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1.1橋梁概況

原設(shè)計石門橋樞紐互通式立交主線橋第46跨上跨石長鐵路，目前1～42跨橋梁已施工完畢，因鐵路部門凈空要求增高，需在此處進(jìn)行縱坡調(diào)整，調(diào)整范圍為：石門橋樞紐式立交主線橋37#～42#橋跨，即K1+844.45～K2+163.05段落。K1+844.45～K2+063.05原設(shè)計高程按照0.137%漸變,K2+063.05～K2+163.05原設(shè)計高程按照-0.3%漸變，與鐵路交叉點(diǎn)處長安高速路面高程上調(diào)0.3m。

圖１石門互通主線橋37#～42#橋跨布置圖

1.2設(shè)計方案 因該橋37#～42#橋跨為5*26.2m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁且已施工完畢，按照設(shè)計要求，本項(xiàng)項(xiàng)目主要施工內(nèi)容包括： 

1、對37#～42#橋跨主梁進(jìn)行整聯(lián)分級頂升，頂升高度為0～18cm；

2、對橋梁支座墊石進(jìn)行加高處治；

圖2 38#～41#橋墩墩頂抬高處治圖

圖3 42#橋墩墩頂抬高處治圖

3、對橋梁整聯(lián)聯(lián)端蓋梁擋塊進(jìn)行加高處治。

圖4 42#橋墩蓋梁加高處治圖

總體施工方案

2.1總體施工工序

石門橋樞紐互通式立交主線橋37#～42#橋跨主梁整聯(lián)頂升，主要通過搭設(shè)堅(jiān)固的反力支架體系平臺，采用多跨整聯(lián)同步異距頂升技術(shù)，對左右半幅梁體先后分別進(jìn)行整聯(lián)頂升，同時，在頂升后，需及時架設(shè)臨時支撐，拆除原盆式支座，增設(shè)鋼墊板，更換（調(diào)整）支座，保證梁體落梁后標(biāo)高達(dá)到設(shè)計要求。

本項(xiàng)目的主要施工工序流程為：

圖5 施工工序流程圖（單幅整聯(lián)）

2.2 主要施工措施

2.2.1 施工準(zhǔn)備

1、復(fù)測橋梁線形和標(biāo)高，復(fù)核各墩柱頂升高度 

施工前必須對橋面高程、支座墊石厚度、支座墊石高程進(jìn)行復(fù)測，確認(rèn)后方可施工。同時，對橋面中線位置和橋面兩側(cè)護(hù)欄處設(shè)置臨時觀測點(diǎn)，以便施工過程中觀測梁體橫向、縱向偏位以及標(biāo)高變化。

2、驗(yàn)算反力支架體系 

對反力支架體系的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算，設(shè)置合理安全系數(shù)，保證體系安全。

3、材料準(zhǔn)備 

本工程材料包括碳纖維布、鋼套筒、鋼墊板、植筋膠等均應(yīng)滿足相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

4、墩頂臨時支撐 

各墩頂升高度不同，根據(jù)需求，需制作不同規(guī)格墊塊、鋼筒及楔形鋼板用作臨時支撐。

5、頂升設(shè)備系統(tǒng)檢驗(yàn) 

施工前需對頂升設(shè)備系統(tǒng)（控制中心、泵站、油路、信號、千斤頂?shù)龋┻M(jìn)行全面檢驗(yàn)，確保頂升設(shè)備系統(tǒng)的可靠性、精確性和使用性能。

6、成立頂升施工指揮部 

施工前需成立頂升施工指揮部，建立施工現(xiàn)場指揮系統(tǒng)和工作程序，確保施工指令令行禁止，一切行動聽指揮，不得隨意進(jìn)行施工操作。同時，做好相應(yīng)的應(yīng)急處置準(zhǔn)備。

2.2.2 墩柱和蓋梁頂粘貼碳纖維布、鋼套箱施工

因?yàn)樾枰谠瓨蚨罩蜕w梁上放置千斤頂，所以在頂升前需要對原墩柱（38#～41#墩）和42#墩的蓋梁進(jìn)行加固。墩和蓋梁頂粘貼碳纖維布施工和鋼套箱安裝施工可采用腳手架支架施工平臺進(jìn)行施工操作。 

