浅析顶升市政桥梁施工的关键工序

王 庆

上海浦东工程建设管理有限公司 上海 200210

市政工程领域运用桥梁顶升施工技术，不仅经济性强，而且施工过程文明环保，因此，国内一些市政桥梁工程项目中已经应用了该技术[1-3]，但是整体而言应用体量不大、涉及的桥跨结构形式相对单一，鲜有单个工程项目大规模、多元化、综合性应用该技术的实例。以上海市重点工程项目——济阳路快速化改建工程1标为载体，集中性、系统性地探索不同桥跨结构形式的桥梁顶升施工工序，同时该项目在顶升施工过程中，试验性地探索应用四柱限位装置，以期达到提高过程限位精度与效率的目的。

1 项目概况与顶升施工范围

1.1 项目概况

济阳路快速化改建工程1标项目北起卢浦大桥引桥，南至中环线，长度3.89 km。道路断面形式为“主线高架＋地面辅路”，主线统一采用双向6车道，地面辅道主干路路段采用双向6快2慢、次干路路段采用双向4快2慢，主要建设内容包括桥梁、道路、雨污水排管、标志标线、信号灯等。

1.2 顶升施工重、难点

1）项目规模大，同步顶升单元跨数多，最大同步顶升单元8跨9墩，设备需求量大，风险点分散。

2）调坡顶升高度高，总顶升面积达8 154 m2，最大顶升高度5.852 m，最大支撑高度8.985 m。

3）涉及简支梁、连续梁的调坡顶升和桥墩的顶升。

4）多为独柱墩，为了利用承台作为顶升反力基础，顶升支撑结构多位于桥墩周围，布置相对集中，不利于桥梁横向稳定。

2 关键工序控制

2.1 荷载托换与千斤顶布置

本项目布置了顶升千斤顶与随动千斤顶，随动千斤顶在顶升千斤顶顶升的过程中起到保护作用。顶升千斤顶采用双作用液压千斤顶，随动千斤顶为液压驱动、机械螺纹承压的千斤顶。顶升过程中随动千斤顶和液压千斤顶同时出缸，实时对液压千斤顶进行保护。千斤顶荷载储备系数不小于规范规定值，即1.5。

2.1.1 简支梁墩的荷载托换与千斤顶布置

以承台作为顶升反力的基础，以盖梁作为顶升的受力点。在承台与盖梁之间安装顶升支撑结构和千斤顶，在千斤顶施加设计顶升荷载的50%的情况下，将桥墩切断，完成荷载托换。盖梁底面安装钢分配梁以拓展千斤顶布置范围，盖梁底面灌浆料找平。

板梁桥面宽度等宽，简支梁中墩为标准墩（图1），顶升质量约542 t；边墩顶升质量331 t，板梁与46 m钢梁共用墩顶升质量475 t，单墩周围布置4台500 t液压千斤顶，4台500 t随动千斤顶。

图1 简支梁墩顶升布置

2.1.2 连续梁荷载托换与千斤顶的布置

以承台作为顶升反力基础，梁底作为顶升受力点（图2）。在梁底设置钢分配梁，主要起到两方面的作用：保护箱梁底板混凝土不被破坏；拓宽千斤顶布置范围，增强钢支撑的横向稳定性。

图2 连续梁单墩顶升布置

单墩顶升质量约206 t，桥墩周围布置2台200 t液压千斤顶、2台200 t随动千斤顶。

2.1.3 双柱门式墩的荷载托换与千斤顶布置

主墩以承台作为顶升反力基础，梁底作为顶升受力点，梁底布置钢分配梁保护箱梁底板混凝土；附墩以桥墩顶面作为顶升反力基础，以钢筋混凝土横梁底面作为顶升受力点。

主墩最大顶升质量约497 t，桥墩周围布置4台500 t液压千斤顶、5台500 t随动千斤顶。附墩的顶升质量约133 t，桥墩周围布置1台500 t液压千斤顶、1台500 t随动千斤顶。附墩的墩顶与梁底的空间约35 cm，千斤顶高度60 cm，局部切除墩顶30 cm的混凝土，以安装千斤顶。

