梁体顶升及更换支座施工流程及方法

梁体顶升及更换支座施工流程及方法

一、定位放线

桥梁加固的设计图纸已复核无误，施工测量定位放线是根据工程的设计要求，通过现场的定位、放样、安装和检查，标定出施工过程中需要的数据资料，以指导现场施工。在施工过程中，作业人员须严格按照工程测量规范（GB50026—2007）的要求进行施工测量定位。

◆根据总平面图进行测量、定位。

◆在总平面中按功能划分区域、标定轴线。

◆根据立面图的设计要求，采用平水管定位法，示出各功能区域的实际标高。

◆按照立面图的分格及造型，根据施工立面的实际尺寸定位放线。

现场配置多人放线小组，配备经纬仪一台，自动整平水准仪一台， 吊线锤两个， 50m钢卷尺两把、 10m、5m 钢卷尺若干及放线相关的工具等。

保证测量精度的措施

①严格按企业质保手册中仪器、设备的控制程序，作好经纬仪、水平仪 及钢尺的检校、试验，确保仪器使用中处于正常工作状态。

②成立专门的测量小组，仪器定人操作，定人保管。

③在测量施工过程中，应对仪器实行可靠的监护，避免不相关的人员私自动用仪器而影响测量精度。

④交手复核制度和公司检查制度，保证工程放线质量。

二、施工准备工作

（1）全面检修进场施工的机械设备，以保证施工前设备运转正常。

（2）编制施工计划，安排施工顺序，协调各工序及各专业间的配合工作。

（3）落实相应的施工人员，并进行岗前培训和教育。

（4）做好材料和工艺设备的计划安排工作，使之满足连续施工的要求。

（5）确定施工范围，设置施工围蔽，并在围蔽区内按消防要求设置消防栓及灭火器材，厕所设置化粪池。

（6）认真熟悉现场的地理位置、工地条件、供水供电状况，以及出入口位置，认真布置贮存物料和施工用的工作面，修建临时设施，平整场地，使之满足现场施工的要求。

（7）架设动力和照明线路，接通施工用水管路，确定材料、设备和土方运输线路。

（8）组织工程机械设备和材料进场。

三、主要施工方法

3.1. 梁体顶升及更换支座

3.1.1 同步顶升

考虑到桥的结构特点以及桥面交通流量的实际情况，拟采用“中断交通，纵向逐墩、横向同步顶升梁体”的方式进行同步顶升。将梁体顶升到位后，对支座、垫石以及梁底进行更换和维修改造。即在更换支座施工过程中，采用沿着纵向逐一对各墩台上需要更换的支座进行同步顶升（落梁)的方式进行。为保证更换支座过程中梁体结构安全,梁体顶升（或落梁）过程中，同一墩台上各支点必须同步顶升(或落梁)。

梁体顶升、支座更换的主要施工步骤为:

1)搭设施工平台等施工准备;

2）安放千斤顶和临时支撑；

3）安装顶升和监测设备；

4）试顶升(问题反馈及处理）；

5）正式同步顶升；

6)多次同步顶升至预定位置；

7)调整临时支撑高度并放置临时支撑；

8)梁体支撑于千斤顶和临时支撑上；

9）改造垫石、楔形块、更换支座；

10)再次顶升,取出临时支撑,同步落梁，清理现场。

3.1.2 支座更换原则

根据设计方案对本次支座更换的原则是：

1）对于墩台病害支座,进行整排更换；

2）以消除支座病害作为主要目标;

3）不中断或中断交通,纵向逐墩、横向同步顶升梁体。

3.1.3 GYZF4滑动支座和GYZ非滑动支座及垫石布置

图1 支座安装构造图

3.1.4 同步顶升更换支座施工流程图

梁体顶升和更换支座的施工总体流程图见图2所示。

图2 顶升施工总体流程图

3.2梁体顶升及更换支座施工

3.2.1 技术准备

在认真研究并消化技术文件及设计施工图的基础上，对设计施工图进行工艺性复核，并编制同步顶升更换支座施工工艺，完成施工前的技术准备工作，保证梁体同步顶升、更换支座工程的施工质量和施工进度.

（1）消化吸收设计施工图以及相应的技术文件

根据梁体的结构特点,充分理解施工方案意图，严格按照施工图进行施工，保证施工质量满足相应的技术规范要求.

结合以往同步顶升梁体、更换支座项目数十座桥的施工经验,根据对桥梁病害、施工条件的现场调查情况，提出优化调整建议，并就施工过程中可能遇到的技术性疑难问题提前预估和做好预案,以充分准备和灵活应对施工实际问题。

（2）认真分析结构特点

当顶升或者落梁过程中出现板梁顶升点处位移不同步的情况时，理论上梁体顶升等效于在顶升点处施加竖向强迫位移,使得结构内产生附加内力，如不进行有效的控制，可能会导致结构性裂缝病害.因此必须对结构特点进行认真分析,总体掌握结构的受力、变形特性。

（3）顶升前后的桥梁检查

顶升施工之前有必要对需顶升桥跨及其相应的上、下部结构进行全面地检测，以了解桥梁结构现状，避免已有病害对顶升施工的安全性造成隐患,也便于在顶升过程中对已有病害做进一步观测;另一方面顶升施工结束后也需要全面检测，对比顶升施工前的状况，以判断顶升施工是否对桥梁结构造成损伤,若有损伤，则需要采取相应的维修加固措施。

外观缺陷检查：

1）主梁调查

调查主梁的裂缝情况并详细记录和分析原因.

