橋梁支座更換同步頂升技術(shù)的應(yīng)用

盧文華

（撫州市城市建設(shè)集團(tuán)有限公司，江西撫州 344000）

0 引言

經(jīng)過(guò)對(duì)目前我國(guó)橋梁使用情況展開(kāi)分析發(fā)現(xiàn)，有一些橋梁出現(xiàn)支座老化、脫空、損壞等病害，有些橋梁因?yàn)榻煌ㄍㄐ辛窟^(guò)大、超載數(shù)量過(guò)多而引起的基礎(chǔ)沉降的問(wèn)題，高程發(fā)生較大的位移變化，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能不合格，容易引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。對(duì)于這些問(wèn)題來(lái)說(shuō)，一般會(huì)根據(jù)橋梁改擴(kuò)建工程的需要進(jìn)行支座更換，但是維修時(shí)間較長(zhǎng)，施工成本也比較高，還會(huì)造成結(jié)構(gòu)損壞加劇的情況。而橋梁同步頂升技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)局部的同步位移頂升，及時(shí)更換復(fù)雜的支座結(jié)構(gòu)，為橋梁支座更換提供更好的支持。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的全面發(fā)展，橋梁同步頂升技術(shù)水平不斷提升，施工技術(shù)更加科學(xué)、合理，安全性也在得到提升，使用范圍不斷擴(kuò)大。

1 同步頂升技術(shù)工作原理

同步頂升技術(shù)主要是通過(guò)分流器將一個(gè)泵站內(nèi)的流量分配給多個(gè)工作的油缸，每一個(gè)油缸按照控制信號(hào)進(jìn)行頂升，通過(guò)調(diào)節(jié)千斤頂?shù)捻斖屏退俣葘?shí)現(xiàn)各個(gè)部位的同步頂升作業(yè)，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)施工要求。同步頂升技術(shù)施工過(guò)程中，使用的是分布式液壓控制系統(tǒng)，進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)的頂升作業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)集中操作、分散設(shè)置、同步升降、實(shí)時(shí)監(jiān)控等效果，完全可以滿(mǎn)足系統(tǒng)的工作需要，提高工作效率和質(zhì)量。

2 工程概況

某橋梁項(xiàng)目長(zhǎng)度為75.13m，采用的是鋼筋混凝土T 梁?jiǎn)尉€(xiàn)橋的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)需要應(yīng)用現(xiàn)澆鋼筋濕接縫的方法，組合形成整體結(jié)構(gòu)。在該橋梁項(xiàng)目中，每一榀的結(jié)構(gòu)設(shè)置為3 個(gè)支座，應(yīng)用的是雙曲面鋼支座的結(jié)構(gòu)形式，完全符合橋梁結(jié)構(gòu)的支撐工作需要。橋梁投入運(yùn)營(yíng)超過(guò)30 年時(shí)間，多年使用之下出現(xiàn)很多的病害，橋梁支座結(jié)構(gòu)的銹蝕比較嚴(yán)重，墊板翹曲的情況比較嚴(yán)重，必須進(jìn)行支座更換才能滿(mǎn)足當(dāng)前使用標(biāo)準(zhǔn)。此外，對(duì)橋梁現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)全面調(diào)查，發(fā)現(xiàn)其主跨公路項(xiàng)目，梁底和地面有6m 的間距，同時(shí)墩臺(tái)面較小，為了能夠使操作空間達(dá)到要求，現(xiàn)采用50t 千斤頂同步頂升作業(yè)，高度為10m，然后進(jìn)行支座更換，滿(mǎn)足使用要求[1]。

3 橋梁支座更換同步頂升技術(shù)應(yīng)用

3.1 頂升施工基本要求

頂升施工開(kāi)始之前，組織專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的橋梁上下結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行全面檢測(cè)，制訂符合現(xiàn)場(chǎng)施工需要的頂升施工方案，避免給橋梁結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p壞。橋梁同步頂升現(xiàn)場(chǎng)施工難度較大，安全隱患比較多，所以需要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)控制，保證每個(gè)部分都能順利實(shí)施，提高橋梁頂層施工的效果。

