^
4x 25
-2.4%
m
25+30+25
4x 25第酿4x 25
第碰
25+40+25
第六联4x 25
0号
1号 2号 3号 4号 5号 6号 7号~ 15号 16号 17号 18号 19号 20号 21号22号
第1期（总第190期） 2017年1月
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CHINA MUNICIPAL ENGINEERING
No .1 (Serial No .190)
Jan . 2017
DOI :10.3969/j .issn .1004-4655.2017.01.011
曲线桥梁顶升施工关键技术
胡安庆1，何跃军2
(1.中铁西南科学研究院有限公司，四川成都611731; 2.成都建工路桥建设有限公司，四川成都610091 )
摘要：在市政桥梁改造工程中，为节约资源及工期，部分既有桥梁采取顶升改造。成都市新二环路双楠立交跨线 桥为一座曲线桥，顶升高度高，施工难度大。结合该桥同步顶升工程难点及应对措施，阐述顶升施工关键技术， 可为此项技术在同类工程中的应用提供技术参考。
关键词：曲线；桥梁；改造；同步顶升
中图分类号：U 445.7 文献标志码：B
文章编号：1004-4655 ( 2017 ) 01-0031-04
随着城市化进程的加快，许多城市都出现交通 拥堵问题，既有交通设施的改造是缓堵保畅重要方 法之一。为尽可能节约资源，减少对现有交通的影 响，在改造中尽可能利用原有结构，顶升技术也应 运而生[1]。成都新二环路采用全线高架桥方案，实 现高架环线交通。为节省投资，对多座既有立交桥 进行顶升，通过抬高引桥与新建高架对接。在所有 顶升桥中，双楠立交桥引桥位于曲线段，其施工工 艺较为复杂，技术难度大[2]。1工程概述 双楠立交跨线桥整个跨线桥由6联预应力混 凝土连续梁组成，由大石西路至双楠方向分别为： (4x 25 m ) + (25m + 30m + 25m ) + (4x 25 m ) + (4x 25 m ) + (25m + 40m + 25m ) + (4x 25 m ), 共22跨，
跨线桥全长570 m ，为双幅桥，单幅桥宽
13.75 m ，单向3车道。
原桥首尾联纵坡均为5%，其余四联纵坡较小， 线形平缓。该桥的改造方案为：将首尾引桥整体抬 升，与新建高架桥相接形成高架环线。该桥首联为 曲线段，原桥曲线半径A = 260 m ，改造后曲线半 径调整至/? = 255 m 。双楠立交现场实景图见图1， 桥梁顶升纵断面变化示意图见图2，桥梁平面示意 图及断面示意图分别见图3和图4。
图1双楠立交现场实景图
oo I cn t -*收稿日期：2016-11-18
第一作者简介：胡安庆（1982—)，男，工程师，工程硕士，
主要研究方向为桥隧工程。
1 375
外幅桥
1 175内幅桥
T 〇
(1)
在顶升过程中。梁体投影长度不断增加，
采取纵向限位系统措施控制梁体的纵向位移，保证 伸缩缝的宽度不变。
(2)
顶升过程中。梁体纵坡的变化使千斤顶顶
面与梁底面形成不断变化的夹角，千斤顶与梁底接 触面积小，且产生水平推力。为此，在顶升千斤顶 与分配梁间采用楔形垫块，同时，将千斤顶反向安装。
(3)
顶升过程中。梁体投影长度不断增加，导
致安装在梁底的千斤顶与支撑产生相对位移。为 此，在千斤顶底端设置可移动调节装置，不断调节 千斤顶的位置，以减小偏心。
2)难点二。曲线梁顶升内箱梁外侧升髙幅度