2）支座检查

核实现有更换支座设计资料，调查支座形式，查明支座是否老化,变形是否过大，位置是否正确；检查支座是否脱空或缺失;检查支承垫石顶面是否有开裂、积水等现象。根据支座现状，判断其是否受力均匀，能否将上部结构的作用顺适、安全地传递到下部结构，是否能保证上部结构在支座上自由变形，以便使结构的实际受力情况与计算图式相符合。

根据设计文件要求,对于各墩柱、台的支座，在搭设支架进行进一步检查后，按照业主、设计和监理单位要求，对病害支座予以更换,并进行相应的垫石维修等施工。

3）墩台帽检查

检查墩台帽有无裂缝，有无渗漏水现象发生；检查混凝土的外观质量等.

4)桥面及其它附属设施检查

对桥面铺装、伸缩缝等进行检查，记录其工作状况，如裂缝位置、性状,伸缩缝宽度、错台等，以便于顶升前、后的对比分析。

桥梁环境调查：

本调查主要是针对桥位处的地理环境调查,实地勘测地形,合理布置施工现场，为顶升施工做准备。

根据现场实际情况进行其它必要检查.

（4）前期试验

为了保证施工质量和施工周期，进场前对千斤顶进行标定和油管压力试验、单向阀自动锁定系统检查等，确保万无一失.

3.2.2 同步顶升施工基本要求

随着公路建设的发展，桥梁顶升技术在新建桥梁施工和旧桥维修改造中已经开始普遍采用。桥梁顶升是在需要顶升部位设置临时顶升支撑，利用千斤顶和同步顶升设备对桥梁结构进行抬高或降低的移位操作,顶升就位后安放于临时支撑上且保证其稳定,然后对墩台、支座或主梁进行改造施工，安装新支座，最后落梁.

（1）应对和克服客观条件限制

桥梁顶升施工是对既有桥梁的改造，故存在较多的约束条件,建设工程中已用的一些较好方案在实际桥梁顶升中存在无法实施的现象。千斤顶、辅助支撑往往需要设置在墩台帽上狭小的空间内，甚至有时根本无法直接安置，需要采取适当的改造措施，同时采用超薄型千斤顶,千斤顶、辅助支撑的布设方案设计是施工组织设计的重要环节之一,充分争取和有效利用有限的空间。

（2）施工方案具有可操作性

1) 顶升方案须具有良好的可操作性。针对梁体的结构、构造特点,可操作性受制约的因素为千斤顶尺寸、安放位置、施工操作空间等要求。

2) 对于千斤顶尺寸、安放位置和施工操作空间的问题，根据现场构件尺寸和空间位置，灵活选择千斤顶类型及其支撑位置.

3) 在荷载的作用下，千斤顶的油压达到预定值时需要一个反应时间，并且冲击荷载对千斤顶油缸会造成损伤，因此,考虑到顶升过程的结构安全以及顶升设备正常工作的要求，选用安全可靠的千斤顶与临时支撑。

（3）同步顶升设备

为确保顶升过程中的桥梁结构安全,本项目采用的同步顶升控制系统具有如下特点:

1) 在各顶升点液压缸压力可控的情况下，能够实现位移同步；

2） 顶升系统能够对各液压缸的压力和位移进行实时监测和动态调控；

3) 不需要人工干预，自动化程度高，应具有智能监测和控制的能力;

4) 具有自动报警功能，在达到预先设定的行程或负载限制时自动锁定；

5) 当油缸（千斤顶）和油路发生故障时，能自动锁定，自动保持油缸的压力不变（千斤顶油压不降）;

6） 顶升设备能够实现每 1mm 的级差分级同步顶升和同步落梁的功能;

7) 同一油路的千斤顶位移同步误差须控制在 0。5mm 以内.

8) 顶升力和位移实行“双控”，位移作为主控。

鉴于简支梁桥对强迫位移的敏感性，我公司采用计算机同步顶升（下降)控制技术,对该桥进行同步顶升(下降），更换支座。桥梁同步顶升是一项烦琐且重要的工作,必须有可靠先进的装备和科学的工艺,因此,对桥梁结构在顶升、抬高过程中,进行位移和顶升力双控，能确保构件在重载顶升过程中的安全。

本项目采用HRP-32计算机控制同步顶升、下降液压系统进行施工,HRP-24计算机控制同步顶升、下降液压系统作为备用（主机软件为原装进口）,该系统主机为原装进口设备，控制精度满足设计要求。配备有先进的高精度位移传感器、压力传感器、电磁阀、输入、输出软件模块、多点控制同步顶升，自动显示顶升力和顶升高度数值.具有自动报警系统,在达到预先设定的行程或负载限制时自动停机，当油缸（千斤顶）和油路发生故障时，会自动报警，自动锁定，操作安全可靠。