2.2 钢管支撑块与限位装置

2.2.1 钢管支撑

1）安装钢管支撑。在新建混凝土柱顶面植螺栓，用底螺帽将钢支撑托在螺栓上，调节好钢支撑的垂直度后进行固定，钢支撑与承台底面预留10 cm空间，浇筑灌浆料填充，用顶螺帽将钢支撑固定。钢支撑的垂直度控制在0.6%以内。

2）增强整体性和稳定性的措施。通过植螺栓将钢支撑固定于承台顶面、用法兰螺栓连接钢支撑节间、用14#槽钢焊接连接钢支撑节间等措施，增强整体性和稳定性。

2.2.2 限位装置

鉴于多数立柱顶升的行程长，为了减少顶升过程中立柱、盖梁等被顶升构造物的平面位置发生偏移、扭转等现象，本项目探索与试验应用了一种新型限位装置——四杆限位装置（见图3中红色箭头所指），有效减少顶升过程中水平位置与垂直度的调整与纠正频次、工作量，大幅提高了顶升效率与精度。

图3 限位装置设计

2.3 桥墩改造

2.3.1 简支板梁桥墩的改造

1）断柱切割。断柱切割前，液压千斤顶加压至50%的设计顶升荷载，随动千斤顶处于保护状态。桥墩切割采用新型无振动绳锯对立柱进行切割。该设备具有施工速度快、无振动、无粉尘污染等优点。切割位置严格按照设计位置进行，切割过程中不断向切割面注水降温。切割面的位置符合设计要求，并由技术人员放线。

2）等截面桥墩连接。顶升完成后，凿除上下切割面混凝土，露出竖向主筋，柱芯混凝土保留，增强连接面的抗剪能力。主筋焊接或挤压套筒连接，按照设计规范要求，钢筋接头全部位于同一截面时，接头需为一级。绑扎箍筋、构造钢筋后，立模浇筑混凝土，完成桥墩的连接。桥墩模板采用新型轻型木模板。

3）桥墩的加粗。桥墩加粗的目的体现为：桥梁顶升后，桥墩高度增加，有增加桥墩刚度的需求；桥墩加粗对断柱连接部位起到加强的作用；桥墩加粗对断柱连接的外观起到改善的作用。

桥墩加粗的竖向主筋植筋生根于承台，新老混凝土的接合面进行凿毛处理，模板采用钢模板。桥墩每侧加宽15 cm。

2.3.2 连续箱梁桥墩的改造

1）主墩接高。桥梁顶升完成后，凿除墩顶混凝土，露出竖向主筋，接高主筋、绑扎箍筋及构造钢筋后，立钢模浇筑混凝土。为了提高接高部分混凝土强度及加强与上下部原结构的连接，本项目不仅将灌注混凝土材料的强度等级提高了一级，而且所采用的是微膨胀、无收缩的混凝土材料。

2）附墩的接高。桥梁顶升完成后，先安装附墩支座，然后植筋浇筑柱芯混凝土柱，将支座锚固于柱芯内，支座与柱芯混凝土柱之间预留2 cm的空间浇筑灌浆料（材料等级、性能与主墩接高部分浇筑的混凝土材料相同）。然后再拆除千斤顶，进行主筋接高，主筋接高后，浇筑桥墩外围混凝土。

3 实施效果

1）成功地将桥梁顶升工艺关键工序的集中性、系统性应用于上海市济阳路快速化改建工程1标项目的不同桥梁结构施工中。

2）探索性地应用了四杆限位装置，将被顶升构造物的水平与高度偏差分别控制在15 mm和6 mm以内（设计要求偏差分别为±20 mm与±10 mm），相比常规工序，顶升效率提高20%。

3）通过提高接高、接粗部位的材料强度等级与性能，实现了新旧部位的有效连接。

4）验证了顶升工艺在同一项目集成性、系统性应用的稳定性、安全性及可行性。