中铁十局集团第三建设有限公司 安徽合肥 230088
摘要：在桥梁支座缺陷整治过程中，为减少对交通的影响，保证桥梁结构安全，采用PLC液压同步顶升控制系统，对桥梁支座进行更换。在不中断交通条件下对整体同步控制技术、顶升方案、施工工艺、支座更换施工及施工中所存在的关键问题进行分析研究，工程实践表明在不中断交通状态下采用逐墩顶升更换桥梁支座技术是可以实现的。
关键词：不中断交通；逐墩；同步顶升；更换支座
引言
我国大规模桥梁建设经历了多年的发展已取得了显著的成绩，目前很多桥梁已进入大、中修期，特别是桥梁支座，经过长时间运营出现老化、破损，严重影响了结构的整体寿命和交通安全，桥梁维修消缺工程逐年增加，而如何在保证交通正常通行的情况下，进行桥梁消缺工作仍是一大难题。
目前桥梁顶升以整体循环顶升为主，整体顶升有较大安全隐患，稳定性难以控制，且需要较长的时间，如果完全中断交通施工，在目前城市日通车量迅猛增长的背景下，必将会造成交通堵塞、大量车辆滞留，将增加巨大的社会成本。
采用不封闭交通逐墩顶升，克服支座更换对交通的影响，采用PLC液压同步顶升控制系统，克服桥梁顶升期间安全风险高等难题。提高了顶升期间的梁体安全，大大降低了顶升期间对繁忙道路交通的影响。
一、工艺原理
箱梁顶升采用PLC液压同步顶升控制系统是建立在力和位移双闭环的控制基础上。通过称重的方法由液压千斤顶精确地按照桥梁的实际荷重，平稳地顶举桥梁，使顶升过程中桥梁受到附加应力下降至最低，同时液压千斤顶根据分布位置分组，与相应的千分表位移计组成位置闭环，以便控制桥梁顶升的位移和姿态。
二、不中断交通逐墩顶升更换桥梁支座施工实例
（一）工程概况
五里墩立交桥建成于1996年，桥梁由两段高架桥及17条匝道组成，最高一层的高架桥，距底层路面高21m。桥梁上部以钢筋混凝土连续梁为主，配有控制裂缝的纵向预应力钢束。
（二）千斤顶的选用及配置
本工程箱梁顶升采用单点顶升PLC液压同步顶升控制系统，标准桥梁边墩为200t，中墩为500t，以中墩荷载控制千斤顶选择。每个墩柱拟采用4个230t自锁千斤顶，安全系数920t/500t=1.84，满足设计要求。
（三）梁体顶升
（1）观测点布置
位移监测采用可实时监测的智能电子位移监测计进行，保证顶升安全。顶升监测项目主要有竖向顶升高度，梁体水平位移（横纵向），监测点布置如图1所示：
①顶升墩：盖梁顶左右两侧各安装一个顶升高度监测点，在下坡端一侧中心设置一个纵向水平位移监测点，梁体两侧各设置一个横向位移监测点。
②相邻墩在墩柱中心靠近顶升墩侧各设置一个顶升高度监测点。
安装完成后，对设备进行调试并记录初始观测值。
.png)
图1 顶升监测点布置平面图
（2）试顶升
为了观察整个顶升施工系统的工作状态及对称重结果的校核，应进行试顶升，每个千斤顶保持在5Mpa进行自锁。检查油路、电子监测设备安装、运行是否正常保证系统可靠性。
（3）主梁顶升
桥梁顶升高度遵循最小原则，即在能顺利取出原支座的情况下，尽可能减小顶升高度，最大的顶升高度不超过10mm，每级顶升控制在3mm以内。顶升过程用油表压力、顶升系统位移观测计及监测位移三重控制顶升高度。
①设定初次顶升高度（3mm）及最大顶力（边墩为200t，中墩为500t）。启动顶升系统，当顶升高度达到3mm后停止顶升，持荷5分钟观察各项数据变化，并对初次顶升数据进行分析。
