淺談橋梁頂升監(jiān)理
2016-08-22
國內(nèi)高速公路的發(fā)展已有十多個(gè)年頭，許多早期建設(shè)的橋梁支座開始出現(xiàn)橡膠老化、剪切變形、鋼板出露等病害，因此，在高速公路擴(kuò)建的同時(shí)，有必要對(duì)老橋橡膠支座進(jìn)行“手術(shù)”――取出舊支座，更換新支座，橋梁頂升施工工藝也就應(yīng)運(yùn)而生。此文介紹的就是橋梁頂升施工工藝及過程監(jiān)理。
橋梁支座位于橋臺(tái)或蓋梁頂部，介于橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)之間。通過支座的傳遞，可將橋面荷載傳至橋梁下部直至樁基，同時(shí)將上部梁板因溫度、荷載及混凝土自身徐變造成的微小形變通過支座消解掉。如果支座因種種原因受到損傷，就無法負(fù)擔(dān)起上部荷載。打個(gè)形象的比喻，支座就好比人的腰，腰部受損了，就無法負(fù)重了。相關(guān)老橋支座更換施工圖紙中明確規(guī)定：“出現(xiàn)下列情況的支座應(yīng)予更換：
①支座受剪開裂，鋼板外露；②橡膠老化，膠皮脫落；③支座出現(xiàn)裂縫≥2條；④支座扭曲變形超過極限（扭角>30°）；⑤支座脫空，四個(gè)支座不能均勻受力；⑥支座位移受力體系變化。”同時(shí)，考慮到同步頂升工藝的復(fù)雜性以及頂升與支座本身的經(jīng)濟(jì)性，若每跨中出現(xiàn)一塊支座需要更換，則該跨支座全部更換。
橋梁工藝流程：施工準(zhǔn)備→梁頂標(biāo)高復(fù)測，確定頂升高度→搭設(shè)腳手架及作業(yè)平臺(tái)→連接并調(diào)試數(shù)字控制同步頂升系統(tǒng)→安裝千斤頂及位移傳感器→試頂→頂升至設(shè)計(jì)標(biāo)高→清理墩頂垃圾→更換支座→千斤頂回油，卸載同步頂升系統(tǒng)→完成支座更換→檢查支座脫空情況→拆除腳手架，清理現(xiàn)場。
1 施工準(zhǔn)備階段的監(jiān)理工作
主要對(duì)施工單位的人員、機(jī)械設(shè)備、材料，安全方案的審核。
1.1 材料準(zhǔn)備。支座作為永久性材料，其質(zhì)量是關(guān)鍵，新支座在更換前必須經(jīng)過試驗(yàn)檢測，其抗壓強(qiáng)度、抗壓彈性模量、抗剪彈性模量等力學(xué)性能達(dá)到規(guī)范要求才能使用。另外，由于部分橋梁因標(biāo)高調(diào)整，需要預(yù)制支座墊石，而支座墊石一般厚度不大，有些不到十公分（更小的采用鋼板代替），因此墊石混凝土質(zhì)量至關(guān)重要。
1.2 技術(shù)及機(jī)具準(zhǔn)備。支座更換頂升采用同步液壓頂升系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)PLC信號(hào)處理、位移監(jiān)控與橋梁結(jié)構(gòu)分析和施工技術(shù)等進(jìn)行集成。整體頂升要精度高、運(yùn)輸方便、轉(zhuǎn)場快，提高支座更換的效率。在頂升工作進(jìn)行前，提前10天將所需的千斤頂、高壓油泵、監(jiān)控系統(tǒng)及PLC計(jì)算機(jī)全液壓頂升系統(tǒng)等全部設(shè)備進(jìn)場，并對(duì)千斤頂、位移傳感器和高壓油泵等機(jī)具設(shè)備進(jìn)行檢測與標(biāo)定。對(duì)陸地橋梁及河上橋梁進(jìn)行實(shí)地踏勘，確定支架搭設(shè)方案。
