桥梁顶升加高方案的相关技术探讨

摘要：本文主要介绍了某大桥桥下航道升级，因主桥通航净空不满足要求，主桥拆除重建加高2．364m，引桥也需相应的加高。通过 对比分析，最终确定该引桥采用整体顶升利用加高方案，并简述顶升方案的相关技术，以供同行作业者参考。 关键词：桥梁；顶升：加高

1 工程概况 某公路扩建工程中，某大桥桥下航道升级，主桥重建桥加高 2．364m，考虑整座桥的调坡影响，引桥需要从桥台位置到边跨墩 位处加高0．267～2．017m。桥梁顶升 本次顶升的范围为1样～25# (4联24孔480m)，41# 58#(3 联17孔320m)，原桥结构形式为：单幅桥面宽12．098m，桥面板 厚0．2m，单幅4片20m工字梁，梁高1．1m，横向梁间距3．2m，均 为预应力A类构件，单片梁重19．8吨，6孔、或7孔为一联，整联 为结构连续梁。桥梁顶升下部构造为1．4m宽1．3m高盖梁，配置直径1．1m 立柱，在地面下立柱间采用系梁连接，桩基础为直径1．2m 的钢 筋砼钻孔灌注桩。 (3联17孔340m)，桥梁顶升从桥台位置到边跨墩位处顶升高度范围为 0．267 2．017m。其中，引桥1～8#墩及58#桥台采用加高垫石的 方式抬高桥面，9-24#墩及42～57#墩采用加高立柱方式抬高桥 面，25#墩和41#墩两边墩采用拆除旧立柱重建。

顶升方案实施步骤如下：桥梁顶升 (1)加高垫石方案实施步骤：搭设临时支架及支撑平台一桥 面拆除伸缩缝(解联)一安装千斤顶一比例顶升到位一加高垫 石一梁体下放。桥梁顶升 (2)加高立柱方案实施步骤为：搭设临时支架及支撑平台一 桥面拆除伸缩缝(解联)一安装千斤顶一安装钢管支撑 一立柱凿 除、钻孔一立柱切割一试顶升一分步顶升到位一凿除立柱混凝 土一立柱接高。 2 顶升背景

4 顶升方案存在问题 对于引桥20m工字梁，可以采用整体顶升利用加高方案，也 可以采用旧桥全部拆除重建方案。整体顶升利用加高方案：旧桥 再利用高、环保性好、工期短、工程成本底，但技术含量高存在风 险较大；旧桥全部拆除重建方案：技术成熟风险底、整体结构耐久 性能好，但工期长、旧桥再利用底、工程成本高、环境污染大。 桥梁顶升通过对比分析及存在问题技术优化完善后，并考虑到节省 工程成本，以及降低拆除大型砼结构对环境造成的污染，减少建 筑垃圾，尽量利用社会公共资源等因素。最终确定该引桥采用整 体顶升利用加高方案。

3 顶升方案简介 引桥顶升的范围为1～25#墩(4联24孔480m)，41～58#墩 (1)原桥的结构形式为桩柱式无承台，无法提供有力支撑平 台。 桥梁顶升(2)在顶升过程中，桥梁处于一种漂浮不定的状态，结构很 脆弱，只要有一点的滋扰，整个上部结构将存在很大的危险性， 且由于油缸安装的垂直误差等其他不利因素的存在，顶升过程 中可能会出现微小的水平位移。 桥梁顶升(3)千斤顶项升同步性操控及安全监控困难。