3.2.3 顶升过程控制技术要点

（1）同步顶升的安全控制

桥梁同步顶升是一项技术复杂的工程,必须保证顶升施工的安全.顶升过程中的安全性包括结构的安全性、设备的可靠性及施工操作人员的安全。

1)确保梁体的安全性

鉴于这两座桥为板梁结构简支、桥面连续的特点，顶升过程中应该避免出现较大的强迫位移，否则易使桥梁结构产生附加内力（如桥面连续处、铰缝内力增大等)，从而影响结构安全。

2)确保顶升点处桥梁结构的局部安全

由于在顶升过程中，梁体和墩台顶面着力点存在集中力，该处需要着重加强，避免在顶升过程中出现局部损伤,进而影响桥跨结构安全。

3）确保顶升过程中的施工安全

顶升过程中，如果千斤顶出现漏油或其他故障，可能导致梁体纵横向不均匀顶升，严重时可能导致梁体倾覆。因此，需在梁体顶升过程中采用安全机械式千斤顶进行保护，供油系统采用锁定装置和报警系统,保护梁体不发生整体倾覆.同时，顶升时不能一次到位，要分批次顶升，并持荷观察5～10分钟，无意外情况，再顶升。

4）其他

关注施工过程中交通、高空作业、河中脚手架防护、用电等安全问题。

（2）桥梁同步顶升的临时钢垫块支撑设计

顶升过程应采用分级顶升，每一级行程的最大位移控制在1mm以内,顶升速度控制在3分钟1mm，顶升到位后，靠计算机控制自动锁定千斤顶，不回油。对千斤顶的质量要求非常高.

在千斤顶锁定后，一般安装临时机械式千斤顶作为辅助支撑，防止出现突发情况。我单位采用螺杆式千斤顶作为辅助支撑,吨位大、弹性变形小，控制精度高且操作便利,可灵活地适应各种净高条件。

  图3 顶升施工现场           

（3）桥梁顶升过程的同步监控

桥梁的同步顶升需分级、缓慢完成，因此对桥梁顶升过程中的整个运动轨迹、整体姿态等进行实时监控是关乎桥梁结构安全的重要环节.由施工单位所进行的监控，其重点是位移监控，通过位移监控了解桥梁的实时姿态(在终端上显示),通过同步控制系统实现位移与顶升力（油压）之间的协调，使得各顶升点处位移同步。

监控内容包括桥梁整体姿态、位移等，监控工作要贯穿于顶升、持荷和落梁的整个施工过程中。根据简支板梁桥的结构特点，考虑在墩、台处同步顶升板梁对结构内力的影响，在顶升和更换支座过程中，必须对板梁结构进行监控。主要监控内容为：

① 各顶升点处梁体的竖向位移以及位移差;

② 裂缝（如有）病害的发生及发展情况;

③ 派专人对伸缩缝、桥面铺装进行外观检查，以及伸缩缝的伸缩变形、错台情况.

（4）各施力点顶升力的有效传递

由于千斤顶顶升力较大，各施力点的反力需要有效的传递至墩台基础或临时支撑,同时不能造成结构的破坏，因此必须采取可靠的措施予以保证.

（5）顶升梁段对桥梁其他部位影响

对于已建成的桥梁，顶升施工必然牵一发而动全身，梁体在顶升抬高过程中，各联系构件或设施必然会受到影响，比如伸缩缝、管线等。因此在顶升之前需要详细调查，确保施工过程和相关构件的安全。

（6）落梁后梁底标高控制

对于已建成桥梁,恒载作用下内力分配已完成,必须使梁体顶升过程中各支点的相对位移量控制在安全范围之内。因此，顶升前要测量支点处梁体标高，顶升和落梁过程中需要监控梁体各支点的相对位移，落梁后要确保梁体恢复至原有标高处，保证梁体结构安全.

3.2.4 支座更换类型

本次更换支座参照设计文件以及现场检查核定的支座类型，即更换板式橡胶支座，支座型号、规格：GJZ200*200*21。

选择的支座性能及参数、标准要符合国家现行规范、行业标准《公路桥梁板式橡胶支座 JT/T 4—2004》、《公路桥梁板式橡胶支座规格系列 JT/T 663—2006》、《公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2015》以及《公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范 JTG D62—2004》等相关规范要求。

3.2.5 同步顶升更换支座工艺流程

（1）施工准备

1） 安装桁架片操作平台

在桥下墩柱两侧安装桁架片操作平台,二侧固定，并根据墩台高低进行调节，梁底至平台高度为1.75m，横桥向平台宽度为1.20m，四周连接贯通。

2）现场检查与测量

在梁体顶升、支座更换的整个过程中，梁体的标高在发生变化，为了保证支座更换后梁体能够准确回复至更换前的标高（误差不超过1mm)，进场后的现场检查与测量非常重要,即“三类标记”。