1.3 人員準(zhǔn)備。成立頂升更換支座工作小組，制定施工作業(yè)指導(dǎo)書，組織專業(yè)施工人員進(jìn)場，對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底和安全交底。
1.4 施工交通管制。進(jìn)行支座更換時(shí)必將涉及到橋面、橋下施工，為確保運(yùn)行車輛、施工人員的安全，確保施工質(zhì)量，必須對(duì)車輛進(jìn)行分流或封閉借道行駛。施工前按正常的公路施工審批手續(xù)，申報(bào)路政、交警、管理處等部門審批，同時(shí)陪同路政協(xié)管員，協(xié)助施工段安全管理。
2 施工過程中的監(jiān)理控制
2.1 梁頂標(biāo)高復(fù)測，確定頂升標(biāo)高。老橋支座更換存在兩種情況：一種是不需調(diào)整標(biāo)高的橋梁，只需更換支座，更換結(jié)束后橋梁標(biāo)高與更換前相同；另一種是由于經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)營，部分老橋沉降較明顯，為使老橋與新橋標(biāo)高接順，需要調(diào)整老橋標(biāo)高，這需要施工單位提前檢測標(biāo)高，并將數(shù)據(jù)提交設(shè)計(jì)院，由設(shè)計(jì)院根據(jù)道路縱橫坡整體情況，確定每座需調(diào)整橋梁的標(biāo)高，再根據(jù)需要調(diào)整高度預(yù)制支座墊石或制作相應(yīng)厚度的鋼板。如果需調(diào)整的橋跨每片梁長短都不相同，并且該跨兩側(cè)調(diào)整高度不同，則會(huì)產(chǎn)生每片梁頂升高度均不相同的情況，需由設(shè)計(jì)院事先計(jì)算確定。
2.2 腳手架的搭設(shè)。對(duì)于上跨橋和其它陸上施工的橋梁，可以直接在墩臺(tái)位置用鋼管搭設(shè)臨時(shí)施工支架和工作平臺(tái)。對(duì)于水中橋，可利用水中墩上的大型承臺(tái)作為支承平臺(tái)搭設(shè)腳手架。如果橋梁所處位置水深較深或雨季時(shí)水流較急，鋼管支架無法搭設(shè)，可通過在墩頂或蓋梁上植筋，安裝牛腿，以牛腿作為作業(yè)平臺(tái)的受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行支座更換和標(biāo)高調(diào)整作業(yè)。
2.3 同步頂升。每片梁的一端放置兩個(gè)小型千斤頂，千斤頂?shù)奈恢脩?yīng)避開支座位置，以使頂起后便于支座更換。因梁板底與墩臺(tái)頂間距離過小，無法在墩臺(tái)頂放置千斤頂，故采用在墩臺(tái)邊部設(shè)置牛腿后，再在牛腿上放置千斤頂?shù)姆椒?。一般小量程千斤頂無需在墩臺(tái)垂直面上打錨栓固定牛腿，如為頂升加支座墊石，則需大量程千斤頂并對(duì)牛腿用錨栓固定。對(duì)整個(gè)系統(tǒng)檢查無誤后，進(jìn)行試頂，以消除沉降及支架的非彈性變形，查看系統(tǒng)工作情況與整體起落精度。試頂成功后，正式對(duì)梁體頂升。梁體同步頂高，到達(dá)頂升高度后，以鋼板和楔形枕木抄墊形成臨時(shí)支撐。雖然理論上單跨橋兩側(cè)同步頂升，只要解除了約束，頂起的高度與頂升力是沒有關(guān)系的，但在實(shí)際施工中一般無法做到完全解除約束，更何況多跨橋非橋臺(tái)頂升都是以墩為單位進(jìn)行同步頂升的，不可能解除約束，因此，頂升不宜過高，過高則受約束造成的梁體變形破壞的可能性加大；但也不宜過低，過低則垃圾不易清理，支座不易更換。如頂升高度大，對(duì)小量程千斤頂可采用多次頂升，當(dāng)工作油頂接近頂升極限時(shí)，放入配套的頂橋墊塊，作為橋梁的臨時(shí)支撐，然后取出工作油頂，增加墊塊，油頂回位后，再次放入，重新進(jìn)入頂升狀態(tài)。或者直接采用大量程千斤頂，在加支座墊石頂升過程中，需使用大量程千斤頂結(jié)合多次頂升方可達(dá)到要求的標(biāo)高。
