跨河桥梁引桥顶升施工技术研究

王静霞

（河北省高速公路禄发实业总公司，河北 石家庄 050091）

1 工程概况

某桥梁工程为自锚式悬索桥，全长为345m，由左右两幅组成，单幅桥共计10跨，南、北引桥的宽度相同，均为14.75m，引桥上部结构为预应力等截面混凝土箱梁，单箱三室。全桥共设置主缆4 根，索塔位于5#桥墩处，主桥梁体为格构梁。桥墩为Y 形薄壁墩，基础为摩擦桩。该桥的设计荷载为城-A 级，行车速度为60km/h，该桥于2007 年正式建成投用，其间经历过一次地震灾害，震后对全桥维修加固。

2 跨河桥梁引桥顶升施工关键技术

2.1 顶升总体方案

2.1.1 技术特点

（1）本次编制的顶升方案中，利用钢结构支架支撑千斤顶，支架用钢管制成，设置在承台上，桥梁上部结构的荷载可以经支架后，由承台传至地基，通过对压力有效分散，使地基不均匀沉降问题得到解决，达到防结构倾覆的目的，顶升系统的稳定性得到提升，作业安全性得到保障。

（2）当顶升达到设计要求的高度之后，以混凝土现浇的方法，将原本的桥墩接高，该环节以常规的方法施工，质量能够得到有效控制。桥梁顶升施工不会占用侧面的辅助车道，对车辆通行无影响，顶升周期比较短，桥上交通中断的时间随之减少。

2.1.2 顶升流程

引桥顶升的具体工艺流程如下：先处理桥台位置处的地基基础，施工顶升钢管支架的基础，随后对钢管支架进行安装，并在其上安装顶升系统，将桥面铺装层凿除，对原桥墩切割，引桥同步顶升达到设计高度后，接高墩柱，施工盖梁，同步落梁，更换制作后，将顶升设备拆除，重新铺设桥面沥青混凝土，养护到位后，开发交通[1]。

2.2 顶升关键技术

2.2.1 支架基础

基础持力层以砂卵石层为首选。经过现场考察后发现，可在原桥台位置处将桩基承台加宽，以此作为顶升钢管支架的基础，能够防止沉降问题并提高安全性。在对桩基承台结构补强时，选用强度等级为C30的低收缩混凝土，在浇筑施工前，通过配合比试验，将干缩率控制在0.02%以内[2]。

2.2.2 安装顶升支架系统

（1）在引桥顶升施工中，支架系统相当于临时墩柱，当原桥墩柱切断后，支架系统会替代桥墩承受桥梁结构上部荷载。除此之外，支架系统的设置为千斤顶的安装提供便利条件。因支架所需承受的重量较大，加之需要将重量传递给地基，所以要求支架系统既要有足够的承载力，还必须具备一定的刚度和良好的稳定性。

（2）垫块在桥梁顶升高度达到一定后，会影响支撑系统的稳定性，本工程中，顶升比较高，所以不能使用钢垫块，需结合实际选用钢管支撑替代。钢管的壁厚为16mm，外径609mm，在两端焊接用于连接的构件[3]。承台采用螺杆植筋，钢管经植筋与承台基础可靠连接。为增强连接稳固性，相邻钢管用螺栓加法兰接高，并用槽钢平联形成格构柱，槽钢之间以交错的方式满焊，钢管支架作为千斤顶的支撑，具有反力作用，当顶升不断推进后，钢管支架需要随之逐步接高，为确保支架的稳定性，可将之做成三角形的格构柱。

（3）分配梁上表面与箱梁连接，下表面与千斤顶连接，桥面系传递的荷载经分配梁传给千斤顶。在分配梁施工过程中，可将横向限位设置在箱梁每一联的两端，以植筋的形式达到限位效果。植筋施工中，为防止损坏原桥梁结构，要确定预应力筋的位置，植筋时避开，限位措施的水平分离可以按照承受顶升荷载的1%考虑[4]。