3.2 總體施工安排

此次橋梁項(xiàng)目總計(jì)包含16 跨連續(xù)箱梁，最高部位有6.25m 高，坡度尺寸較大，為了讓現(xiàn)場(chǎng)頂升作業(yè)順利實(shí)施，達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的鋼管材料作為反力基礎(chǔ)使用，且在搭設(shè)前進(jìn)行混凝土基礎(chǔ)制作，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的需要。頂升過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行工藝方案，現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)都要進(jìn)行監(jiān)督管控，提高現(xiàn)場(chǎng)施工的效果和質(zhì)量，預(yù)防產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題。

3.3 安裝操作系統(tǒng)

液壓同步頂升技術(shù)在正常工作過(guò)程中，操作系統(tǒng)對(duì)于整個(gè)施工的效果和安全有著直接影響。在此次工程項(xiàng)目中選擇使用的是美國(guó)的PLC 計(jì)算機(jī)控制液壓同步頂升技術(shù)，該系統(tǒng)由高精度的位移傳感器和壓力傳感器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的全面掌握，達(dá)到頂升參數(shù)的有效控制，每個(gè)部位都能夠進(jìn)行同步頂升作業(yè)，并且通過(guò)監(jiān)測(cè)液壓缸的壓力、位移等參數(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的調(diào)整，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工標(biāo)準(zhǔn)要求。在現(xiàn)場(chǎng)施工中使用的千斤頂具備自鎖功能，在油路發(fā)生故障的情況下，能夠保證液壓千斤頂不會(huì)下降，確?，F(xiàn)場(chǎng)施工的安全性。

3.4 橋梁頂升關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)論，確定最佳的同步頂升方案，保證現(xiàn)場(chǎng)施工順利進(jìn)行。在同步頂升過(guò)程中，應(yīng)該有完善的支撐結(jié)構(gòu)措施，不會(huì)影響結(jié)構(gòu)正常使用，確保功能性合格，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)安全性的標(biāo)準(zhǔn)。在頂升過(guò)程中，加強(qiáng)頂升速度的控制，避免速度過(guò)快而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形或者安全事故。

3.4.1 反力基礎(chǔ)

反力基礎(chǔ)加強(qiáng)尺寸設(shè)計(jì)，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)為4m×3m×1.2m，承臺(tái)和地面有10cm 的間距，基礎(chǔ)使用混凝土基礎(chǔ)形式，材料為C15 等級(jí)，并進(jìn)行鑿毛處理，達(dá)到連接效果的要求。

3.4.2 支撐體系

選擇使用609 鋼管制作基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，每個(gè)橋墩布置6組鋼管，使用標(biāo)準(zhǔn)管段施工。各個(gè)結(jié)構(gòu)部件使用螺栓連接，提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，水平連接應(yīng)用槽鋼，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性好。

3.4.3 頂升限位

為了預(yù)防在頂升環(huán)節(jié)產(chǎn)生偏移的問(wèn)題，使用限位裝置進(jìn)行控制。限位支架的性能合格，且具備足夠的剛度性能。在橫、縱方向的限位施工中，在橋臺(tái)梁縫部位上設(shè)置四條方木，并且進(jìn)行卡滯處理[2]。

3.4.4 試頂升

全部準(zhǔn)備工作結(jié)束后，及時(shí)進(jìn)行試頂升作業(yè)，速度在1cm/min 以?xún)?nèi)，高度不超過(guò)2cm。頂升到規(guī)定部位上，保持10min 的時(shí)間，觀察各個(gè)點(diǎn)位以及設(shè)備的工作狀態(tài)，對(duì)于異常現(xiàn)象立即采取處理措施，不會(huì)影響后續(xù)施工。