进场后应先进行现场检查，持荷过程中也应进行检查.现场检查主要通过目测针对梁体进行针对各跨梁体，检查梁体是否有存在裂缝病害，对既有病害详细记录、标记，并对裂缝成因进行分析，在持荷过程中对裂缝宽度变化进行监测，以确保结构受力安全。

在顶升前，需要对原支座处梁体底面至墩台顶面的净高进行准确测量,确定原梁体底面的标高，为调平、千斤顶与辅助支撑布设以及新支座安装做准备。

3）清理墩台施工垃圾

对桥梁墩台顶面的垃圾，如影响千斤顶、临时支撑安置或者新支座安装,则应在施工准备阶段即进行清理；其他部分施工垃圾，在梁体同步顶升到位后进行清理。

（2）墩台千斤顶及临时支撑的布置

图4 桥台千斤顶及临时支撑布置平面图

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图5 桥台千斤顶及临时支撑布置立面图（单位：㎝）

图6 过渡墩、中间墩千斤顶及临时支撑布置平面图

图7 过渡墩、中间墩千斤顶及临时支撑布置立面图

支座同步顶升施工主要利用桥梁墩、台作为顶升支撑平台,将千斤顶及临时支撑布置在主梁端部下方，但禁止不采取任何保护措施而直接将千斤顶及临时支撑布置在主梁底板下方及墩台顶面；

为确保桥梁结构安全，千斤顶、临时支撑的布置位置应与盖梁中线的距离必须一致,防止盖梁、墩柱因偏心受力而造成损伤；

 采用钢板、钢垫块、螺杆式千斤顶作为临时支撑。钢板及钢垫块均应采用机械加工,平整度应≤0。2mm，螺杆式千斤顶应能承受足够的支反力;

安装千斤顶之前,需要在顶升支撑平台表面、主梁底面放样，并用水平尺校准水平，将支撑平台上的垃圾、焊渣、毛刺以及主梁底面混凝土用砂轮打磨平整至与所有支撑接触面密实为准。而后在预先放样的位置处安装钢板，上置标定好的千斤顶,千斤顶上方再放置一块钢板以保证千斤顶垂直作用于梁底及钢结构支点。临时支撑的安装与千斤顶类似。在千斤顶及临时支撑上下接触面放置钢板的厚度应不小于10～16mm；

为避免顶升过程中各支点处因应力过大造成局部损伤，落梁到临时支撑上之后，如果有足够的施工操作空间，可让部分千斤顶仍然保持一定的压力,即支座拆除过程中以及拆除之后，由临时支撑和持荷千斤顶共同支承梁体重量,千斤顶处于预紧状态,并自动锁定。

（3）同步顶升施工

在完成液压系统、控制器、千斤顶等设备的安装调试后,开始进行顶升施工。顶升过程采用顶升力和位移“双控"，当实际顶升力接近设计吨位时，放缓顶升速度，并由专人在顶升过程中试取原支座。当顶升至合适高度后,安置临时支撑，临时支撑与板梁底面、墩台帽顶面之间放置10～16mm厚钢垫板。临时支撑应可以微调，且采用机械锁定，防止锁定松动.具体施工措施如下:

1）顶升过程中结构受力安全控制

支座更换的主要实施阶段可以分为：前期准备工作→顶升阶段→持荷阶段→落梁阶段.在持荷阶段,从设计上可以确保临时支撑的稳定性，采用合理的后续施工方案能够确保顺利实施，而对结构受力安全影响相对显著的阶段是顶升、落梁阶段.现场实施必须达到以下原则：

施工过程中顶升力和顶升点位移双控，以顶升点处的梁体位移为主要控制指标，尤其应严格控制同一墩处横向各顶升点处的竖向顶升高差不大于0.5mm；

必须进行试顶升以检验各支点处的顶升力量值是否与设计相符,顶升力的总体分配是否正常，应根据试顶升称重的实际情况调整千斤顶布置方式和油路连接方式,同步顶升设备必须具备称重功能;

根据千斤顶的行程以顶升1mm～2mm作为一个阶段，缓慢、平稳顶升；

根据实际监测位移情况，在监理和监控监督下进行施工，一旦出现位移超限或其他异常情况时,立即停止施工,及时查找原因。

2）起顶力和顶升高度

按照设计要求，本项目对于一个墩台而言均采用整体顶升法,确定桥台、桥墩处的最大容许顶升高度板梁不超过4~5mm，顶升高度越小越好，以支座能取出为好。横桥向各顶升点的位移误差不大于±0。5mm，需要注意的是:

配置千斤顶吨位时需考虑一定的富余量，应不小于“恒载+活载"的理论支反力的2倍，即F=2.0R；

千斤顶及临时支撑的布置应尽量确保梁体在同步顶升过程中的平衡；

事先准备一定数量性能完好的千斤顶以做备用。

为准确控制起顶力，保证梁体在安全受力的状况下完成整个顶升、持荷、落梁过程，按照设计提供的各支座处的支反力初步控制起顶力.根据以往同类桥梁的顶升经验,实际支反力可能由于施工等原因可能与设计有些出入。我单位采用先进的同步顶升控制系统和顶升设备，具有准确的称重功能，完全可以满足设计要求.