5存在问题攻关

5．1利用原桥主体结构承载设置支撑平台 引桥采t～8#墩及58#桥台采用加高垫石的方式抬高桥面， 在桥台或盖梁侧边植化学锚栓，焊接工字钢作为牛腿，用牛腿支 撑千斤顶顶升工字梁，然后加高垫石的方式实现桥面抬高的目 的。具体盖梁顶升千斤顶布置见图1： 工== 目 图1 盖梁顶升千斤顶施工示意图 加高垫石施工工艺流程： 图2 加高垫石施工工艺流程图 引桥9~24#墩及42～57#墩采用加高立柱方式抬高桥面，均 采用在墩柱上设置支撑平台，布置千斤顶，割断立柱后顶升桥台 以上结构，顶升到位后重新浇筑混凝土接长立柱的方式抬高桥 面。安装千斤顶后，先将钢抱箍中问约1m长范围内立柱凿毛， 再进行立柱混凝土切割、顶升，顶升到位后最后接长钢筋、浇筑 混凝土。具体施工工序见图3。 · ’。’ 甜n ·p¨、t¨。 搿 胀’ 篓麦|： 嚣¨ 图3 加高立柱施~llll序图 钢牛腿具体安装步骤如下： 桥梁顶升(1)植入化学锚栓：先在盖梁或桥台台帽侧面，T梁正下方 50cm处，植入4x4：16根化学膨胀锚栓，锚栓间距为12era，固定 一块尺寸为50x5Ox2em钢板，作为焊接工字梁牛腿支撑。 桥梁顶升(2)焊接三角板支撑及工字钢牛腿：在前面固定钢板下部焊 接三块长50cm，高12cm的三角板，上面焊接50x50cm的钢板， 作为工字梁支撑平台；然后在每块三角板正上方焊接长度为 60cm的I36工字钢，上面焊接钢板形成钢牛腿，钢板要预留锚 栓孔。桥梁顶升 (3)安装千斤顶槽：千斤顶槽同临时钢管支撑千斤顶帽，可 先加工好，再用锚栓固定在钢牛腿上。 ·354·桥梁顶升 (4)安装千斤顶：先在工字梁底面植入化学锚检固定调平钢 板，然后用锚栓将千斤顶固定在调平钢板上，千斤顶呈倒装布 置，且要确保千斤顶保持垂直。 加宽立柱+钢抱箍作为顶升反力系统施工步骤如下：

5．1．1 立柱凿毛 立柱加宽范围为从地面到盖梁以下3．5m处。立柱表面采用 凿毛机凿毛，凿毛深度要求凿除原立柱砼保护层露出箍筋，混凝 土表面形成6ram左右的凹凸面，可确定立柱主筋位置以便植 筋。

5．1．2 植筋施工 绑扎钢筋前要求先植筋，钢筋植入深度不小于14cm。植筋 工艺和植筋胶等相应植筋要求满足规范要求。植筋采用的钢筋 要求采取机械切断，不允许采用氧割。 植筋施工工艺： (1)混凝土表面处理：清除混凝土表面杂质，并进行植筋位 置放样。 桥梁顶升(2)钻孔：按照直径和深度要求钻孑L，钻孔时应尽量避免使 用依靠凸轮传动原理工作的电锤，应使用电动一气锤原理工作的 电锤。 桥梁顶升(3)清孔：先用毛刷清孔内灰尘，再用清洁的压缩空气将孔 内灰尘清干净，只至孔内无积灰。清孔不得用水，孔内如有积水 应清除。桥梁顶升 (4)粘结剂配制应由专人负责，确保数量正确，拌和均匀，在 注入前无凝结现象。桥梁顶升 (5)填孔并植入钢筋。将粘结剂注入孔内，应立即插入钢筋， 按顺时针方向边转边插只至孔底，使粘结剂部分溢出，刮去表面 多余的粘结剂。全部过程耗时间应小于粘结剂初凝时间，否则应 清除粘结剂，重新进行清孑L等工序。 桥梁顶升(6)留足够时间让粘结剂固化。插入钢筋后，应保持钢筋不 受外力直至粘结剂硬化，静置时间应按粘结剂产品说明书规定， 硬化后方可进行检验和投入使用。桥梁顶升 (7)尽量避免雨天施工。 检验与验收： ①施工开始前，应由监理及业主确认粘结剂等产品合格证、 质量检验报告、各项性能应满足上表的要求。 ②等粘合剂固化后，抗拉力应达到设计要求，要求按照5％ 的比例进行抽检。

5．1_3增大截面施工 立柱直径为55cm，从地面至盖梁下4．5m范围，立柱加宽半 径为15cm。根据设计施工图纸，加工相应的施工模板，搭设支 架，绑扎钢筋，进行增大截面部分的施工。对新旧混凝土接触面 进行凿毛，露出粗骨料；凿毛面清洗干净，新旧混凝土接触处涂 RE一500界面胶，要求浇筑混凝土前30min内涂刷；浇筑混凝土， 混凝土采用无收缩UEAC40混凝土，塌落度小于8cm，并掺入钢 纤维，每立方掺入50kg。

5．1．4安装钢抱箍 钢抱箍为方形，采用两块半圆弧型钢板制成，用M24的高 强螺栓连接，下端边长为30era，上端为边长70cm的工作平台， 上下钢抱箍厚度均为lm，根据设计图纸预先加工好。 钢抱箍安装前，要做现场承载力试验 以便总结施工经验， 获得预紧力等数据。 用铲车将钢抱箍运至安装地点，用手拉葫芦配合将两片钢 抱箍提升到要求高度，再用数控扭矩扳手将高强螺栓拧紧即可。 图4 加高立柱施工工艺流程图

