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顶升技术在桥梁施工中的应用


□ 唐莲荣 宾志杰

  摘 要:桥梁施工,梁体标高达不到设计规定值,是装配式桥梁施工过程中比较难处理的问题。文章以湖南省常(德)张(家界)高速公路K127+475(1-20)立交桥右幅梁体整体顶升并调整其横坡处理为例,介绍顶升技术处理桥梁梁体标高问题的应用工艺,为解决类似问题提供借鉴与参考。
  关键词:公路工程:桥梁施工:梁体顶升工艺
  作者简介:唐莲荣,男,广西桂通公路工程监理咨询有限责任公司工程师,研究方向:公路工程施工监理:宾志杰,男,广西桂通公路工程监理咨询有限责任公司助理工程师,研究方向:公路工程施工及监理。
  
  一、概述
  
  K127+475小桥设计为1-20m简支宽幅式预应力空心板梁桥,重力桥台,扩大基础。梁体左右幅分离,每半幅7片梁,桥面宽12.25M。桥面铺装为11cⅢ厚钢筋混凝土+9cm厚沥青混凝土。0#桥台为4F滑板支座,1#桥台为板式橡胶支座。该桥位于半径1500m左转弯缓和曲线内,梁端里程分别为K127+465、K127+485,左幅横坡为2%。右幅横坡从-0.09%-暂变化至0.814%(梁端)。纵坡为3.643%。
  
  二、梁体标高问题
  
  该桥由于设计的疏忽,右幅桥台台帽、桥面标高未考虑弯道缓和曲线超高横坡的变化,而是按直线段2%横坡设计,造成梁体横断面反坡。靠近桥梁中心线位置标高符合要求,但右外侧边缘标高最大错31cm。且在完成水泥混凝土桥面铺装层及护栏施工后才发现该问题。如直接在桥面铺装砼上另加铺钢筋泥混凝土调整桥面标高处理,则K127+465、K127+475、K127+485处右幅梁外侧边缘分别需加高23、27、31cm。整个右幅桥面需增加钢筋混凝土的平均厚度为13.5cm,那么桥面将增重约90吨,相当于梁的自重增加22%,超过空心板梁设计的承载能力,不能满足安全使用要求。征求设计代表及有关桥梁专家的意见,拟采用顶升技术将右幅梁体整体顶升后调整支座高度至正确的标高,以此来达到并满足弯道超高设计横坡要求。
  
  三、梁体顶升方案
  
  采用千斤顶将右幅梁体(含桥面铺装)整体顶起,然后按正确的标高在台帽垫石上加垫铸钢支座垫块。由于右幅梁端横坡分别为0.09%、-0.814%,且右幅梁体已浇筑绞缝及水泥混凝土桥面铺装层,形成了整体结构.梁体已不能扭动,不能按以上两种横坡顶升作业,否则增加梁体扭距,产生内力,故顶升时照单一横坡进行,选择跨中横坡作为需顶升作业调整的横坡,则梁体顶升横坡为-0.452%。
  
  (一)顶升施工的结构设计
  1、顶升设备基础:采用C20#钢筋混凝土基础(120×120cm)。厚度≥50cm,基础顶面配间距15cm×15cm钢筋网(钢筋φ12mm),顶面应平整,并预埋与钢管桩底板固定的地脚螺栓(φ22mm)。基础奠基于桥下完整基岩上,否则应进行基底承载力验算。平面位置尽可能靠近桥台身,减少顶升时梁端产生的负弯距。
  2、支承钢管桩:支承千斤顶的钢管桩直径为0470mm,壁厚1cm,底部焊接60cm×60cm×1cm钢板,通过地脚螺栓垂直固定于砼基础上。不得晃动和滑动。以免受力时失稳。钢管桩顶部焊接70cm×70cm×2cm钢板作为千斤顶的支承平台。当钢管桩较高时,在其中上部用φ48mm钢管或型钢加固或用缆索固定,确保钢管桩受力时保持稳定。如图(1)
  3、顶升装置
  (1)用6台油压千斤顶(规格:100吨,最大顶升高度18cm),及配套油泵,其参数应经校核。
  (2)梁底两端分别安装双28a工字钢作为传力梁,为便于顶升作业,工字钢每端伸出梁体30cm与梁体锚固,从边板翼缘上钻孔安装吊杆钢筋,采用螺栓连接的方式将传力梁与梁体固定。右幅梁体底部全宽为10.49m,则工字梁长度为11.09m,并将双工字钢用1cm厚钢板焊接在一起确保整体受力,在与千斤顶和梁体接触部位的双工字钢上下都要焊接(30cm×30cm×1cm)钢板,其下安装摇辘式钢垫块,其结构如图(2)。

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  五、顶升作业
  
  (一)准备工作
  1.作业前检查设备,安装千斤顶前检查千斤顶及液压油,保证千斤顶密封良好,油液品种及油量是否符合要求。对千斤顶进行试运行。并调试千斤顶及油泵同步,使其提供一定顶升力时其上升速率相同。
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