为准确控制起顶力，保证梁体在安全受力的状况下完成整个顶升、持荷、落梁过程，在千斤顶安置完成后即进行试顶升，顶升量控制在1mm以内,以支座与梁底脱离为准，此时的顶升力即为梁体起顶力。

按照设计要求，横桥向顶升点之间的最大位移不同步量值为0.5mm，空心板梁的整体顶升高度应控制在4～5mm内,且越小越好，以取出支座方便为宜,如果现场难以取出应及时与设计、监理单位联系。

（4）持荷阶段施工

1）支座垫石维修

目前垫石高度为5~6cm，垫石采用二种方法处理,一种是切割降低高度,第二种方法是全部凿除，预制垫石，直接安装，调平下垫石，然后调平上垫石楔形块,调平的材料采用环氧结构胶。

①为了确保更换后安装的支座均匀受压，在拆除病害支座的同时对加垫钢板、严重破损砂浆垫层等（如有)也一并进行拆除.在拆除病害支座后，应首先检测现有支座垫石有无损伤（如破损、缺角等）,如果存在损伤，采用环氧结构胶进行分层批嵌修补；

②如存在支座缺失，或在拆除支座加垫钢板后将导致现有支座垫石标高不足，应采用结构胶分层修复至预定标高 H；

③上述预定标高 H 应根据现有梁底标高 H0、支座厚度 h 以及支座压缩量 Δh 确定，即H=H0—h+Δh；

④支座垫石顶面应采取水准尺进行检查，如果垫石顶面不平整，应将其顶面凿毛，采用结构胶找平支座垫石顶面，便于新支座的安装；

⑤安装支座前采用环氧结构胶热镀锌钢板调平，四角平整度控制在±1mm内。

2）梁底调平处理

在梁体同步顶升到位后,对梁底预埋钢板进行打磨除锈处理。若梁底预埋钢板表面不平整,在除锈之后可采用结构胶进行调平处理，形成上垫石楔形块，调平纵、横坡。

①梁底调平原则

在类似项目实施过程中已多次发现梁体底面不平整的情况，如不对坡度较大的梁底进行调平处理,即使更换了新支座也无法保证支座与梁底密贴。因此，在处理脱空支座时，还应检查梁体底面的水平度.根据桥涵设计规范,在坡度i≤1%时可不予调平，但支座安装规范同时要求支座安装的四角高差不大于2mm。为尽量避免支座局部承压，兼顾各种尺寸的支座，考虑以支座安装的四角高差不大于2mm这一指标来衡量是否需要进行梁底调平处理。根据江苏省地方标准DB32/T 2173—2012要求，四角高差不大于±1mm。

图8 梁底楔形块调平示意图

②确定调平楔形块厚度

对梁底采用现浇楔形块方式调平.因操作空间小、楔形块厚度薄，难以采用批嵌成型，因此,推荐采用环氧结构胶以人工挤压成型方式浇筑楔形块.在浇筑之前，应对梁底原钢板进行除锈、打磨处理，楔形块抗压、弹性模量强度达到后方可落梁。严禁采用落梁挤压成形,否则，位移误差会更大，易使支座偏压受力,超转角工作。

楔形块尺寸与上钢板尺寸相同，支座更换后的梁底净高（＝楔形块厚度+下垫石厚度+支座厚度—支座压缩变形）应与更换前基本一致或比原始标高高出+0.5~1mm。为此，对于梁底存在坡度需要浇筑新楔形块以调平时，下垫石的厚度需要根据楔形块的厚度调整（可适当薄一些) ，必要时应凿除原下垫石重新浇筑,梁底坡度依靠楔形块调整。对于桥台支座，楔形块底面须粘SUS304＃镜面不锈钢板，对于板梁操作空间有限的不锈钢板，应根据现场情况配置不锈钢板厚度。

先浇筑或修复支座下垫石,垫石厚度根据支座压缩量、梁底标高、支座厚度以及梁底楔形块厚度计算确定。

③其它注意事项

梁底调平施工时需要注意以下几点：

梁底调平处理后必须确保水平，保证落梁后支座接触密实，以免出现脱空、局部变形较大现象，严禁出现落梁后GYZF4滑板支座和GYZ非滑板支座初始剪切变形和脱空、偏压、鼓胀开裂等病害；

调平用楔形块的厚度（包括不锈钢板）一般控制在1～4cm内，并根据现场情况确定；

梁底底面与垫石顶面间距须精确控制,保证支座能顺利安装，且落梁后主梁支点处标高保持不变或高出原始标高+0.5～1mm；

采用结构胶修复时必须确保密实，以免在支反力作用下出现不均匀受力现象。

3）支座滑动面调整

为了确保桥台滑动支座的滑动功能,同时也是为了方便梁底调平、提高调平精度，需在调平底面粘贴一块不锈钢钢板，不锈钢板应以超出支座边缘3～4cm以上为准，即其平面尺寸应≥35cm×35cm，以免滑动支座滑出钢板。不锈钢板厚度应不小于2～3mm,宜使用2～3mm厚SUS304#镜面不锈钢板，顺桥向的滑动面按JT/T 663—2006《规格系列》要求。