1、粘貼碳纖維布 

在原墩柱頂部和蓋梁上部粘貼碳纖維布，以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)局部強(qiáng)度，使得頂升施工是墩柱和蓋梁局部砼不被剪壓破壞。粘貼碳纖維布前需將砼表面剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化砼去除，露出混凝土結(jié)構(gòu)層，并用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整。粘貼碳纖維布時用專用滾筒碳纖維方向多次滾壓，擠壓氣泡，使浸漬樹脂充分浸漬透碳纖維布。滾壓時不得損傷碳纖維布。 2、安裝鋼套箱 

原墩柱頂面和蓋梁的鋼套箱需根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際尺寸精密制作，在工廠制作時需采用分塊加工制作，保證現(xiàn)場能夠安裝，在現(xiàn)場組拼后，在焊接為整體。焊接質(zhì)量需嚴(yán)格滿足國家相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求。其中，原墩柱的鋼套箱宜分為對稱的兩塊加工預(yù)制，蓋梁的鋼套箱根據(jù)蓋梁粘貼面分三塊加工預(yù)制。 

2.2.3 反力支架體系 

反力支架體系主要采用鋼管墩支架，每根鋼管墩緊挨原墩柱設(shè)置，鋼管墩下部支撐在原橋承臺上，上部搭設(shè)施工平臺，以供施工人員和頂升所用。

鋼管墩支架簡要效果圖如下：

圖6 鋼管墩反力支架簡圖

1、反力支架體系基礎(chǔ)整平加固 

由于鋼管墩需支撐在原橋橫系梁上，而大部分橋墩的橫系梁已埋置在土層下，所以需清理原橫系梁，并將橫系梁頂面整平，同時，為確保安全，必要時需要對橫系梁進(jìn)行增強(qiáng)基礎(chǔ)澆筑鋼筋砼加固處治。 

2、搭設(shè)反力支架體系 

（1）由于該橋橋型凈空相對加高，鋼管墩的高度需要10m以上，選用φ600mm，壁厚1cm的鋼管，重量較重，需采用汽車吊、卷揚(yáng)機(jī)等大型設(shè)備進(jìn)行搭設(shè)安裝。由于受到橋型施工空間限制，必要時，需采用分段吊裝，然后焊拼的方法搭設(shè)。 

（2）在鋼管墩搭設(shè)完成后，必須采用強(qiáng)大的橫向聯(lián)系將鋼管墩和原墩柱聯(lián)結(jié)，同時，在相鄰的兩個鋼管墩之間需要設(shè)置槽鋼剪刀撐，以保證體系的剛度和穩(wěn)定性。 

（3）鋼管墩架設(shè)完成后，鋼管墩的底部需用高強(qiáng)螺栓錨固，其頂部通過腳手架、竹跳板等搭設(shè)施工平臺，同時通過工字鋼或型鋼，搭設(shè)頂升反力平臺。 

2.2.4 梁臺分離 

在正式頂升前，需將37#墩和42#墩處的梁臺進(jìn)行切割分離，保證頂升過程中37#～42#橋跨處于自由頂升狀態(tài)。同時，對橋兩端伸縮縫、欄桿、中間分隔帶的光纜支架均需分離。最后仔細(xì)觀察這一聯(lián)的梁體是否還有其他約束，若有，需要及時分離解除。 

2.2.5 安裝監(jiān)控和安全防護(hù)裝置 

1、安裝監(jiān)控裝置 

施工過程的監(jiān)控主要是位移和內(nèi)力監(jiān)控，位移監(jiān)控通過百分表、千分表位移計等進(jìn)行監(jiān)控，內(nèi)力監(jiān)控主要通過粘貼砼應(yīng)變計進(jìn)行監(jiān)控。 