2.2.3 墩柱接高

（1）为使墩柱的切割质量得到保障，最大限度降低对原桥的破坏及扰动，通过对比各种切割设备的性能，最终选用液压链锯切割墩柱。该设备具有体积小、重量轻、切割能力强等特点，作业时基本不会产生振动，利用水冷系统降尘，可以防止粉尘污染，确保切口平整。

（2）本次改造中，在桩基承台顶面以上1 200mm的位置处截断桥墩，切割墩柱前，要先将切割面上下300mm范围内的混凝土全部凿除，以露出主筋为准，便于后续钢筋连接作业的开展。需要注意的是，施工过程中，要将原结构表面的泥浆层全部凿除，使其中的骨料外露，然后用水冲洗，结合面应做凿毛，提高粗糙度，确保纹理深度在6.0mm以上[5]。改造桥墩时，若切割点的位置在墩柱曲线段内，必须剥离变宽部分的混凝土，将原桥主筋拉直后，与新增设的钢筋可靠连接。

（3）本次改造中，钢筋在同一截面连接，接头数量不可避免会超过现行规范标准的规定要求。故此，连接钢筋时，竖向受力筋必须采用机械连接，以此来确保配筋满足荷载要求。混凝土现浇施工前，可以先用高压水枪冲洗新旧混凝土的结合面，为防止混凝土收缩引起开裂的情况发生，选用微膨胀混凝土，将混凝土的自由倾落高度控制在1.5m以内，以分层的方式浇筑，每层浇筑完毕后，用振捣设备及时振捣密实[6]。

2.2.4 桥台改桥墩施工

（1）在原桥台前，施工直径为1 500mm 的灌注桩和1 800mm 的挖孔桩，并在新混凝土浇筑前，对原桥承台做凿毛和植筋处理，将原结构表面的泥浆层全部凿除，确保骨料完全露出后，用清水冲洗干净。

（2）对原桥承台补强时，选用强度等级为C40 的低收缩混凝土，正式浇筑施工前，通过配合比试验，将混凝土28d 的干缩率控制在0.02%以内，以此来提高混凝土的工作性能。原桥承台压浆时，选用强度不低于40MPa 的水泥浆，施工中，保证注浆和时间与设计要求相符，以提高压浆质量[7]。

（3）压浆完毕后，对首批预应力束张拉，随后将承台改造时开挖的基坑回填，施工过程中，要为下一批预应力束张拉作业留出足够的空间，以免影响张拉质量。台基坑回填完毕后，便可顶升上部梁体，将承台混凝土凿除，浇筑承台加高部分的混凝土，养护至强度达到设计强度90%以上，张拉第二批预应力束。

2.3 顶升过程监测与控制

2.3.1 监测方法

（1）顶升作业时，可以通过复算，对结构的内力和位移变化情况加以分析，据此确定出施工监测的具体目标值。以该值作为主要依据，在顶升时开展实时测量，采集测量数据，经处理后用于指导施工。通过对顶升工况的全面监测，可使结构的受力状况始终处于可控范围，为顶升作业安全提供可靠保障。

（2）依据规定要求，布设位移控制点，以此来监测顶升作业时的位移情况。本工程需要在同步顶升的前提下，保证原桥结构不会受损，故此，在考虑顶升同步性的基础上，采用动态控制的方法，对位移实时监测。具体做法如下：在控制区域范围内，布设拉线式传感器，与计算机相连接，将采集到的数据实时发送给中央控制器，由中央控制器负责控制千斤顶的顶升速度，达到精确控制的目的。

3 结语

在跨河桥梁引桥改造工程中，可依据工程特点，选用顶升施工技术。为确保顶升作业安全、有序开展，作业人员应对该技术有全面了解和掌握，特别是其中的一些关键技术，以便能够在实际工程中加以运用，提高顶升作业质量，使桥梁改造能够按质按量按时完成。未来，施工单位要加大对顶升技术的研究力度，除对现有的技术不断改进和完善外，还要加快新技术的研发速度，从而更好地为桥梁工程建设服务。