液压顶升在某高速跨桥施工中的难点与特点

　　某高速由于该分离立交桥下高速公路为弯道路段，   处桥下净空低于5.0m，自运营以来，多次被   车辆撞击，造成严重损伤，虽然多次   ，但未能解决根本问题，严重影响了高速公路的行车   。该桥自南侧桥台数第4孔东侧边板，因多次受   车辆撞击，跨中部位4.0m范围内底板混凝土全部撞碎；预应力钢绞线被撞断5根，空心板下缘4根普通钢筋被撞断，其余部分主筋存在不同程度的变形，该处跨中部沿梁长约4m的区域内箍筋均已不存在。

　　为了从根本上解决上述问题，对该桥采用整体液压顶升的方案进行净空改造。

　　(1)由于上部结构为连续空心板，只有桥台、墩位置为暗帽梁，且暗帽梁尺寸限制，液压顶升上部结构的受力点部位受限制。

　　(2)由于桥台处有较大的土体护坡，部分桥墩较高，无论采用混凝土支撑还是钢结构支撑，都易造成失稳，部分墩基础在高速公路护坡或排水沟等高速公路附属设施上，因此液压顶升反力系统的设置是一个难点。

　　(3)液压顶升过程中，桥梁可能出现平动和转动，采取措施避免产生偏移。由于上部结构与原有承台基础距离大，如何      地选用限位措施是一个难点。

　　(4)液压顶升设备要求高，要有自锁装置，在顶升和   换临时支撑时，不能出现千斤顶滑落。

　　(5)液压顶升过程中顶升液压缸同步控制要求高。

　　(6)如何      地降低工程造价是本工程能否实施的另一个关键。

　　某高速跨桥工程总体液压顶升方案为：采用抱柱梁(与桥梁的柱成为一体)作为桥梁液压顶升的反力系统，采用钢结构液压顶升托架对桥梁上部整体进行托换(使钢结构与上部结构成为一体)，利用液压千斤顶(由PLC液压同步控制)对桥梁进行整体液压顶升，液压顶升过程中利用钢支撑作为临时支撑，待桥梁液压顶升到位后，对原有柱接高。

　　1、液压顶升反力系统

　　(1)桥墩部分采用抱柱梁系作液压顶升千斤顶反力系统。抱柱梁就是依附在柱四周的梁系，液压顶升时，液压顶升千斤顶把力传递给抱柱梁，抱柱梁再把力传递给柱，柱传递给基础，抱柱梁与柱之间通过新旧混凝土的摩擦传递剪力。

　　采用抱柱梁的优点：①抱柱梁的位置灵活，可以直接设在液压顶升千斤顶的底部，对于支撑体系的稳定要求较小；②可以减少支撑体系的投入以及不用拆除基础上面的水沟、护坡等高速公路附属物。

　　(2)桥台部分采用人工挖孔桩的方式把混凝土桩放置在护坡内的承台上，在桩顶上做混凝土帽梁。其优点是不用对现有的护坡进行开挖，总体工程量较少，且对现有路基和护坡破坏较小。

　　2、液压顶升千斤顶选用及安装

　　千斤顶选用：采用200t千斤顶，顶身长度395mm，底座直径475mm，顶帽直径258mm，行程140mm。实际应用时千斤顶顶帽套直径为600mm的钢顶帽，顶帽与千斤顶合计高500mm。千斤顶均配有液压锁，可防止任何形式的系统及管路失压，从而负载的   支撑。该千斤顶在多项桥梁和房屋液压顶升中   使用。

　　千斤顶安装：为便于液压顶升操作，所有千斤顶均按向下方向安装，即千斤顶底座固定在连续梁下方的分配梁上。千斤顶安装时应千斤顶的轴线垂直，以免因千斤顶安装倾斜在液压顶升过程中产生水平分力。在每个加力点位置，千斤顶或垫块与连续梁及承台的接触面面积经过计算确定，以不超出原结构物混凝土强度范围，结构不受损坏为原则。