在原橋墩柱頂部、蓋梁頂部安裝百分表和千分表，監(jiān)控頂升高度的變化，并隨時與頂升系統(tǒng)位移量進(jìn)行對比，在側(cè)面安裝位移計，監(jiān)控梁體在頂升過程中的橫向和縱向偏位。

 

圖7 百分表、位移計安裝效果圖

2、安裝安全防護(hù)裝置 

為確保梁體在頂升過程中不發(fā)生超限偏位，需要在36#～37#墩橋跨梁體安裝縱向限位裝置，在37#墩和42#墩蓋梁限位砼擋塊上設(shè)置橫向限位裝置。 

2.2.6 安裝PLC頂升設(shè)備系統(tǒng) 全橋（單幅）一次性安裝整個頂升設(shè)備系統(tǒng)，包含千斤頂（50個）、泵站（3個）、控制中心（1個）以及油路和信號系統(tǒng)。 

（1）千斤頂安裝通過汽車吊或卷揚(yáng)機(jī)、手拉葫蘆進(jìn)行吊裝，各千斤頂安裝時需保證千斤頂頂、底部受力接觸面平整，全截面受力，不得有偏壓情況產(chǎn)生。同時，為保證千斤頂頂升時對原梁體砼產(chǎn)生局部應(yīng)力集中破壞，千斤頂?shù)陌卜盼恢脩?yīng)盡量放置橫隔板或腹板附近，并且每個千斤頂頂、底部必須放置鋼墊板。 

（2）頂升設(shè)備系統(tǒng)安裝完成后，需進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，調(diào)試的主要內(nèi)容有：

1）液壓系統(tǒng)調(diào)試檢查 

① 油缸安裝牢固正確； 

② 泵站與油缸之間的油管連接必須正確、可靠； 

③ 油箱液面，應(yīng)達(dá)到規(guī)定高度； 

④ 備用2桶液壓油，加油必須經(jīng)過濾油機(jī)； 

⑤ 液壓系統(tǒng)運(yùn)行是否正常，油路有無堵塞或泄漏； 

⑥ 液壓油是否需要通過空載運(yùn)行過濾清潔； 

2）控制系統(tǒng)調(diào)試檢查 

① 系統(tǒng)安裝就位并已調(diào)試完畢； 

② 各路電源，其接線、容量和安全性都應(yīng)符合規(guī)定： 

③ 控制裝置接線、安裝必須正確無誤； 

④ 應(yīng)保證數(shù)據(jù)通訊線路正確無誤； 

⑤ PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行是否正常，液壓系統(tǒng)對指令反應(yīng)是否靈敏； 

⑥ 各傳感器系統(tǒng)，保證信號正確傳輸； 

⑦ 系統(tǒng)能否升降自如； 

⑧ 各種閥的工作狀況是否正常，是否需要更換。 

2.2.7 多跨整聯(lián)同步異距頂升 

1、試頂 

在正式頂升前，需要進(jìn)行試頂，試頂力宜為計算最大頂升力的10%左右，試頂時需注意檢查以下事項(xiàng)：

① 千斤頂安裝是否垂直牢固；

② 影響頂升的設(shè)施是否已全部拆除;

③ 頂升部分結(jié)構(gòu)與其它結(jié)構(gòu)的連接是否已全部去除；

④ 各儀表讀數(shù)是否正常。

2、同步異距頂升

（1）正式頂升時，38#～42#墩的千斤頂進(jìn)行同步頂升，但每排墩的千斤頂每次頂升步距不一致，已達(dá)到頂升不同高度的目的。每個千斤頂?shù)牟骄嘟y(tǒng)一由電腦控制中心的程序控制。由于是同步異距頂升，控制難度大，技術(shù)要求高，所以頂升速度應(yīng)盡量放慢，步距最大的42#墩千斤頂每頂升1cm，宜暫停10分鐘，仔細(xì)觀察梁體狀況，隨時監(jiān)測，若發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時處置，或回油落梁。

