中铁十二局集团第七工程有限公司
摘 要：当既有桥梁无法满足现状需求时，在保证桥梁结构的安全度和耐久性的前提下，利用整体顶升技术对桥梁进行改造，最大程度减少经济损失，最大限度减少对既有铁路的运营影响。
关键词：运营铁路桥梁 整体顶升 PLC控制系统 竖曲线调整
铁路专用线在前期铁路规划建设时，因运输量、地形、结构物等原因，对铁路运输的要求较低，随着经济的飞速发展，对交通运输也提出了更高的要求，既有铁路坡度已不能满足现在的运营要求，削坡扩能改造迫在眉睫。为避免旧桥拆除重建造成的资源浪费、运输中断，采用整体顶升技术对旧桥进行削坡改造。
1、工程概况
既有铁路专用线存在10‰坡段，不满足单机整列5000t 牵引定数，本次扩能改造采用抬道抬桥的方式，将既有线超限坡10‰坡段限坡调整至6‰，困难情况下调整至8‰，以满足 5000t 单机整列牵引。
江河特大桥为10-32m普通高度后张梁+4-32m低高度后张梁+13-32m普通高度后张梁，桥梁全长893.16m，圆端形桥墩，T型桥台。小里程方向限坡调整为6‰将会引起管廊迁改，故采用7.4‰，需顶升0#-4#共5个墩台，最大顶升值为0.446m；大里程方向限坡调整为6‰将会引起管廊迁改，故采用 8‰，需顶升18#-27#共10个墩台，最大顶升值为0.747m。
本桥通过利用在桥墩承台上搭设钢管反力架、千斤顶上下设置分配梁作为顶升托盘的方法利用PLC同步顶升控制系统实现桥梁的整体顶升，逐步顶升逐步抄垫，顶升完成后更换支座、浇筑桥墩加高及支座垫石混凝土。
2、施工方案
（1）便梁架设
在调整桥梁竖曲线前需将在台后与路基间架设D24便梁，确保台前台后竖曲线达到列车通行条件，便梁采用汽车平板车运输至桥下最近位置，然后通过大吨位汽车吊吊装至桥上利用平板车滑行，利用千斤顶等架设至对应位置,到达指定位置后安装在浇筑好的基础墩台上，组装便梁就位。
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图1 钢便梁
（2）反力钢管柱安装
采用人工开挖出承台覆土，清理干净后打磨承台混凝土，确保承台顶面处于水平。在承台上打孔，安装D500钢管柱，在钢管柱底部法兰盘安装膨胀螺栓固定钢管柱。钢管柱采用1m标准节+调整节的方法架设至所需标高，加高钢管柱采用防滑垫加高强螺栓连接，安装时吊设垂球确保钢管柱的垂直度，钢管柱之间采用10cm×10cm角钢焊接成剪刀撑连成整体。每个墩台处设置8个钢管柱，每侧4个，桥台台前设置4个钢管柱，二个混凝土支墩（用来支撑便梁），台后设置整体条形支墩（用来支撑便梁）。
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图2 反力架
（3）千斤顶及分配梁安装
在钢管柱顶部设置分配梁，分配梁采用四根20槽钢焊接而成，在千斤顶布设位置焊接钢板，保证四根槽钢同时受力。每个墩台布设8个200吨千斤顶，每侧布设4个，每片T梁底部设置2个确保顶升受力平稳。根据设计资料32mT梁自重及二期荷载共重555吨，555÷8=69.375吨<200吨。在千斤顶顶部同样设置由四根槽钢焊接而成的分配梁，确保梁体受力均匀。
（4）限位架安装
在顶升前需利用封锁点将每孔梁的支座地脚螺栓帽松开，割掉高出支座锚板部分的螺栓，此时梁体处于自由状态，需在梁体两侧安装限位架避免梁体在列车产生的荷载下产生位移。采用10cm×10cm角钢焊接成三角架，在墩台顶植入螺栓安全限位架，每个墩台两侧各设置1个，在桥台处、桥墩处设置刚性垫块，避免梁体产生纵横向位移。
在顶升施工前每次须向相关单位报备封锁计划，申请封锁点，每次封锁点的时间不得短于4小时，施工完成后及时销点放行列车。
（5）顶升系统调试
在每个墩台的千斤顶上布设油管，安装均载阀及油压感应器，从而实现每个千斤顶压力均衡并处于总体监控中，所有感应器的信号线均由主机牵出，个别距离过远的采用信号箱过渡加强信号。每两个墩台设置一个液压泵站，液压泵站通过主机牵出的数据线远程控制，在梁侧设置位移计，监控顶升值。