不一致，施加顶升力也不同，施工控制措施如下。
(1) 施工前根据连续梁曲线要素，精确计算出 每个顶升支点的高程变化量。
(2) 根据计算结果设置顶升位移指令，由位移 指令控制PLC 液压顶升系统的顶升行程。(3)
在千斤顶设备上采用平衡阀调节，使内外
顶力差不超出千斤顶承载力。4顶升施工步骤
顶升施工共分为5个步骤。1) 步骤一，准备工作。既有桥梁结构现状调 查，土方开挖，承台基础施工，桥台台背破除。2)
步骤二，临时支撑及顶升系统安装。安装
钢管临时支撑，将钢管支撑用型钢连接为一个格构 柱；安装分配梁、千斤顶、栗站系统、电脑控制系 统、顶升监测系统和纵横向限位。
3)
步骤三，梁体顶升。顶升系统调试，按照
理论重量控制千斤顶分级加压，直到梁体脱离支 座；以顶升段和不顶升段伸缩缝处为旋转点，顶升 至设计标高；同步监测；每顶升一定高度时将增加 临时支撑，保证整体稳定。
桥梁同步顶升
4)
步骤四，墩柱顶升。当梁体顶升达到设计
标高后，凿除墩顶垫石并重新浇筑；更换支座；安 装临时支撑、顶升系统；墩柱采用绳锯切割，墩柱 顶升至设计标高。
5)
步骤五，墩柱增高及桥梁恢复。墩柱增高，
桥台改造成桥墩，待混凝土达到设计强度后将梁体 落于支座上；拆除顶升设备。
双楠立交改造工程关键节点为曲线段，由此仅 给出曲线段内外幅各墩台处高程调整值及方案（见 表1和表2 )。
表1曲线段内幅桥各墩台处桥面高程调整值及方案m
墩号
原标高设计标高调整值方案备注
DnO (桥台）
508.197515.150 6.953浇筑桥墩
整体重量
2 754t
Dnl 509.426514.679 5.253断柱增高Dn 2510.659514.236 3.577Dn 3511.902513.836 1.934Dn 4
512.805
513.063
0.258
垫石调整表2曲线段外幅桥各墩台处桥面高程调整值及方案m
墩号
原标高
设计标高调整值方案备注
DwO (桥台）508.238
515.5567.318浇筑桥墩
整体重量 2 899t
Dwl 509.619515.199 5.580断柱增高
Dw 2510.994514.809 3.815Dw 3512.192514.233 2.041Dw 4
513.140
513.398
0.258
垫石调整2桥梁顶升方案
为确保桥下既有道路通行，对桥梁承台加宽改 造后安装钢支撑，在梁底设置托梁（分配梁）并安 装千斤顶，利用P L C 同步顶升施工，待梁体达到 设计高程后，截断墩柱并接高，形成新桥。
顶升过程采用交替顶升，即为每个支撑顶点安 装2组千斤顶，由控制台控制液压栗站驱动2组千 斤顶进行反复交替顶升。顶升过程中，先由第一组 千斤顶进行梁体顶升一个行程，同时在顶升过程中 逐渐加垫钢板，防止千斤顶失效时梁体突然坠落， 一个行程过后，通过控制台控制液压泵站驱动第二 组千斤顶进行顶升，同时控制第一组千斤顶收缸， 并在收缸后的第一组千斤顶的活塞下垫设相应高度 的钢支撑垫块……重复步骤，直至完成整个顶升过 程[3_4]〇
3工程主要难点及应对措施
1)难点一。由于该桥为连续梁，纵向坡度由 向下变为向上，最大有7.4%的坡度变化，可引起
5施工主要工艺技术
5.1承台改造
桥梁顶升时利用原承台作为反力基础，为防止对 现有承台结构造成破坏，对现有承台进行植筋加宽处 理，加宽宽度75 cm。承台纵桥向加宽至4 m (见图5 )。
m m
a)加固飾我台^
400
.75,250,75.