3.4.5 正式頂升

此次橋梁項(xiàng)目選用盆式支架的結(jié)構(gòu)形式，以取出支架為合格標(biāo)準(zhǔn)，頂升高度盡量不要超過(guò)9cm，保持足夠的空間。如果該尺寸不能滿(mǎn)足施工要求，應(yīng)及時(shí)作出改進(jìn)和調(diào)整，但是要保證現(xiàn)場(chǎng)的安全性。

3.4.6 頂升抄墊

橋梁頂升一個(gè)行程后，及時(shí)使用鋼板抄墊處理，以免發(fā)生安全事故。因?yàn)樵摌蛄旱钠露缺容^大，所以頂升階段應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)計(jì)需要，制作符合要求的鋼板抄墊結(jié)構(gòu)，下部設(shè)置卡槽結(jié)構(gòu)，與橋梁結(jié)構(gòu)完美契合，達(dá)到使用要求，預(yù)防發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞或者不穩(wěn)定的情況。

4 橋梁支座頂升更換施工

4.1 支座拆除

對(duì)需要更換的橋梁支座進(jìn)行確認(rèn)和檢查，現(xiàn)場(chǎng)做好支座位置、編號(hào)、病害的記錄工作，并且需要拍照記錄。頂層工作開(kāi)始之前，對(duì)支座位置上的墩頂和箱梁底部?jī)舾叨纫约傲旱讟?biāo)高進(jìn)行檢測(cè)，作為回落狀態(tài)的依據(jù)。如果原橋梁中的支座結(jié)構(gòu)螺栓已經(jīng)完全銹蝕，先用鋼絲刷進(jìn)行除銹處理，然后涂抹一層潤(rùn)滑油，再將螺栓全面鑿除，然后埋入新螺栓。箱梁頂升到規(guī)定部位之后，使用薄鋼板作為臨時(shí)支撐，確保底部的連接緊密性，達(dá)到支撐的穩(wěn)定性，不會(huì)出現(xiàn)下落的情況。

4.2 支座安裝

支座安裝現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，應(yīng)該保證清潔性要求，不會(huì)發(fā)生風(fēng)吹雨淋的情況，并且不能和酸、堿、油等有機(jī)溶劑接觸，與熱源有超過(guò)1m 的距離。在舊支座全面拆除之后，上下鋼電板進(jìn)行全面打磨處理，并且清掃殘余的雜質(zhì)，然后進(jìn)行表面找平施工。支座安裝環(huán)節(jié)，沿著橋梁方向進(jìn)行中心線(xiàn)的檢測(cè)和確定，保證支座安裝的位置精度合格，不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的性能。

4.3 落梁

對(duì)支座進(jìn)行更換之后，需要保持原來(lái)的工作狀態(tài)，梁體放入規(guī)定部位后檢查支座上下鋼板以及梁底結(jié)構(gòu)是否緊密貼合，應(yīng)該保證連接的效果合格，不會(huì)影響施工效果。如果現(xiàn)場(chǎng)存在偏心受壓不均勻支撐或者脫空的問(wèn)題，要重新進(jìn)行頂升處理，然后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行微調(diào)。支座全部安裝完成之后，調(diào)整千斤頂進(jìn)行回落，保證操作的速度處于合理范圍內(nèi)，不會(huì)給梁體結(jié)構(gòu)的性能和質(zhì)量造成任何影響[3]。

5 橋梁支座更換同步頂升施工監(jiān)測(cè)

頂升階段進(jìn)行動(dòng)態(tài)化管控，尤其是要進(jìn)行縱橫向的偏差以及支撐點(diǎn)位移的監(jiān)測(cè)，使整體結(jié)構(gòu)的形態(tài)都符合要求，受力處于合理范圍內(nèi)。為了使現(xiàn)場(chǎng)施工達(dá)到安全性的要求，最好組織第三方單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的安全監(jiān)測(cè)。

5.1 頂升施工監(jiān)測(cè)

