某城市橋梁整體同步頂升工程關(guān)鍵技術(shù)的研究

吳麗

摘要：本文對(duì)某城市橋梁整體同步頂升施工技術(shù)進(jìn)行了研究，詳細(xì)介紹了橋梁整體同步頂升的關(guān)鍵性問(wèn)題及施工注意事項(xiàng)，并為今后的橋梁頂升工程提供了參考與借鑒。橋梁整體同步頂升技術(shù)在不改變?cè)瓨蛄航Y(jié)構(gòu)的前提下， 以最短的施工期和最少的工程造價(jià)完成對(duì)現(xiàn)有橋梁的改造，解決了現(xiàn)有橋梁通航凈空不足的難題。

關(guān)鍵詞：橋梁整體同步頂升;鋼抱箍;位移觀測(cè)裝置;限位裝置;頂升監(jiān)控

常德市位于湖南省北部，境內(nèi)水系資源豐富，是一座依水而生，因水而興的濱湖城市。為了激活水上游線，市里提出通過(guò)多種方式來(lái)克服部分橋梁凈空較低的問(wèn)題。長(zhǎng)港水系，作為常德市江北城區(qū)水系之一，也必須實(shí)現(xiàn)小游船通航的標(biāo)準(zhǔn)。其中，紫菱路與長(zhǎng)港水系相交處為才建成不久的橋梁，這座橋結(jié)果完整、功能完好，但橋下凈空只有1.5m。

1.橋梁整體同步頂升技術(shù)在紫菱路橋的應(yīng)用

1.1 原橋梁概況

常德市紫菱路橋位于常德市紫菱路，荷載等級(jí)為A級(jí)，人群荷載3.5Kpa，橋面寬35m，左右分幅設(shè)計(jì)，單幅寬為17.5m，橋面設(shè)置4cm分縫，橋臺(tái)設(shè)置2cm分縫，上部結(jié)構(gòu)采用兩幅橋?qū)ΨQ布置，單幅橋采用6片預(yù)制拼裝簡(jiǎn)支小箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用樁接蓋梁式橋臺(tái)，支座為板式橡膠支座。

1.2 主要施工工藝流程圖

2.橋梁整體同步頂升施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 混凝土基礎(chǔ)硬化及安裝鋼管反力支撐體系

首先對(duì)河床進(jìn)行地基固結(jié)灌漿、混凝土基礎(chǔ)硬化處理。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的90%以上時(shí)，安裝固定鋼管反力支撐體系，鋼管反力支撐體系下部與混凝土承臺(tái)栓接，上部法蘭盤上加墊臨時(shí)支撐。

2.2 澆筑鋼抱箍混凝土反力承臺(tái)

2.2.1在樁基混凝土反力承臺(tái)范圍內(nèi)進(jìn)行鑿毛，然后放樣并植入Φ20的鋼筋（橫向200*豎向300），并于豎向鋼筋間鑿出環(huán)形凹槽（5cm高、3cm深），以提高混凝土的抗剪、增大摩擦，最后綁扎鋼筋網(wǎng)。鋼筋植入深度為12d，單面焊接時(shí)取10d，雙面焊接時(shí)取5d。

2.2.2在抱箍位置植入高強(qiáng)螺栓（10.9M20型、梅花錯(cuò)開(kāi)布置）并將鋼抱箍安裝就位，在抱箍筒與樁基間隙內(nèi)灌環(huán)氧樹(shù)脂。

2.2.3 安裝位移觀測(cè)裝置和限位約束裝置

在蓋梁外側(cè)端部樁基處安裝位移觀測(cè)裝置，采用H120工字鋼裝置，上部與蓋梁連接，下部與鋼抱箍反力承臺(tái)連接，全橋共設(shè)置4處。梁體抬高前在蓋梁間設(shè)置1道連接裝置，蓋梁擋塊與箱梁間隙處填塞橡膠板，留有3-5mm間隙，以保證梁體在自由伸縮的同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生位移空間。

2.2.4 布置頂升系統(tǒng)、預(yù)壓、受力體系轉(zhuǎn)換

（1）根據(jù)梁體荷載及橋梁的受力特點(diǎn)，在每個(gè)樁基的鋼抱箍上布置相應(yīng)個(gè)數(shù)的頂升受力點(diǎn)，每個(gè)受力點(diǎn)布置一個(gè)液壓頂組。頂升設(shè)備布置完畢后接通高壓油路，同時(shí)在預(yù)設(shè)點(diǎn)安設(shè)位移監(jiān)控并接通回路，用以監(jiān)控頂升高度及實(shí)現(xiàn)全橋各頂升點(diǎn)頂升高度自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，確保全橋梁體同步頂升。調(diào)試PLC液壓控制系統(tǒng)的輸油管道，檢查油管密封情況，調(diào)試梁體同步頂升的中控系統(tǒng)。

（2）經(jīng)專業(yè)人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的檢查符合要求后，開(kāi)始整體同步頂升的預(yù)壓。在現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人的統(tǒng)一指揮下，啟動(dòng)PLC液壓控制系統(tǒng)并逐級(jí)為頂升系統(tǒng)加壓，直到頂升壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值后停止給壓，觀察整個(gè)頂升系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