　　3、桥梁液压顶升部位及液压顶升托架

　　该分离立交桥上部结构为连续梁，跨间梁为预制空心板梁，而各跨间的空心板梁通过暗帽梁现浇连接。所以在液压顶升桥梁上部结构时，液压顶升的应力接触部位应在暗帽梁位置或空心板梁的肋部位。由于选用的液压顶升千斤顶直径较大，在液压顶升时应采用钢结构托架进行力的转换，以在液压顶升时千斤顶对上部连续梁结构不造成破坏。采用由钢板焊接而成的纵、横向分配梁组成液压顶升托架体系，托架体系的上部通过植筋的方法与上部结构连接，托架体系的上、下分配梁之间通过螺栓连接，具有较好的整体性与稳定性。

　　4、液压顶升千斤顶布置

　　通过荷载计算，液压顶升时上部结构总重为11000kN，每个柱的液压顶升重量约为920kN，考虑到   储备及液压顶升千斤顶的对称布置，每个柱两边对称布置2台千斤顶，每排柱对称布置4台200t千斤顶。考虑受力点位置及液压顶升分配梁情况，每个桥台布置4台200t千斤顶。整座桥共布置28台千斤顶，可以提供56000kN的顶力。

　　5、液压顶升控制系统

　　在采用传统的液压顶升工艺时，往往由于荷载的差异和设备的局限，无法根本油缸不同步对液压顶升构件造成的附加应力从而引起构件失效，具有   的   隐患。本工程采用PLC液压同步液压顶升技术，从根本上解决了这一长期困扰移位工程界的技术难题，填补了我国在该领域的一项空白，且已达到   水平。

　　PLC控制液压同步液压顶升是一种力和位移综合控制的液压顶升方法，这种力和位移综合控制方法，建立在力和位移双闭环的控制基础上。由液压千斤顶   地按照桥梁的实际荷重，平稳地顶举桥梁，使液压顶升过程中桥梁受到的附加应力下降至   低，同时液压千斤顶根据分布位置分组，与相应的位移传感器(光栅尺)组成位置闭环，以控制桥梁液压顶升的位移和姿态。采用该技术的同步精度为±1.0mm，可以很好地液压顶升过程的同步性，液压顶升时上部结构的   。

　　液压顶升行程监测采用精度为0.01mm的光栅尺；每液压顶升100mm作为一个液压顶升行程。

　　6、液压顶升支撑垫块

　　液压顶升支撑体系一般采用混凝土或钢结构工具式垫块。本工程采用φ500mmX12mm钢垫块作为液压顶升过程液压千斤顶、临时支撑等的支撑垫块。钢垫块高度与千斤顶的行程相适应；钢垫块的高度分别为100mm、200mm，以满足不同液压顶升高度的要求。为避免液压顶升过程中支撑失稳，钢垫块间通过法兰连接。

　　液压顶升100mm时采用1块100mm的钢垫块，当垫块高度到达200mm时，   换200mm的钢垫块，以此类推，直至达到液压顶升高度600mm为止。支撑结构之间连结牢固，千斤顶与临时支撑钢垫块间采用拉接，千斤顶支撑与反力系统间采用栓接。通过以上措施支撑结构有良好的整体性，从而防止因连续梁液压顶升可能发生的滑移造成支撑体系的失稳破坏。

　　7、液压顶升限位

　　为避免液压顶升过程中桥梁产生横、纵向偏移，设立钢结构限位装置。限位支架应有足够的强度，并应在限位方向有足够的刚度。

　　由于液压顶升时有较好的同步性(千斤顶同步误差在2mm)，相邻千斤顶间距为1460mm，若产生2mm的误差，产生的水平力约为1/750，所以在正常顶升中产生的水平力很小，考虑到实际产生意外等因素，限位的水平力按1/20的上部结构重量考虑。

　　桥台处的限位：桥台横向利用原有的耳墙，并在耳墙设置钢结构，钢结构的高度需桥梁顶升600mm   。利用现有桥台的台背与上部结构的台缝位置安装限位装置作为桥台处的纵向限位。

　　桥墩处的限位：利用顶升托架的下部分配梁，在下部分配梁靠近柱侧内设置钢挡，并安装限位装置以此来做横向限位。在顶升托架与横向限位装置安装完毕后，在下部分配梁上安装纵向限位装置，纵向限位装置通过螺栓与下分配梁连接。限位装置在顶升过程中与顶升托架一起在柱上滑动。每个墩柱均设置纵、横向限位装置。

　　实践证明：结构限位能够水平偏移量在允许的范围内，并能顶升的   ，具有重要的作用。