橋梁現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)測(cè)工作，主要是從平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、傾斜以及結(jié)構(gòu)應(yīng)力等方面。安全監(jiān)測(cè)主要是進(jìn)行頂升設(shè)備的監(jiān)測(cè)，還要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的氣象條件信息進(jìn)行全面掌握，每個(gè)因素都要進(jìn)行綜合性的分析，避免任何因素導(dǎo)致的工程安全性事故發(fā)生。同步頂升的環(huán)節(jié)對(duì)于力位移參數(shù)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，尤其是頂升降落的精度必須符合工藝方案的要求，不會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題或者結(jié)構(gòu)損壞。此次工程項(xiàng)目中主要是針對(duì)墻面高層箱梁縱橫向位移頂升支架的變形等情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

5.2 箱梁體應(yīng)力監(jiān)測(cè)

在橋梁頂升環(huán)節(jié)，支座部位是最大彎矩發(fā)生的位置，所以每一塊都要在支座周邊進(jìn)行截面的應(yīng)力監(jiān)測(cè)。此次工程施工扭矩在梁體形成的內(nèi)力主要是通過(guò)測(cè)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行主應(yīng)力的分析，其設(shè)置和下梁軸線(xiàn)保持45°夾角[4]。

6 支座安裝過(guò)程中存在的問(wèn)題及對(duì)應(yīng)解決措施

6.1 預(yù)制梁底問(wèn)題

因?yàn)橛行┕こ淘谀０迨┕ぶ袥](méi)有嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的要求，造成結(jié)構(gòu)的尺寸和強(qiáng)度性能不合格，極大地影響橋梁工程的正常使用。對(duì)于這種問(wèn)題來(lái)說(shuō)，需要加強(qiáng)模板施工的控制，保證預(yù)制梁底結(jié)構(gòu)的尺寸和性能合格。如果在橋梁工程項(xiàng)目施工中采用的是竹膠板，結(jié)構(gòu)平整度相對(duì)較差，各個(gè)部位的預(yù)制梁參數(shù)都不能達(dá)到精準(zhǔn)性的要求，無(wú)法滿(mǎn)足最終的施工效果。因此，施工單位要選擇使用鋼模板形式，表面的平整度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)構(gòu)尺寸也完全符合設(shè)計(jì)方案，不會(huì)給工程的施工效果帶來(lái)任何影響。現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，需要加強(qiáng)預(yù)制梁結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量和管理控制，不會(huì)給結(jié)構(gòu)施工造成任何影響。與此同時(shí)，還要對(duì)鋼模板的表面平整度以及剛度性能進(jìn)行檢測(cè)，各個(gè)結(jié)構(gòu)性能都要達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)，確保現(xiàn)場(chǎng)施工穩(wěn)定進(jìn)行。

鋼模板在施工過(guò)程中，倘若現(xiàn)場(chǎng)操作不規(guī)范、不標(biāo)準(zhǔn)，容易導(dǎo)致鋼模板發(fā)生銹蝕、結(jié)構(gòu)損壞的情況，不僅影響后續(xù)施工，還會(huì)給工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、性能帶來(lái)很大影響。在這種情況下，需要加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，每個(gè)部件的尺寸、質(zhì)量都符合工程要求，保證不會(huì)影響現(xiàn)場(chǎng)橋梁施工[5]。

在橋梁工程中選擇使用橡膠支座結(jié)構(gòu)形式，沒(méi)有進(jìn)行預(yù)埋鋼板施工，容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能不合格，對(duì)于后續(xù)的正常使用帶來(lái)很大影響。對(duì)于該問(wèn)題來(lái)說(shuō)，需要使用同步頂升技術(shù)將梁體結(jié)構(gòu)頂升，之后在該位置上進(jìn)行梁底位置的混凝土鑿毛處理。最后在預(yù)埋和橡膠支座配套的位置上進(jìn)行不銹鋼板的安裝施工，確保結(jié)構(gòu)的性能合格，混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑過(guò)程中，保證結(jié)構(gòu)的性能和質(zhì)量合格，預(yù)防給整個(gè)工程結(jié)構(gòu)性能帶來(lái)負(fù)面影響。