5．2控制位移方法，分别在桥梁的纵、横向安装顶升限 位装置 (1)横向限位设置存每个立柱位置。在钢抱箍四个角位安装 由20#角俐、10#角钢构成的格构柱。上 钢抱箍分别设置格构 柱，上钢抱箍格构柱在外侧，下钢抱箍格构柱在内侧，顶升过程 中，只允许在格构柱里面进行上升，利用双层格构柱来限制顶升 过程中的横向位移。为增加其整体稳定性，各墩处两个柱子处的 格构限位之间采用联系杆件链接在一起，增加其整体稳定性。当 项升高度超过lm时，可以将外侧格构焊接接长，保证内外格构 交叉长度大于50era。 (2)纵向限位是在桥台和过渡墩位置桥面加设临时固结装 置，使几联梁体形成整体：桥台处先拆除伸缩缝，然后在空隙处 加设固定钢板顶住引桥梁体。引桥在顶升过程中坡度增大，只在 向桥台方向存在水平位移的可能， 通过钢板垫实缝隙顶住梁体 达到限制引桥梁体纵向移动的目的。过渡墩采用螺旋千斤顶，两 侧分别顶住临时固结钢架和混凝土梁体里的固定钢牛腿； 顶升 过程中，通过调节螺旋千斤顶来适应顶升过程中两联间的相对 转角变化，以及因转角变化引起的长度变化。

5．3 采用PLC控制液压同步顶升系统监控

5．3．1 同步顶升系统组成及系统特点 PLC控制液压同步系统由液压系统(油泵、油缸等)、检测传 感器、计算机控制系统等几个部分组成。 液压系统由计算机控制，可以全自动完成同步移位，实现力 和位移控制、操作闭锁、过程显示、故障报警等多种功能。 该系统具有以下优点和特点： (1)具有友好WINDOWS用户界面的计算机控制系统。 整个操纵控制都通过操纵台实现，操作台全部采用计算机 控制，通过工业总线，施工过程中的位移、载荷等信息，被实时直 观地显示在控制室的彩色大屏幕上，使人一一 目了然，施工中的各 种信息被实时记录在计算机中，长期保存。由于实现了实时监 控，工程的安全性和可靠性得到保证，施工的条件也大大改善。 (2)整体安全可靠，功能齐全。 软件功能：位移误差的控制；行程控制；负载压力控制；紧急 停止功能；误操作自动保护等。 硬件功能：油缸液控单向阀可防止任何形式的系统及管路 失压，从而保证负载有效的支撑。 (3)所有油缸既可同时操作，也可单独操作。 (4)同步控制点数量可根据需要设置，适用于大体积桥梁或 构件的同步移位。

5．3．2 成立顶升工程现场领导组 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4个职能小组：分别是监测组、控制组、液压组和作业组，负 责相关的工作，各职能小组设组长一名，与总指挥、副总指挥共 同组成现场指挥组。 各职能小组的功能分别是： (1)监测组：负责监测桥梁的整个运动轨迹、整体姿态等，定 期将监测结果汇总后报现场总指挥，当出现异常情况或监测结 果超出报警值时，则应及时向总指挥汇报，并提出建议。 (2)控制组：根据总指挥的命令对液压系统发出启动、顶升 或停止等操作指令。对于启动、顶升或停止指令，只听从总指挥 的指令，当出现异常情况需紧急停止时，应在得到信息的第一时 间对系统发出停止指令，而不管这一信息是否白总指挥发出。 (3)液压组：负责整个液压系统的安装与形成，维护与保养， 检查与维修等。根据总指挥的要求调整液压元件的设胃。 (4)作业组：负责顶升期间的劳力配置，在项升的整个过程 中提供劳务作业。其工作内容包括施T准备时的场地清珲、顶升 时的垫铁安装等。 各职能小组受总指挥统一指挥，向总指挥汇报工作，总指挥 汇总领导组其它成员的意见后做出决策，并由总指挥向各职能 小组发出指令，进入下一道工序工作。

6 结语 本文通过简述了桥梁顶升方案工程背景、运用环境、作业方 式、技术攻关、指挥体系等环节，来展示本文顶升方案的亮点：合 理应用现有相关技术，将理论与实际科学系统的结合，以最优的 方案方便施工、节约工程成本、最终实现工程目的。

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