摘要:文章简单介绍了桥梁顶升技术的概念及原理，结合自身实践，提出了顶升纠偏施工措施以及桥梁顶升技术的重大意义。 关键词:桥梁；纠偏；顶升技术 Abstract: the paper briefly introduces the concept of bridge jack-up technique and theory, combined with their own practice, this paper puts forward the construction measures and the roof up rectification bridge jack-up technique is of great significance.
Keywords: bridge; Correction; Jack-up technique
中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号
引言
立交桥梁是城市交通的命脉，而我国很多桥梁建于二十世纪六、七十年代，基于当时的车流量和各方面的发展规划，桥梁设计等级都普遍偏低。目前，由于桥梁沉降、通航等级提高、下穿道路等级提高、路线改造等引起桥下净空不足，不能满足现有的通航要求。且由于结构及橡胶支座自然老化、车辆荷载增加、不利环境影响以及养护维修欠缺，我国不同时期投入运营的立交桥梁暴露出各种结构损伤和偏位现象，无法满足现有规定功能，对其运营安全亦构成隐患。
1 工程概况
本工程重点改造项目为上海市迎宾立交的S1和S3匝道，平面位置如图1所示。匝道桥梁总长分别为664.1米和612.1米，其上部结构采用六跨预应力混凝土连续单箱双室箱梁。梁与墩柱采用盆式橡胶支座连接。经现场检测分析，发现S1和S3匝道弯箱梁体产生明显横向位移，并伴随有支座脱空及梁体扭转现象。
图1 立交平面位置示意图
2桥梁顶升技术的概念及原理
桥梁顶升技术是指通过千斤顶及其他辅助设备，在不改变原桥梁形态的前提下，将桥梁安全地顶起升高至所需高度的一种新型的桥梁纠偏技术。
顶升技术的原理十分简单，但技术要求高，每一个环节都很关键。首先，根据实际情况，通过软件和实际承重确定顶升量；其次，依据结构各部分承受的荷载大小确定顶升点，布置千斤项；最后，控制好顶升速度，使其均匀、协调地升起。重点就在于保持上部结构在“不变形”的情况下安全顶升至所需高度。
传统的顶升方法大多以手动操作、人工现场监测、总指挥协调的方式进行，其劳动强度大，且存在安全隐患。以人工为主的操作存在较大的不确定性，因此，迫切需要以电脑自动化控制为主导的新型桥梁顶升技术的出现。
桥梁顶升根据反力作用位置的不同，可分为直接顶升和断墩顶升。直接顶升是主要以承台、自然地面或者盖梁等作为反力基础，直接进行顶升的一种方法；断墩顶升则是针对无直接反力基础的结构而言的，如连续刚构桥，此法需截断桥墩，再顶升结构，最后浇筑桥墩。在实际工程实践中，断墩顶升法用得较少，因打断桥墩会对结构造成损伤，且顶升过程受力复杂，故一般较少采用。
3顶升纠偏施工措施和设备
3.1顶升千斤顶支撑反力基础
顶升时承担顶升千斤顶反力基础的部分，是顶升工程中需要重点考虑的部分。
对于S1匝道9号墩、10号墩、13号墩与S3匝道8号墩、9号墩、12号墩利用后加小盖梁顶面作为顶升时的反力基础，考虑局部承压，在盖梁顶部垫2cm厚的钢板；对于S1匝道8号墩、14号墩与S3匝道7号墩、13号墩双支座墩若顶升则利用原桥墩柱顶面作为顶升时的基础。同时在墩顶顶部做钢结构抱柱箍，增强墩柱的刚度，以避免顶升时墩顶混凝土受损；对于靠近磁悬浮处的S1匝道11号墩、12号墩与S3匝道10号墩、11号墩，若需顶升也利用原有墩顶并加抱柱箍。
3.2千斤顶上部支撑点
箱梁在支座位置处均为实心钢筋混凝土，顶升时千斤顶可以直接对其进行顶升，顶升时在梁底垫设3cm钢板作为千斤顶的上支撑点。由于上部结构不平，所以在该处需准备一些超簿的楔形垫块，以利垫平。
3.3临时支撑体系
临时支撑体系就是千斤顶顶升完一个行程，收顶加高顶升钢支撑时临时支撑上部结构的体系。本处临时钢支撑垫块可利用千斤顶自带螺纹装置。
3.4自螺纹千斤顶选用
采用定制的200t千斤顶，千斤顶顶身长度180mm，底座直径235mm，行程为35mm的千斤顶。千斤顶均配有液压锁，可防止任何形式的系统及管路失压，从而保证负载的有效支撑。该千斤顶最大的特点带有自螺纹，可以在不用油压的情况下靠自螺纹承压。
3.5顶升控制系统
顶升控制系统：采用PLC液压控制同步顶升系统，图2和图3为施工现场的PLC系统和液压控制泵站。
图2人机交互界面 图3 顶升时液压控制泵站
3.6顶升限位(横向、纵向限位)
限位：为避免顶升过程中桥梁横、纵向偏移变大，设立钢结构限位装置，限位装置本身要有足够的刚度。
由于顶升时有较好的同步性，千斤顶同步误差在2mm之内，相邻千斤顶间距为4000mm，若产生2mm的误差，产生的水平力约为1/2000，所以在正常顶升中产生的水平力很小，考虑到实际可能产生的意外因素，限位的水平力按上部结构重量的1/20考虑。