②持荷完成各项数据满足要求后，进行下一阶段顶升，在观察顶升各项数据的同时，安排专人观察原支座与梁底间是否脱空，如脱空原支座可取出则立即停止顶升，未脱空顶升高度达3mm后停止顶升。
③第二阶段原支座还不能顺利取出则继续重复第二阶段顶升，直至支座能够顺利取出为止。在各阶段如顶力超过设计值或顶升高度达到10mm支座仍无法取出，应立即停止并及时报告设计单位进行分析，查明原因确定是否继续顶升。
（四）支座更换
梁体顶升至原支座可以顺利取出后，立即对梁体进行支撑，为防止在取出原支座时千斤顶及支撑系统失稳，造成梁体倾覆，应先将新支座安放完成后再拆除原支座。
新支座安装完成后根据已有的支座压力应变曲线，及桥面标高确定支座下钢板的支垫厚度。支座顶、底面应水平并与上楔块及下垫石秘贴，保证落梁后受力均匀。
（五）落梁
对新支座位置检查无误后开始落梁，落梁前先微量顶升以卸除辅助支撑，再同步进行千斤顶回油，直至落梁完成，落梁过程中每个千斤顶回落速度应一致，落梁速度不大于5mm/min，必须保证同步。落梁后标高与初始标高误差保证在3mm以内，如不能满足要求，需重新将梁顶起进行调整。
（六）交通管制
为了避免车辆荷载对桥下整个支撑系统的影响以及降低对梁体的冲击作用，出于安全考虑，在更换支座的整个过程中进行适当交通管制，对过桥车辆进行限速30 km/h，限高2.5m、限载15t通行。
（七）应用效果
本技术的成功应用，大大提高了顶升进度，保证了梁体安全，传统顶升工艺需要7个月的工期，应用本工法后4个月便完成了所有顶升作业，节省工期3个月。传统工艺需要12人/班完成的作业，应用本技术后只需7人/班就可完成。保证了城市繁忙道路的正常通行。PLC液压同步顶升实现同步顶升，保证梁体各点受力均匀，避免了因受力不均造成的梁体损坏，同时保障了梁体自身的稳定。
三、顶升卡控重点
（1）顶升前解除桥的约束，桥台处梁板可能与桥台背墙顶死，这时需要凿开约束处，甚至凿开整个台背墙。
（2）正式顶升时应控制顶升速度和顶升压力，由于边梁本身自重及桥面附属设施的影响，与中梁在顶升力上差异较大，在顶升时，一定要压力与行程双控制，并以行程为最终控制，避免由于起顶不均匀而造成桥面的剪切破坏。
（3）顶升到位后，统一在梁底安放预先准备好的楔型枕木及预制钢板进行临时支垫，支垫要求牢固可靠，支垫过程不可放松千斤顶。
（4）由于不能顶起过高因此必须在更换支座处划十字线精确定位，桥梁纵向距离以桥台（盖梁）边缘到支座边缘，距离为准，横桥向距离以梁边缘到支座边缘为准。
（5）对于老支座有垫钢板的。取出老支座时，应将钢板仍放置在该位置处支架，平台上，以便更新支座时可明确知道需要垫高垫钢板的支座及钢板厚度。
四、总结
采用不中断交通逐墩顶升更换支座技术，使城市交通主干道的交通影响降到了最低，有效缓解了周边交通压力，对桥面系结构、整体受力也基本没有造成影响，桥梁支座更换前后标高、位置一致，施工安全得到了较好的保障，这说明在不中断交通状态下采用液压整体同步顶升技术进行支座更换是可行的。
与传统的支座更换方法相比，采用PLC液压同步顶升控制系统进行桥梁顶升施工工期大为缩短等优点，并且其施工工艺较为简单，可操作性较强，具有进一步推广应用的价值。
参考文献：
［1］《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）.
［2］《公路桥涵加固设计规范》（JTG J22-2008）.
［3］张大伟.桥梁支座更换设计，北方交通，2012（5）：96-98.