（3）預(yù)壓穩(wěn)定后，逐漸卸除壓力，開(kāi)始整體同步頂升的預(yù)頂，實(shí)現(xiàn)混凝土切割前的應(yīng)力轉(zhuǎn)換。在現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人的統(tǒng)一指揮下，啟動(dòng)PLC液壓控制系統(tǒng)并逐級(jí)為頂升系統(tǒng)加壓，以調(diào)整液壓頂上下墊板間隙，使得墊板與抱箍間充分密貼。如果頂升過(guò)程中有異常情況及時(shí)調(diào)整，并重新進(jìn)行頂升系統(tǒng)的預(yù)頂，使得整個(gè)頂升系統(tǒng)充分受力，待切割完成，上部結(jié)構(gòu)的力充分轉(zhuǎn)換到液壓頂升系統(tǒng)上。

2.3 樁基切割

預(yù)頂結(jié)束后，經(jīng)專業(yè)人員檢查PLC系統(tǒng)保持穩(wěn)定時(shí)，架好金剛石繩鋸切割系統(tǒng)，由專業(yè)人員檢查各部件可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，啟動(dòng)用金剛石繩鋸切割系統(tǒng)，沿著確定的樁基斷截面進(jìn)行樁基混凝土切割。

2.4 橋梁分階整體同步頂升

待樁基切割完成后，開(kāi)始橋梁分階整體同步頂升。本次頂升抬高共計(jì)可分為4階，分別為30cm、30cm、30cm、33cm，每一階由6級(jí)同步距的頂升位移組成，每1級(jí)間歇1小時(shí)，作為單級(jí)應(yīng)力釋放時(shí)間。當(dāng)天結(jié)束后，可選擇性的間歇8-12小時(shí)后再進(jìn)行下一階的頂升操作，以使得頂升時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力充分釋放。經(jīng)過(guò)4階同步頂升抬高后，即可將橋梁抬高1.23m，此時(shí)加固穩(wěn)牢臨時(shí)支撐，PLC頂升系統(tǒng)保持恒定的壓力。

2.5樁基加高處理

拆除樁基內(nèi)臨時(shí)支撐，并將1.23m永久性混凝土鋼管放置在樁基中心，鑿除樁基截?cái)嗝嫣?.5m范圍部分混凝土，并植入加強(qiáng)鋼筋、焊接原鋼筋及螺旋筋，鑿毛、清理干凈樁基基面后澆筑C35自密實(shí)混凝土，對(duì)混凝土采取覆膜養(yǎng)生法養(yǎng)生，待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%以上后再進(jìn)行下一步操作。

2.6卸壓受力體系轉(zhuǎn)換

開(kāi)啟PLC橋梁整體系統(tǒng)，開(kāi)始緩慢卸壓，卸除液壓頂?shù)捻斏?，液壓頂以每分鐘下?-2mm為宜，當(dāng)頂升系統(tǒng)沒(méi)有壓力時(shí)，上部結(jié)構(gòu)的力由液壓頂升系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到了樁基上面，頂升抬高結(jié)束。

3.橋梁整體頂升抬高監(jiān)控要點(diǎn)

3.1 位移監(jiān)控

橋梁在整體頂升施工中，各頂升點(diǎn)位移狀況直接反映了橋梁頂升是否同步和安全。因此，頂升點(diǎn)位移是頂升過(guò)程中的主要監(jiān)控參數(shù)。頂升過(guò)程中，可采用拉線傳感器控制位移的同步性。

3.2 千斤頂荷載監(jiān)測(cè)

為保證頂升過(guò)程的安全，對(duì)各個(gè)千斤頂荷載進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)勢(shì)在必行，它直接反映了各頂升點(diǎn)的受力狀況。其基本原理是采用壓力傳感器對(duì)各千斤頂?shù)挠蛪哼M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦監(jiān)測(cè)值超過(guò)千斤頂理論荷載規(guī)定的預(yù)警值，就調(diào)整液壓系統(tǒng)相關(guān)控制閥，重新調(diào)整荷載分布。

3.3 結(jié)構(gòu)內(nèi)力監(jiān)控

為了保證頂升過(guò)程的安全，以及橋梁結(jié)構(gòu)的變形和受力在頂升過(guò)程中及頂升 結(jié)束后能滿足設(shè)計(jì)的要求，在預(yù)頂及整體同步頂升過(guò)程中要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的變形和 關(guān)鍵部位的內(nèi)力進(jìn)行監(jiān)控，以便及時(shí)采取措施降低或消除次內(nèi)力對(duì)結(jié)構(gòu)安全造成的危害。在頂頂升過(guò)程中，要密切觀測(cè)梁體砼裂縫的發(fā)展情況。

4.結(jié)束語(yǔ)

隨著整體同步頂升技術(shù)的興起與發(fā)展，既有橋梁改造加固工程將迎來(lái)一個(gè)新的里程碑，它能縮短工期、節(jié)約成本、減少污染的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)為城市建設(shè)帶來(lái)更好的發(fā)展。本文所提及的橋梁整體同步頂升關(guān)鍵技術(shù)對(duì)于同類橋梁的改造有一定參考價(jià)值，可供設(shè)計(jì)施工者參考。

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