横向限位，利用原有盆式支座上后焊的限位装置；纵向限位，在连续箱梁的伸缩缝位置设置钢板限位。
3.7千斤顶布置
本方案的千斤顶布置主要考虑到以下几点：1）顶升时结构的稳定性；2）上部结构的重量；3）上部结构出现意外的应急顶升。
对于S1匝道：
a.两个伸缩缝处8号墩、14号墩布置(此处布顶是应急考虑)：考虑到整体稳定性需要千斤顶不能放置在墩顶中间，在支座左右两侧各放置2台千斤顶，共4台千斤顶能提供800t的顶力。
b.9号墩、10号墩、13号墩千斤定布置：每个墩盖梁处分别设置4个200t行程50mm的顶升行程顶和4个200t辅助千斤顶。纠偏时以顶升千斤顶为主，辅助千斤顶作为保护装置，防止上部结构侧翻。
c.靠近磁悬浮处的11号墩、12号墩千斤顶布置：沿着支座左右两侧各布置3台千斤顶，共6台千斤顶，可以提供1200t的顶力。
7个墩共布置44台200t的顶升千斤顶，共给提供8800t的顶力，完全满足顶升需求。实际时需另备2台备用顶。
对于S3匝道：
a.两个伸缩缝处7号墩、13号墩布置(此处布顶是应急考虑)：考虑到整体稳定性需要千斤顶不能放置在墩顶中间，在支座左右两侧各放置2台千斤顶，共4台千斤顶能提供800t的顶力。
b.8号墩、9号墩、12号墩千斤顶布置：每个墩盖梁处分别设置4个200t行程50mm的顶升行程顶和4个200t辅助千斤顶。纠偏时以顶升千斤顶为主，辅助千斤顶作为保护装置，防止上部结构侧翻。
c.靠近磁悬浮处的10号墩、11号墩布置：沿着支座左右两侧各布置3台千斤顶，共6台千斤顶，可以提供1200t的顶力。
7个墩共布置44台200t的顶升千斤顶，共给提供8800t的顶力，完全满足顶升需求。实际时需另备2台备用顶。
3.8千斤顶分组
每个匝道千斤顶共分为14组，每个墩柱顶面的千斤顶为2组，每个墩柱设置2个监控点，每个监控点均设1台拉线传感器监测，采用14点控制系统顶升。
3.9与磁悬浮附近柱的处理
若磁悬浮处的柱需要顶升，在该柱外侧做一封闭操作圆形平台，使人员及设备均经由该平台内部通往上部。
4顶升过程的监控
由于顶升施工将改变连续梁的受力体系, 其受力情况复杂, 盲目施工将可能对桥梁结构造成不能修复的永久性损坏。在整个施工过程精密的监控, 以便及时对顶升中的细微变化进行调整, 避免意外事故的发生。
梁体顶升的控制是以位移控制为主,顶力控制为辅的双项控制。根据受力分析, 千斤顶以9 # 轴顶力最大, 位移最小,该千斤顶位置梁体顶升的位移不宜超过2c m, 而每个千斤顶顶力均不应超过200t 。由于旧桥长期带病工作, 在8 # ～11 #轴梁体的跨中与轴线附近出现部分微裂缝。在顶升过程中, 加强对原有裂缝的观测, 如果裂缝出现发展或者出现新的裂缝,应停止顶升, 并在作好分析其严重程度之后才决定是否继续顶升。
顶升施工的进度得到了严格控制。当顶升力达到计算值的8 5 % 时以及顶升位移为每5mm时均停止10 分钟, 静态下观测梁体裂缝发展情况, 裂缝发展均未超过0 . 2 mm,符合设计要求。
5桥梁顶升技术的重大意义
桥梁顶升技术为解决既有桥梁净空改造、纠偏，桥梁更换支座，公路、铁路、轻轨桥梁的定位安装，顶升调坡，整体加高等问题，提供一种新思路。而且近几十年来，我国约进行了100多项的桥梁和建筑顶升工程，可谓是积累了大量的工程实践经验，桥梁整体顶升技术可以说是发展到了一定的水平。但与大量的工程实践相反的是，指导实践的理论还不够成熟，理论落后于工程实践，桥梁顶升设计施工没有成熟的规范可依，工程大多依赖于工程经验，桥梁顶升理论亟需深入研究。此外，桥梁顶升对象复杂多样，施工方法千变万化，工序复杂多变，亟需根据当前的工程改造实际寻找、总结可靠的桥梁顶升施工方法，总结归纳不同桥梁的顶升关键技术，总结吸取施工中的经验教训，积极探讨更科学、更合理、更高效的桥梁顶升施工方法和施工工艺。
而且我国各公路交通线路以及通航河道上存在大量净空不足、更换支座的待改造桥梁，推广和完善桥梁顶升技术，对于节约大量的建设资金、缓解交通压力、提高现有桥梁的利用率、保持原有环境的协调性具有重要意义。因此，系统地归纳总结桥梁顶升技术方法，加强对桥梁顶升关键技术的研究，对推动我国既有桥梁改造技术的发展具有重要的指导意义，同时，可以提高我国在国际旧桥改造技术行列中的地位，使顶升技术更好的服务于我国的交通建设事业。
结束语
顶升工艺虽日渐成熟，但因桥梁结构多样，受力复杂，成功的关键在于各参加单位协同作业，科学管理，同时有赖先进的顶升和控制设备、完整全面的施工组织和丰富操作经验的施工人员。
参考文献：
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[3]王宏辉，王凤莲，刘德福.采用顶升工艺整体加高整体式连续箱梁.黑龙江交通科技.2004.12.52-54.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。