：：
獄
|r5〇1505qr
m m
b)加固后承台构造
图5承台改造示意图（cm )
5.2墩柱改造
双楠立交既有桥墩为花瓶形墩，墩柱改造方案：待上部梁体顶升到设计高程后，采用绳锯将墩柱切割后，顶升上部节段，恢复钢筋后采用自密实混凝土浇筑接高（见图6 )。
500
图6桥墩改造设计图（cm )
5.3钢支撑托架体系
钢支撑托架体系主要承担上部结构重量，因此 重点计算分析其承载力、刚度及稳定性，保证顶升 时托架体系和梁体受力状态不变。
托架体系由支撑钢筒、临时垫块以及水平连系杆等组成。每个墩柱顶升支撑的主体采用沴609 mm x 12 mm钢管作为支撑杆。钢管上下两 端焊接法兰，侧面有连接构件。每根钢管支撑下部通 过植人锚栓与原承台连接。经纵横向稳定性验算，钢支撑纵横向连接须小于等于3 m (见图7 )。
图7桥墩顶升支架系统布置断面、侧面图
5.4梁底托梁（分配梁）
分配梁固定在箱梁底部，位于箱梁与千斤顶之
间，分配梁直接承担上部梁体重量，并将力传递至
千斤顶，其需要有足够的刚度、强度及稳定性，保
证不变形。在分配梁上部设置垫块，使分配梁处于
水平状态，便于顶升控制。
5.5千斤顶选用、安装及控制
1)千斤顶选用、安装。千斤顶的选用须考虑
钢支撑的尺寸、混凝土压力和梁体受力等因素，同
时要考虑当单个千斤顶失效时是否安全。本次选用
200 t千斤顶，其优点如下。
(1)千斤顶在运行过程中可能失效，通过计算，在单个千斤顶更换时对整体无影响。
(2)重量轻，安装及施工过程中调整较便利。
(3)该型千斤顶配有液压锁及机械锁，可防止 任何系统及管路失压，从而保证有效支撑。
每一个支撑墩设置16台200 t千斤顶，其安
全系数达到4，顶升过程安全系数达到3，安全满
足需求。在顶升过程中，顶升支点将发生偏移，千 斤顶顶面与梁底面存在变化的夹角。为了解决此问 题，将千斤顶向下反向安装，当千斤顶中线偏离支 撑中点后，将千斤顶调回，当梁体竖向转动时，千 斤顶也随之旋转，在千斤顶尾部增加楔形块调平千 斤顶（见图8乂
千斤顶
a )千ff ■顶碰
b )
图8千斤顶安装图
2
)顶升控制系统。系统采用先进的PLC 控制
液压同步系统。该系统自动完成同步位移，实现 力或位移控制，具有操作闭锁、过程显示、故障
报警等多种功能；另外，该系统由计算机集中控制， 既对所有千斤顶同时控制，又可单独控制，便于 2组千斤顶交替顶升。PLC 控制同步系统由液压系 统（油泵、油缸、变频电机、变频器等）、检测传 感器、计算机控制系统等几个部分组成。
6工程效果
据估算，若拆除该立交跨线桥重建，建设工期 至少需10个月，且费用是改造利用的2倍多。双 楠立交跨线桥顶升改造工期仅4个月，过程安全顺 利，完工后经专业检测机构评定整座桥梁完好状态 等级为A 级，承载能力满足设计要求。经过3 a 多 的运营，目前该桥梁整体状况仍良好。7结语
在经济发展、科技进步的同时，先进的桥梁施 工技术需要在实践中逐渐成熟，双楠立交跨线桥顶 升改造的成功，创造良好的经济效益和社会效益， 同时也为城市桥梁的改造及同类顶升项目提供很好 的技术参考。
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(上接第30页）
的布置方法，以保证各点顶力、力矩均相等，顶升 期间结构不发生扭转。
4)同步顶升原则。顶升期间通过位移传感器 进行同步控制，同步包括纵向同步和横向同步。4结语
桥梁同步顶升期间，结构通过自身变形进行协 调以适应顶升工况，但钢筋混凝土结构在横向宽度 尺寸小于纵向跨度尺寸，且顶升反力点布置间距一 般较小，可认为是刚体结构，故在出现0.1 mm 级 别的顶升误差时会出现较大结构附加内力^
针对常见的几种桥梁类型的顶升施工，就顶 升效果而言，箱梁与T 梁的顶升均满足桥梁顶升 结构安全要求，不会产生危害性后果，但对于板 梁顶升，会造成板梁铰缝结构损伤的可能。为避 免板梁顶升时结构损伤，需要考虑以下几点：在 边梁位置设置位移传感器，减小横桥向顶升同步
位移误差；改变既有同步顶升方式，在结合现有 铰缝监测技术的基础上，探索板梁桥局部顶升新 技术，保障铰缝结构安全；增加分配梁，采用整 体托换方式进行顶升。
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