2.4 墩頂垃圾清理。尤其是橋臺(tái)頂經(jīng)長期運(yùn)營，存在大量垃圾，主要為淤積的泥沙，有些橋臺(tái)由于雨水的滲入成為泥漿板結(jié)在橋臺(tái)頂。部分橋梁的蓋梁和橋臺(tái)頂大多沒有支座墊石，因此板梁底和橋臺(tái)頂間距離十分小，甚至完全貼住。梁板頂起一定距離后，垃圾清理仍十分困難，施工初期，采用空氣壓縮機(jī)帶軟管吹氣清理，效果不理想，經(jīng)改進(jìn)后，采用森林滅火器吹配合鋼絲刷刷，墩頂垃圾可完全清理干凈，取得了良好的效果。 2.5 支座更換。老支座取出后，需要清理墩臺(tái)頂表
面，安裝新的橡膠支座，最后操縱橋梁頂升設(shè)備將梁體落位。
2.6 檢查支座脫空情況。檢查新安裝的支座是否受力均勻，有無扭曲現(xiàn)象，否則要重新頂起，局部調(diào)整支座的楔形墊板，確保支座均勻受力。最后關(guān)閉所有設(shè)備，斷開所有有關(guān)連接，取出油頂，完成全部工作，清理施工現(xiàn)場，做到工完料清。
3 橋梁頂升監(jiān)理注意事項(xiàng)
3.1 頂升前需要解除橋梁約束，兩側(cè)橋臺(tái)處梁板可能與橋臺(tái)背墻頂死，這時(shí)需鑿開約束處，甚至鑿開整個(gè)背墻；另外，老橋邊梁拼接處所植鋼筋與新橋預(yù)留鋼筋若有犬牙交錯(cuò)的，需事先人工扳動(dòng)，使之上下錯(cuò)開。
3.2 正式頂升時(shí)應(yīng)控制頂升速度和頂升壓力，由于邊梁本身自重及橋面附屬設(shè)施（如護(hù)欄、分聯(lián)處連接件）的影響，與中梁在頂升力上差異較大，在頂升時(shí)一定要壓力與行程雙控制，并以行程為最終控制，避免由于起頂不均勻而造成橋面的剪切破壞。
3.3 監(jiān)理應(yīng)對(duì)施工方案提出要求，審核施工方案并檢查方案的落實(shí)。根據(jù)施工方案，施工單位應(yīng)做好施工場地平臺(tái)搭設(shè)，同時(shí)支架搭設(shè)要牢固可靠，既便于更換支座操作，也保證了操作人員安全。支架搭設(shè)，尤其是水中支架搭設(shè)必須做專項(xiàng)方案并經(jīng)安全監(jiān)理工程師現(xiàn)場驗(yàn)收合格后方可使用。
3.4 監(jiān)理應(yīng)檢查千斤頂和油泵的型號(hào)、最大頂升壓力、頂升行程等性能指標(biāo)，以上各項(xiàng)指標(biāo)必須滿足現(xiàn)場施工要求，在使用前必須經(jīng)相關(guān)部門配套標(biāo)定，并向安全監(jiān)理進(jìn)行設(shè)備報(bào)驗(yàn)。配備的千斤頂數(shù)量除滿足頂升需要外，還要準(zhǔn)備至少兩臺(tái)備用。
3.5 監(jiān)理需抽檢支座。選用與原支座同型號(hào)的支座，經(jīng)試驗(yàn)檢測合格并向試驗(yàn)監(jiān)理工程師報(bào)驗(yàn)通過后方可使用。
3.6 需要抄墊的各種厚度的鋼板應(yīng)準(zhǔn)備充分，如準(zhǔn)備厚度為1mm、2mm等規(guī)格的鋼板若干，以備使用，支座下所墊鋼板原則上不超過兩塊（如兩塊鋼板需用鋼板膠連
接）。監(jiān)理應(yīng)檢查抄墊鋼板的落實(shí)情況，如未落實(shí)，不得頂升。
3.7 監(jiān)理應(yīng)檢查頂升前橋梁系統(tǒng)是否存在影響頂升的約束條件，如有，應(yīng)提示施工單位先解除。