（2）頂升過程中，必須匹配設(shè)置臨時支撐，每排千斤頂頂升5mm，則臨時支撐需要架設(shè)一塊薄鋼板。

（3）頂升到位后，應(yīng)對各千斤頂進(jìn)行稱重，實(shí)測千斤頂?shù)氖芰χ?。稱重完成后，應(yīng)盡快設(shè)置好臨時支撐，盡量將梁體重量轉(zhuǎn)移到臨時支撐體系上來。

（4）整個同步異距頂升過程必須由專人指揮，專業(yè)人士操作，一切行動聽指令，不得隨意操作。若發(fā)現(xiàn)任何異常，必須立即向現(xiàn)場指揮部報告，并暫?；蛑袛囗斏?。待問題解決后，才可繼續(xù)或重新頂升。

2.2.8 更換支座

（1）頂升到位無異常后，應(yīng)及時取下原橋盆式支座，注意在拆除支座時，盡量不損傷、破壞原支座。然后按設(shè)計要求安放墊石鋼墊板，鋼墊板安裝完成后，需立即對其標(biāo)高進(jìn)行測量，復(fù)核頂升達(dá)到設(shè)計的高度要求。

（2）重新安裝盆式支座時，必須確保支座無損壞，才可進(jìn)行二次安裝，否則需更換為同型號的新支座。

2.2.9 落梁

（1）開啟PLC頂升系統(tǒng)，解除臨時支撐，平穩(wěn)降落梁體。

（2）梁體就位后檢查支座上下鋼板與梁底之間的密貼情況，應(yīng)盡量保證支座上下面全部密貼。如果支座出現(xiàn)偏心受壓、不均勻支承或脫空的現(xiàn)象，則應(yīng)重新頂升梁體，并在支座下加設(shè)一層環(huán)氧砂漿后再次落梁，直至支座上下面全部密貼。

3.1 重點(diǎn)難點(diǎn)分析

本工程為多跨整聯(lián)同步異距頂升，即通過智能控制，各千斤頂步頻一致、縱向不同墩柱處千斤頂頂升不同速率、橫向同排千斤頂同步同速率。此頂升類似于無絞豎向轉(zhuǎn)體，具有以下難點(diǎn)：

 1、為保證不同墩位頂升高度不同，必須采用PLC智能控制系統(tǒng)對縱向不同墩柱處千斤頂頂升控制不同頂升速率。

為控制上述頂升速率，必須在PLC控制系統(tǒng)中事先輸入程序，通過智能控制，減小速率誤差、消除相對動作延時。

2、油泵、千斤頂選型與配置。

（1）為滿足頂升速率受控，液油泵的供油量應(yīng)先通過驗(yàn)算，確保分步分級頂升動作下的供油量滿足要求。

（2）液壓系統(tǒng)的油壓應(yīng)通過驗(yàn)算，確保工況下的各液壓元件工作正常。

（3）液壓系統(tǒng)應(yīng)有可靠的自鎖裝置、安全裝置，液壓元件動作靈敏度滿足要求。

3、反力支架體系的承載能力與抗形變能力。

由于本工程要求支墩變形極小(小于0.1mm)，故除驗(yàn)算支墩的抗破壞能力外仍需驗(yàn)算抗變形能力，以滿足同步控制要求。

4、頂升過程中抗縱向滑移。

（1）頂升中應(yīng)考慮梁體縱向滑移可能并加以限制，該限制裝置且不能制約豎向頂升。

（2）采用分級加高的臨時支撐應(yīng)充分考慮最不利狀態(tài)下的縱向滑移。

5、頂升中不可預(yù)見的因素造成改變臨時支撐。

即使是充分考慮液壓系統(tǒng)是安全的，仍應(yīng)考慮不可預(yù)見的故障停機(jī)而需要將梁體臨時支撐。該臨時支撐與墩柱、蓋梁加高將不產(chǎn)生干涉。

6、最不利狀態(tài)下支座承受能力。

在多跨同時聯(lián)動頂升的工況中，即使是在控制速率下緩慢落梁，在不利狀態(tài)下，仍有可能發(fā)生某一個或某一排支座受力超過設(shè)計反力的可能。解決方法一是在保證梁體緩慢接觸支座，二是提高支座承載能力。