在正式顶升前进行系统调试，并进行试顶升，试顶升利用封锁点时间将梁体顶升1mm，同时稳压5分钟，各墩台组长检查千斤顶有无漏油情况、顶升高程情况汇总至主机总台。在每片梁的底部设置应变计，检测梁体应力变化。
（6）整体顶升竖曲线调整
竖曲线调整总体方案有三种分别为：调整值≤10cm采取补砟抬道加高挡渣块；10cm<调整值≤20cm采取加高支座垫石混凝土高度；调整值>20cm以上的采取加高墩台混凝土高度。
a、顶升前在桥头两侧路基需帮宽、两侧挡渣块施工完成，利用老K车沿需调整竖曲线的铁路两侧均匀卸砟，桥梁两侧预抬道，预留100m过渡段待桥梁顶升时同步施工。
b、根据各墩台顶升高程定制标准抄垫块及调节块，每次顶升标准值12cm，采用镀锌无缝钢管切割成所需长度，在四个方向打孔，在钢管中设置Ф16螺纹钢，以利于后期墩台加高混凝土的连结性。调节块的长度根据每个墩台的顶升值减去若干个标准值后的剩余长度。
c、每次顶升由主机总体远程操作，监控各墩台顶升值，各墩台组长及时与主机反馈顶升情况。每次顶升标准段顶至14cm，调节段顶至调节高度+2cm，以便于进行抄垫及更换支座，顶升到位后锁死稳压2分钟，确认无异常后进行抄垫及更换支座，然后回落至指点高度锁死千斤顶。底节抄垫块通过焊接与支座地脚螺栓连接，其余抄垫块通过整圈焊接连接。
（7）抄垫
如江河特大桥0#桥台-6#桥墩顶升实例。整个竖曲线分4次调整，6#墩、5#墩调整高度为0.001m、0.063m均小于0.1m，采用补砟抬道加高挡渣块的形式在第一次调整到位；4#墩、3#墩调整高度为0.122m、0.200m，介于0.1m与0.2m之间，采用加高支座垫石高度的形式，4#墩制作0.122m的抄垫块在第一次顶升到位然后浇筑混凝土，3#墩制作0.12m的标准抄垫块1个，0.08m的调整块1个，在第一次顶升时抄垫0.12m抄垫块，在第二次顶升时抄垫0.08抄垫块，0#台前、0#台后、1#墩、2#墩调整高度均大于0.2m，采用加高墩台混凝土的形式调整竖曲线高度，2#墩制作0.12m的标准抄垫块1个，0.08m的调整块1个，0.076m的调整块1个，在第二次顶升时对桥上道砟进行顺坡巡养后通行列车，在第三次顶升时完成抄垫，1#墩制作0.12m的标准抄垫块2个，0.108m的调整块1个，在第三次顶升时完成抄垫，0#台前制作0.12m的标准抄垫块3个，0.071m的调整块1个，在第四次顶升时完成抄垫，0#台后采用0.12m钢箱3个加若干铁板抄垫便梁进行调节竖曲线。
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图3 抄垫块
（8）更换支座
在各墩台最后一次顶升时更换支座，抄垫完成后松开原有支座梁底螺栓，卸下原有支座，更换新支座，拧紧梁底螺栓，安装好地脚螺栓，完成支座更换。
（9）打孔植筋
将既有墩台顶混凝土面凿毛，根据设计图纸在墩台顶打孔，用植筋胶将钢筋植入，植筋施工按照《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）执行，植筋胶采用A级胶。
（10）钢筋制安及模板安装
严格按照设计图纸制作安装钢筋，模板采用1.8cm厚专用桥梁模板，模板安装牢固，模内杂物清理干净，钢筋制安工艺同普通钢筋制安工艺。
（11）墩台混凝土浇筑
墩台加高混凝土设计强度等级为C35，为加强新老混凝土连接，在既有墩台顶表面涂一层界面剂，完成后申请封锁点浇筑墩台加高混凝土，采用泵送入模，浇筑工艺同普通混凝土浇筑工艺。
（12）拆模养护完成顶升
浇筑完混凝土后按照普通养护工艺进行混凝土养护，待到达设计强度85%后卸油拆除千斤顶等顶升设备，恢复列车通行速度，解除禁止制动。
3、结论
在施工前应先规划好每个墩帽每个封锁点内的施工内容及顶升高度，并派专人固定负责固定墩帽，顶升时密切关注梁体姿态，复核顶升位移计数值，确保同步顶升。
参考文献
[1]国家铁路局.《铁路桥涵设计规范》（TB 10002-2017）[S].北京：中国铁道出版社，2017
[2]国家铁路局.《铁路桥涵混凝土结构设计规范》（TB 10092-2017）[S].北京：中国铁道出版社，2017