6.2 支座墊石問(wèn)題

支座墊石在施工中存在規(guī)范化較差的情況，這是比較容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)整個(gè)橋梁支座的施工會(huì)造成很大影響。墊石的頂部容易出現(xiàn)平整度不合格的問(wèn)題，結(jié)構(gòu)尺寸也會(huì)發(fā)生較大偏差，對(duì)結(jié)構(gòu)的性能和質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。在墊石結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)施工中，嚴(yán)格執(zhí)行安全建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該在內(nèi)部設(shè)置鋼筋網(wǎng)，以達(dá)到整體性能要求。為了有效預(yù)防發(fā)生墊石結(jié)構(gòu)損壞的問(wèn)題，需要在現(xiàn)場(chǎng)采取必要的保護(hù)措施，特別是一些尺寸較小的墊石材料，通過(guò)使用環(huán)氧砂漿的方式處理。

在施工環(huán)節(jié)，若支座墊石安裝不平穩(wěn)就會(huì)給后續(xù)工程開(kāi)展造成影響，所以在橋梁支座安裝前嚴(yán)格根據(jù)工程的要求進(jìn)行找平處理，提高結(jié)構(gòu)的尺寸、性能標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)給最終的施工效果帶來(lái)任何影響。找平作業(yè)環(huán)節(jié)，應(yīng)用環(huán)氧砂漿對(duì)墊石頂面展開(kāi)處理，達(dá)到平整性標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)防給現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)造成嚴(yán)重的不利影響。

6.3 千斤頂安裝問(wèn)題

千斤頂安裝工作開(kāi)始之前，需要對(duì)結(jié)構(gòu)部件以及整體的性能進(jìn)行全面檢查，確保千斤頂設(shè)備符合現(xiàn)場(chǎng)施工需要，不會(huì)影響施工效果，頂升力完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，還要檢測(cè)千斤頂?shù)捻斏俾?，各個(gè)結(jié)構(gòu)的千斤頂頂升速度偏差在1mm 以?xún)?nèi)。在安裝工作開(kāi)始之前對(duì)千斤頂密封情況進(jìn)行檢測(cè)，達(dá)到良好的密封性狀態(tài)。

上述各項(xiàng)準(zhǔn)備工作結(jié)束之后，千斤頂設(shè)備要同步啟動(dòng)，并且進(jìn)行試驗(yàn)頂升作業(yè)，檢測(cè)頂升的效果。之后需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，確保頂升和下落作業(yè)都符合工程要求。卸載工作結(jié)束后，還要對(duì)千斤頂設(shè)備的上下鋼板進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)是否存在變形問(wèn)題，如有必要，應(yīng)該進(jìn)行鋼板厚度的調(diào)節(jié)，這樣可以滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)頂升施工的要求。查看千斤頂下部的結(jié)構(gòu)物，分析是否會(huì)影響頂升施工效果。

7 結(jié)語(yǔ)

橋梁在投入使用后，易發(fā)生橋梁支座損壞的問(wèn)題，對(duì)于整個(gè)橋梁的運(yùn)行都產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至?xí)l(fā)較大的安全事故發(fā)生。在這種情況下，需要進(jìn)行橋梁支座的更換，目前主要是采用同步頂升技術(shù)，應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)頂升作業(yè)的控制，達(dá)到各個(gè)部位的頂升精度的要求，提高同步頂升的效果，現(xiàn)場(chǎng)施工可以順利進(jìn)行。同時(shí)，組織現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)頂升作業(yè)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面檢測(cè)，掌握現(xiàn)場(chǎng)施工的具體情況，并且采取有效控制措施，確保橋梁支座更換順利進(jìn)行，提高橋梁運(yùn)行的安全性，滿(mǎn)足當(dāng)前交通工程通行的安全性和穩(wěn)定性要求。