新四氟板滑板支座安装时，将四氟板表面均匀涂抹硅脂油5201-2，支座的中心线和垫石预埋钢板的中心线重合,纵、横坡全部在上楔形块预埋钢板与梁底调节，形成楔形块，而板式支座与下垫石预埋钢板、上楔形块预埋钢板之间的四周距离是相等的，误差应控制在±1mm之内。

4）支座安装

支座垫石处理完毕且达到要求后，在各支座垫石上放置相应类型的新支座,相关注意要点如下:

①梁体顶升前后,须测量各支座处梁底标高,保证支座更换完毕梁底标高与顶升前标高一致或高出原始标高+0.5～1mm；

②支座更换之前需要对原有支座在台帽及盖梁上的位置进行标记，新支座安装时，尽量按照原有位置安放。若原有支座出现明显偏位,应在梁体同步顶升到位后根据梁底预埋钢板位置重新确定新支座的安装位置；

③在同一桥台上的同一排支座横向成一条线，且到台帽中心线的垂直距离一致；

④在同一桥墩上的两排支座，各自与桥墩横向中心线的垂直距离必须相等,避免在支座位置出现偏心受压现象；

⑤安装支座时,支座外围距离支座垫石边缘最小距离应≥5cm;

⑥注意桥梁墩台设置的非滑动、滑动支座不能有误、相互混淆；

⑦为减小顶升误差，本次仅一次性落梁。即落梁前,将支座垫石全部修复完毕、调平，且垫石顶面与梁底的净距满足支座安装厚度；

⑧如果调整了新支座的厚度且与现有支座尺寸有差异,则安装时需要改造支座垫石，以满足第（1)条要求,且支座顶底面的平整度需满足规范要求；

⑨应按要求正确安放支座,确保支座上、下表面与梁底及台帽、盖梁密贴以保证支座顶、底面全部参与受力；

⑩对GYZF4板式支座，安装时如果温度较低，根据计算情况,上钢板中心线应向顺桥向适当内移1.5～2cm;如温度高则应适当外侧2cm左右，以满足梁体在温差影响下的正常伸缩变形。

因此新支座安装时要视当时温度而定，并符合设计规范要求。

5）同步落梁施工

①整体同步回落

落梁过程采用顶升力和位移双控,采取分级落梁，防止一次落梁支座变形过大。落梁前，检查新支座顶面与梁底楔形块底面之间的实际高度,并与理论计算值进行核对.先卸除临时支撑，再同步进行千斤顶回油。

落梁过程中,严格控制同一桥墩相邻顶升点之间的顶升高差在0.5mm之内。为减小顶升误差，保证落梁后支座不脱空,本次仅一次性落梁。即落梁前，将支座垫石全部修复完毕、调平，且垫石顶面与梁底面间的净距满足支座安装厚度，然后再一次性落梁。为了保证落梁精度，相关要点如下：

确定支座总压缩量——由相应厂家提供或参考支座厂家提供的支座试验压缩曲线确定。在没有试验数据的情况下,一般按照厂方供应商提供的理论计算支座变形量,施工经验实际变形量一般应乘以2倍，即支座的抗剪强度乘以支座厚度，除以弹模乘以2倍（计算式），预定标高（H1)，梁底顶升前高度(H0）加上支座压缩量（△H），即H1= H0+△H。

根据支座压缩量、梁底标高、支座厚度确定垫石修复标高;

落梁时，各千斤顶同步回油，严格控制同一桥台上的各支点同步落梁,由计算机控制同步下降液压系统完成。落梁过程中按照每级 1mm 的顺序进行，同样实行顶升力和位移双控的原则，保证梁体回落到顶升前的标高处.

②梁体与墩台帽间净空控制

支座病害处治、支座更换的控制原则是支座更换完毕后,支座处梁底标高维持不变。因此，对各个施工阶段梁体与支座垫石之间的净空控制作如下要求：

在施工准备阶段，应对梁体与支座垫石或墩台帽顶面之间的净高进行测量,该净高也是落梁后必须达到的净高。

为确保落梁后各支座受力均匀、符合原设计要求,落梁前仍应对同一墩台各支座垫石顶面至上钢板底面的净空进行测量，以确保各墩台垫石顶面至上钢板底面的净空差异在1mm之内.