3.8 應(yīng)在頂升前對(duì)橋下通道進(jìn)行臨時(shí)交通封閉，或在無法封閉的情況下進(jìn)行交通導(dǎo)改，設(shè)置好警示牌、錐形標(biāo)等警示標(biāo)志，避免發(fā)生意外情況。監(jiān)理應(yīng)檢查臨時(shí)交通封閉情況。
3.9 在橋面設(shè)置水準(zhǔn)儀，檢測橋面支座頂部位置頂升前、頂升最大時(shí)及頂升結(jié)束后標(biāo)高，計(jì)算頂升高差，與位移傳感器數(shù)值相互校驗(yàn)，以控制頂升高度。
三腳架需設(shè)置在車輛、行人不易觸碰的地方，并采取有效保護(hù)措施，使之在整個(gè)頂升過程保持不動(dòng)。監(jiān)理需對(duì)標(biāo)高觀測做記錄。
3.10 監(jiān)理需對(duì)整個(gè)頂升過程中主梁、橋面及附屬設(shè)施進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真的觀察，一旦發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停止頂升，查明原因并解決后方可繼續(xù)頂升。
3.11 頂升高度以能夠?qū)⒍张_(tái)頂清理干凈且能夠更換支座、精確就位為原則，原則上超過不小于1cm。
3.12 使用鐵鉤取出老支座，清理雜物時(shí)采用大功率手電筒照明，鐵刷刷除表面附著物，并用手提式森林滅火器從一端向另一端吹，整個(gè)過程需三到四遍，如不干凈，還需增加遍數(shù)，直至橋臺(tái)（蓋梁）頂干凈為止。是否干凈應(yīng)由監(jiān)理檢查確認(rèn)。
3.13 支座更換結(jié)束、千斤頂回油，梁板落下后，監(jiān)理需檢查支座有無脫空及翹曲現(xiàn)象，如有，還需頂起重新調(diào)整直至所有支座都粘貼密實(shí)、均勻受力。
3.14 頂升造成千斤頂牛腿處混凝土開裂、剝落的，頂升結(jié)束后應(yīng)對(duì)剝落部位修補(bǔ)，修補(bǔ)前應(yīng)報(bào)修補(bǔ)方案，修
補(bǔ)結(jié)束后應(yīng)與整體保持色調(diào)一致。監(jiān)理應(yīng)檢查修補(bǔ)情況。
3.15 支座墊石的預(yù)制應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的尺寸、鋼筋布設(shè)及強(qiáng)度要求，按監(jiān)理中心試驗(yàn)室批準(zhǔn)的配合比進(jìn)行施工，并制作試塊。預(yù)制應(yīng)提前進(jìn)行，以保證頂升時(shí)強(qiáng)度滿足要求。
3.16 施工過程中，應(yīng)做好檢查、記錄工作，同時(shí)留下影像資料。施工資料應(yīng)及時(shí)出具并報(bào)監(jiān)理簽認(rèn)。
4 結(jié)語
在施工前要做好充分的準(zhǔn)備，對(duì)材料、人員、方案等審核并落實(shí)到位。在頂升過程中要根據(jù)實(shí)際情況嚴(yán)格控制，過程中會(huì)出現(xiàn)很多特殊情況，例如橋臺(tái)和梁板頂死、牛腿的設(shè)置，交通安全疏導(dǎo)、梁板有損壞等情況，需要根據(jù)情況做出相應(yīng)的處理方案，要克服種種困難，必須確保梁不受損壞以及頂升和人員的安全。施工結(jié)束后要對(duì)檢查、測量、驗(yàn)收、影音等資料進(jìn)行完善，歸檔。
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