连续梁桥顶升施工方案设计及风险控制

王源容 李殿忠

（合肥市重点工程建设管理局，安徽 合肥 230001）

1 工程概况

贯穿合肥市市区南北的合作化路高架桥是合肥市市区高架桥路网的重要补充。其中在合作化南路高架桥工程建设中即将采用桥梁顶升的办法，对部分匝道进行顶升处理，并与新设计匝道相接。

由于合作化南路高架桥最南端立交使用时间不长，匝道本身完整新较好，除桥梁纵坡及局部横坡需调整外，平面线型基本满足交通的总体走向要求，为本次匝道桥梁顶升提供了基本条件。同时采用顶升工艺相对于拆除重建对社会效应影响较小，是对“建设社会主义节约型社会”的积极响应。

本次需要顶升的某匝道桥梁共3联，跨径布置分别为 2×22.75m+1×14.5m+2×20m，均为普通钢筋混凝土箱梁。桥面宽均为8.5m，梁高1.7m。

2 施工方案设计

2.1 施工现场前期工作

进场后先清理施工现场，对于各墩身处，开挖底面至承台，留出施工平面；采用抱柱梁施工时，桥台开挖至下抱柱梁施工位置。

2.1.1 承台处理

采用断柱顶升梁体方案时，钢支撑中心位置离墩身预留操作空间，一般控制在（0.5m～1.0m），钢支撑安装位置在承台上按钢支撑布置平面图预先在承台上钻孔，以便植筋连接。

2.1.2 桥台箱梁底面楔形处理

由于钢分配梁顶面水平，因此需对顶升部位梁体底面进行找平，使梁体承台竖直力，避免梁体底面局部接触产生过大局部应力。施工时采用楔形钢板与梁底粘贴，结构胶粘贴效果必须达到设计要求，保证顶升过程中结构安全。

2.1.3 临时楔形块

桥梁顶升为比例调坡顶升时，各墩处顶升高度不一致，在竖平面内需旋转后落梁。在竖平面的任何转动将造成桥台钢分配梁或桥台临时支撑偏压，局部应力变大，因此根据顶升高度，每顶升一米，各支撑点处的楔形变化，需要制作各型号楔形块，在顶升过程中按顺序逐块加入支撑中，消除局部受力影响。

2.2 钢支撑托架体系安装

托架体系由支撑杆、临时垫块以及连系杆等组成。每个墩柱顶升支撑的主体采用精加工钢管作为支撑杆。钢管上下两端焊接法兰，侧面焊有连接用构件。每根钢管支撑下部通过植入锚栓与原承台连接。上下两节钢管支撑间通过螺栓连接，整个钢支撑体系通过角钢作为水平连系杆及剪刀撑连成一个格构柱，形成水平稳定体系。

2.3 限位施工

由于千斤顶安装的垂直误差及顶升过程中其它不利因素的影响，在顶升过程中可能会出现微小的水平位移，为避免出现此类情况，需设置平面限位装置，限制纵横向可能发生的位移。

2.4 顶升准备

本项目采用的PLC液压同步顶升系统。首先进行元件及系统的可靠性检验；控制点的划分原则为顶升过程安全可靠，特别着重同步性和桥体的姿态控制；根据具体工程大小布设顶升泵站，尽量使千斤顶油管长度经济合理；顶升系统调试，对液压系统及控制系统进行全面检查。

2.5 称重

2.5.1 为保证顶升过程的同步进行，在顶升前应测定每个顶升点处的实际荷载。

2.5.2 称重时依据计算顶升荷载，采用逐级加载的方式进行，在一定的顶升高度内（1～10mm），通过反复调整各组的油压，可以设定一组顶升油压值，使每个顶点的顶升压力与其上部荷载基本平衡。

2.5.3 为观察顶升处是否脱离，需用百分表测定其行程。

2.5.4 将每点的实测值与理论计算值比较，计算其差异量，分析原因，最终确定该点实测值能否作为顶升时的基准值。如差异较大，将作相应调整。

2.6 试顶升

为了观察和考核整个顶升施工系统的工作状态以及对称重结果的校核，在正式顶升之前，应进行试顶升，试顶升高度一般为10mm。试顶升结束后，提供整体姿态、结构位移等情况，为正式顶升提供依据。

2.7 正式顶升

试顶升后，观察若无问题，便进行正式顶升，每一顶升标准行程一般为100mm，最大顶升速度一般不超过10mm/min。

顶升总流程见图1

2.8 立柱接高和支座安装

为了保证墩柱连接部分结构强度满足要求，可采用内部植筋和外包混凝土两种方式进行墩柱连接。具体按设计要求对各墩进行重新浇筑，并安装支座。

2.9 支撑体系和液压系统拆除

立柱连接工作完成达到强度后，即可进行液压系统和支撑体系的拆除。

3 顶升施工风险控制

本项目依托的桥梁顶升工程，与以往不同的是，顶升高度大，同一匝道顶升目标坡度不一致，因此需考虑对连续梁顶升过程进行施工风险控制，以确保施工过程的顺利完成与结构的安全可靠。

3.1 顶升系统设计：施工过程中，如果出现个别千斤顶失效，千斤顶选取要有一定的安全系数，而且临时墩设计时必须要考虑冲击荷载作用，必须重视对施工过程的跟踪监控，严格控制误差范围，防止出现意外事故。

3.2 施工组织设计：人员上岗前必须经过培训，对所有参与顶升的施工人员进行合理分工，严格按照设计施工流程进行施工组织设计。

3.3 分级顶升设计：顶升方案拟定前应仔细考虑各方面的因素，精心设计计算，并详细制定施工方案，当通过计算发现上部结构承载力不满足施工阶段要求时，还需对上部结构进行临时或永久性加固，选择合理的施工工序，严格控制千斤顶行程误差。

3.4 顶升系统风险控制

3.4.1 计算机控制系统故障

计算机控制系统因意外撞击而造成系统故障（死机、重启或者程序无反映等等）：系统将按设定进入保压状态，并且发出警报，千斤顶锁死；计算机控制系统只允许技术人员或者相关人员操作，同时随时做好资料备份工作。

在操作界面上面设定专门的应急操作按钮。可以在紧急情况下启动该程序，使整个顶升系统进入事先设定的闭锁状态，经过故障处理后，由总指挥决定是否继续作业。

3.4.2 千斤顶顶升不同步故障

立即停止顶升，组织人员分析原因。使梁体较高处千斤顶保持压力不动，其他处缓慢加压，使其上升；当梁体处于平衡位置时，停止“纠偏”，根据分析原因，适当调整后继续后续顶升工作。

3.4.3 梁体出现结构变形或者细微裂缝：立即暂停或者停止施工，组织有关人员对出现的异常情况进行评价分析，查找原因，根据评价结论采取相应的处理措施，同时加强监测。

3.5 自然灾害风险控制

加强自然灾害提前预报，遭遇大风、暴雨或者雷电，立即停止施工。制定临时加固措施，将千斤顶锁死，在梁底部与承台底部用钢丝拉结，保证其不会产生水平位移。

结语

连续梁顶升施工过程中，存在着诸多的不确定性因素，任一环节的错误或疏忽，都会大大降低结构的安全性，为结构安全埋下隐患，多个风险因素的耦合往往最终导致工程事故的发生，造成不可挽回的重大政治影响和巨大的经济损失。开展连续梁顶升施工专项方案设计，选择合适的风险控制措施，可大大提高顶升施工过程的安全性，也为同类工程实施提供参考。

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