3.2.6 顶升、落梁关键施工技术

桥梁同步顶升、更换支座工程，同步顶升是关键，是核心。为了保证同步顶升顺利进行，应该遵循安全第一的原则。顶升系统能够顺利将桥梁结构托起来,顶升过程中要保证顶升系统、桥梁结构安全稳定，顶升高度除了要满足结构安全的允许限值，还要有足够的操作空间，保证支座能顺利拆卸和安装，最后梁体要下落到顶升前的标高处，避免给桥梁造成附加内力。

（1）顶升前应落实的工作

1）搭设施工平台；

2)必须对顶升点所在墩台处附近的梁体表面进行检查，检查裂缝等缺陷的性状与分布情况；

3）进行墩台帽顶面、垫石清理，凿除松散砼,结构胶找平、修补、打磨、校准水平，以保证千斤顶支撑点水平;

4）测量各支座处梁底标高；

5）预准备好凿除、调整修复垫石、楔形块疏松混凝土的专用设备等。

（2）顶升力和顶升高度控制

对梁体进行同步顶升过程中，顶升力与顶升高度双控，但以顶升位移控制为主。

1）起顶力

为准确控制起顶力，保证梁体在安全受力的状况下起顶,顶升前需计算墩台帽顶面受力值和模拟起梁时的各种受力状况。其中，千斤顶能承受的最大顶升重量须超过2倍的梁体支反力（即F≥2。0R），且能够安全承受和适应桥面活载作用产生的支反力、转角变形.

2)顶升高度

梁体顶升高度主要有以下几个方面控制：

① 按照设计要求控制各墩台处的顶升量板梁不大于4～5mm,顶升高度越小越好，如果支座还无法取出，须征得设计同意后，再提升高度，直至把原支座取出为止；

② 顶升高度以支座脱空，且能取出为准；

③ 新支座能顺利安装.

④ 对个别脱空的板式支座，根据现场情况,应先调平下垫石，再调平上楔形块或单点阶梯形顶升调平。

鉴于以上几条，梁体顶升高度视现场具体情况而定.

（3）同步顶升工艺控制

1）人员配备,顶升前应对参加顶升的管理人员和操作人员进行明确的分工，并进行技术交底。交底内容应包括组织机构、分工岗位、岗位职责、紧急频道处理信号、信息渠道常用术语、及施工禁止项等；

2）安装液压系统、控制器、千斤顶、位移传感器、应变传感器、数据采集器、计算机等。对HRP-32计算机控制同步顶升、下降系统和监控系统进行调试；

3）测量支座处与梁底标高；

4）预紧，称重，单点调整,各点数据记录,试顶升，检查各点受力情况，同时检查计算机控制器单点顶升量；

5）预顶升50%支反力,持荷5~10分钟，无渗、漏油等情况，一切正常后，再试顶升1mm，持荷5分钟，检查各点误差情况,无情况，再顶升1mm，再检查，逐步进行，计算机自动锁定液控阀，保持油缸压力不变,并持荷观察，整个顶升过程实行“双控” ；

6）试顶升完毕，锁紧临时支撑，检查梁体底面是否有混凝土压碎及裂缝等；

7）顶升过程中，对梁体竖向顶升位移进行监控。

（4）过程施工安全控制措施

1）同步控制系统的一般程序

同步顶升、下降计算机监控系统的工艺流程如图9所示。

图9  同步控制系统的工艺流程图

2）顶升和落梁行程控制

采取“双控”顶升，抬高梁体是一项非常复杂，且带有一定危险性的工作，如何保证整体顶升工作的顺利进行，确保梁体在顶升过程中同步上升、回落是整个工作的关键所在,因此，计算机对控制器系统、液压系统、锁定系统、传感器系统等设备提出了更高的要求。

操作人员按统一号令，将梁体同步顶升至刚离开支座时停止，观察千斤顶上接触面混凝土有无局部受压破损迹象。静置数分钟若无异常出现，继续顶升一个行程后停一下，观察千斤顶持荷是否稳定，梁体各处顶升高度是否一致，若一切正常再重复上述操作，直至同步落梁至支座上。顶升或落梁过程中若发现问题,应解决后重试，直至一切正常。

3）裂缝的观察与控制

在梁体顶起时，对裂缝变化情况进行观测，如果有裂缝等异常情况出现则必须停止顶升,查找原因，经采取措施和查出原因后，方可再进行顶升。对各支点的支撑情况细致观察,如有松动或移位立即停止。对监控系统的应变控制有急剧变化等异常状况，应立即停上顶升，查明并解决问题后再顶升。

3.2.7 同步顶升施工监控

（1）顶升施工监控目的

本项目施工监控的主要目的是，在桥面交通不中断或中断的情况下,在对板梁进行多点同步顶升、回落施工过程中，监测各个顶升点处梁体的竖向位移,通过同步控制系统的自适应调整，使得梁体的总顶升量及各顶升点之间的竖向顶升高差能够满足设计要求，保障结构受力安全，确保施工完成后的结构线形与内力状态维持更换前,不对原结构造成损伤，并且在结构处于不利状态时通过同步控制系统及时预警,指导进行下一步施工。此外，保证落梁后新支座能够与支座下垫石及梁底面密贴、恢复支座使用功能也是施工监控的目的之一。

