真[J]. 东北大学 学报：自然科学版,2012（10）:1496-1499. [5] 徐汉江,钱雁飞. 内河航道桥梁整体顶升适用性研究[J]. 现代交 通技术,2013（6）:47-50. [6] 张淑坤,刘永,李永靖,等. 既有多跨桥梁整体顶升安全技术研究 与实施———以前锋涌大桥为例 [J]. 中国安全科学学报,2014 （7）:123-128. [7] 杨艳丰. 浅谈桥梁整体顶升技术[J]. 林业科技情报,2011（2）: 113-114. review of steel truss bridge and the monitoring control gist in the construction process. The relative experience can be referred for the similar bridges. Keywords: steel continuous truss combined bridge, concrete slab, hoisting, positioning, welding Study on ControlMeasures of Anti-cracking Cement StabilizedMacadamBase in Construction of Expressway Bridge !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Chen Junfu,Wu Digao (142) Abstract: The article analyzes the application of anti-cracking cement stabilized macadam base in expressway bridge, and puts forward the control optimization of anti-cracking cement stabilized macadam base from raw materials, technical flow, construction alteration and construction risk. Keywords: anti-cracking cement stabilized macadam, expressway bridge, construction management, control measures Quality Control of Mass Concrete Continuous Pouring Construction for Top Slab of Gallery Section of West - East Road in Zhengzhou Airport !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Chen Dingbang (145) Abstract: Taking the mass concrete pouring construction for the top slab of gallery section of the west - eat road of Xinzheng Airport in Zhengzhou as a case, the article introduces a series of methods taken for ensuring the construction quality of mass concrete continuous pouring in the construction of this project, and sets forth the construction preparation, field layout and pouring scheme. Keywords: mass concrete, continuous pouring, cold sea Construction Technique of Continuous Beam Turning of Bridge !!!!!!!!!!!! Long Dengping (147) Abstract: Taking the construction and design of Xiaoxincun Double-line Bridge as an example, the article discusses the turning construction technique of continuous beam, and introduces the installation of continuous beam turning and the construction of T-beam structure in detail. The good construction effect has a certain value for reference. Keywords: turning of continuous beam, turning system, T-structure of continuous beam Analysis of Integral Bridge Jacking Technology !!!!!!!!!!!!! Yang Haizhong, Xu Jianguo (150) Abstract: Based on the study of integral bridge jacking technology, the article analyzes the jacking principle and application of bridge, and discusses the practical application of integral bridge jacking technology by the engineering cases. Keywords: bridge, integral jacking, principle Design Optimization and Introspection of Deep Foundation Pit with Complex Boundary Based on Space-time Effect !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Zhang Ying, Fan Yiqun (153) Abstract: The space-time effect theory has been widely used in the deep foundation pit of soft soil regions, and has achieved the good effect. According to the study of a deep foundation pit project in Hongqiao of Shanghai, the article collects various designs and construction measures based on the space-time effect in the deep foundation pit projects, analyzes the monitoring data, and proposes some optimized ideas for the design of

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