（2）施工监控主要内容

根据同步顶升控制的需要，施工监控的重点是：

1）板梁竖向位移；

2）顶升点之间的相对竖向位移；

3）裂缝,根据业主需要进行必要的应变应力监测。

施工监控包括在顶升、持荷、落梁期间的连续监测、控制。

简支板梁顶升监控不同于连续箱梁顶升，同一墩、台处的顶升点较连续箱梁桥更多。因桥面连续、铰缝等构造特点,每一墩台处的顶升量不可能大，尤其在桥墩处顶升时，要求顺桥向两排顶升点之间的顶升量差异不得大于0.5mm,对设备及监控系统的精度要求非常高;同时，铰缝对强迫位移的影响也是非常敏感的，尤其是在桥面通车情况下进行顶升施工。这就要求在整个顶升或者落梁的过程中，必须以位移同步作为控制目标,平稳、缓慢地顶升或落梁到位。

监控工况

在梁体试顶升阶段已经开始进行顶升竖向位移监控，以控制同步顶升的位移量。除此之外，在顶升、持荷、落梁的各个阶段，对如下关键工况进行动态监控；

1）在每一个墩、台处顶升梁体时，对每一个顶升点处梁体的竖向位移进行监测，严格控制分级顶升量值以及各顶升点之间的高差；

2)顶升至设计要求的量值后，停止顶升并持荷，监测梁体的竖向位移以及千斤顶支撑的稳定性,待梁体结构稳定后，撑紧辅助支撑，千斤顶回油，完成体系转换；

3)分级落梁过程中，对每一个顶升点处梁体的竖向位移进行监测，严格控制分级顶升量值以及各顶升点之间的高差。

位移监测的同时，对裂缝等进行同步监测。

顶升点处梁体竖向位移监控

在各墩、台顶升点附近，采用百分表和电测位移计（可连续测试累计位移量并自动输入同步控制系统)，尽量靠近顶升点竖向设置，顶升、落梁过程中由我公司自主研发的“梁体同步顶升控制系统"自动采集数据,监测梁体的竖向位移情况.通过竖向位移监测，严格控制各顶升点之间的相对顶升位移差。

根据设计文件，并结合现场初步查看情况，梁体位移监测点放在顶升点附近时,能够准确反映梁体的实时位移情况。空心板梁桥同步顶升位移监测点如图5。1所示。

为确保同步顶升过程中结构的受力安全，在每一个墩（台）处进行顶升过程中，应对该墩（台）上所有的板梁或组合箱梁竖向位移进行全面监控。

图10 桥台、过渡墩、中间墩位移监控布置示意图

 图11  数显电测位移计实时界面

 图12  现场顶升位移、应变、监控总控制台

为了确保落梁后，梁体底面至支座垫石顶面的净高能够维持支座更换前的净高，避免因支座更换引起竖向强迫位移，在顶升前通过弹线、标记等方式在各墩、台处设净高观测点，测试获得各墩、台处支座更换前的净高，以作为落梁前的净高控制标准。

结构裂缝监测

在顶升、持荷、落梁的各个阶段，对板梁底板及铰缝，桥面连续等结构部位的裂缝发生、开展情况进行监测，以确保板梁(连续箱梁）及其他结构的受力安全。同时，在桥墩处顶升时，应关注墩顶桥面铺装是否存在开裂情况。

除此之外，顶升前对一些关键受力部位进行外观检查，对梁体已有裂缝（如有）进行长度、宽度的测量，并作好记录.裂缝观测截面主要选择墩顶截面，根据实际情况选择典型裂缝进行缝长、缝宽监测,并检查有无新生裂缝,做好裂缝性状的记录。

梁体称重及各顶升点千斤顶布置、油路优化

虽然设计文件已经给出了理论起顶力，但工程实践经验说明，在进行整体同步顶升时，总的顶升力以及顶升力在各支点处的分配会与设计理论起顶力有一定的差异，必须进行试顶升，通过称重来准确测试梁体的整体重量以及各个顶升点处实际顶升力的分布情况,必要时在试顶升完成后先落梁，然后调整千斤顶布置方案和油路连接方案，如有较大偏差还需要联系设计单位再做分析处理。

图13 多点同步顶升自动称重系统及位移自动显示

（3）施工监控与同步顶升控制的联系

位移同步性监测及自适应调整

从结构受力安全角度考虑，顶升过程中应尽量避免同一墩、台处的横桥向相对高差以及过大的纵桥向相对高差,以避免梁体、铰缝、桥面铺装开裂,更要确保顶升位移的同步性。通过有效的监控，使得梁体回落后桥面标高恢复至支座更换前的标高。

在对桥梁进行多点同时、同步顶升过程中，往往由于各顶升点处顶升力不一或支反力与理论值差异等原因，造成各顶升点之间的位移和顶升力差异，如位移不同步的误差过大、调整不当，则容易导致裂缝病害，尤其对于墩顶桥面连续这一薄弱部位，更容易导致其受弯或受剪开裂。

因此，同步顶升过程中需对各顶升点的位移进行严密的监控。我单位已经具备了位移自动监测、同步控制及预警系统，可根据位移同步要求自适应调整单点千斤顶顶升力以尽量减少顶升点之间的位移差异，保证结构安全.

裂缝观测

除在顶升前进行详细检查外,在顶升、落梁期间加强对裂缝的观测，对顶升前的已有裂缝进行长度、宽度的观测与记录，同时一旦发现有新生裂缝立即中止顶升，查明原因后再做处理。