旧桥改造之桥梁同步顶升施工工法（升级版）是一种适用于桥梁改造或新建工程的施工工法,可广泛应用于旧桥改造顶升、桥梁调坡改造、桥梁支座更换以及新建桥梁预制梁落梁或顶升梁等施工工况，跨河、跨铁路、跨公路桥梁及现浇箱梁，预制板梁、预制箱梁，钢箱梁等结构均适用。该工法由天津城建集团有限公司编制。该工法分别通过天津市城乡建设委员会及住房和城乡建设部的专家评审，被批准成为“2010年度天津市工法”及“2011年度国家级工法”。

桥梁同步顶升施工作业现场

 

    工法工艺原理简介

    该工法在原有桥梁同步顶升技术的基础上，结合近年来桥梁顶升的工程特点，发展衍生出线性同步顶升、单点顶升、水平顶升、带载下降（落梁）等技术，可实现桥梁顶升后线性变位、改变桥梁纵坡的效果。

    该工法主要是运用位移闭环控制理论结合液压系统，实现力位控制，对桥梁进行整体同步顶升。主要技术特点如下。

    1）利用位移闭环控制，可实现位移的准确控制，控制精度高。

    2）该工艺以位移量作为控制对象，避免桥梁在顶升过程中产生形变，从而影响桥梁结构的受力情况。

    3）根据桥梁结构要求合理布设千斤顶，保证桥梁顶升过程受力合理。

    4）桥梁顶升控制区域合理划分，保证顶升的姿态可控性。

    5）桥梁顶升后进行墩柱接高或加高垫石的方法，作为顶升后的永久支撑。

    6）桥梁顶升后结构不受损坏，不影响使用寿命。

    7）利用桥梁线性同步顶升技术，进行桥梁调坡及桥梁支座更换工程。

    8）桥梁顶升施工工期短，有利于减轻由于断交而带来的交通压力。

天津志成道立交桥调坡工程施工现场

 

    桥梁顶升的重点和难点在于：保持桥梁顶升时结构的完整性和整体同步性，施工时要在保证桥梁结构完整的前提下，保持桥梁结构在现有受力体系下做到同步顶升。该工法通过对桥梁整体同步顶升施工工艺的研究，摸索并总结出一套安全可行的桥梁顶升施工方法，为桥梁的整体顶升、支座的更换提供了安全有效的技术方法。应用该工法进行桥梁顶升施工，可保证桥梁原有结构不受损，桥梁使用寿命不受影响。

    关键技术及创新点

    旧桥改造之桥梁同步顶升施工工法（升级版）的关键技术及主要创新点在于：该工法运用液压同步技术结合桥梁顶升施工技术特点，将桥桥梁进行同步顶升，重点在于保持桥梁结构的完整性，顶升过程的同步性。液压同步提升是一项成熟的建筑构件提升安装施工技术，但是在同步性要求更高、顶推力要求更大的桥梁顶升移位施工中，应用还是非常少见的。该工法基于液压同步顶升技术应用于大吨位物体的提升和下放的实际工况，引入位移闭环控制理论，将桥梁的位移作为受控参数，形成位移闭环控制，再通过压力闭环控制，调节液压系统的出缸或收缸，从而达到对桥梁的同步顶升、下放的目的。

同步顶升过程中安装临时垫块

 

    建筑物移位工程在国外已经应用发展的很长时间，技术应用比较成熟。像建筑物移位工程较早的俄罗斯、东欧及欧美等国家，对于有使用价值或历史文物价值的建筑物都很珍爱，不惜重金通过移位工程转移至合适位置予以保护。我国90年代初开始应用建筑物移位技术，目前国内尚处于起步阶段，而桥梁的整体同步抬升施工技术在国内还是空白，在国外应用实例也很罕见。旧桥改造之桥梁同步顶升施工工法（升级版）的关键技术基于《建筑物及构筑物抬升与平移新工艺研究》研究项目，该项目研究成果与2005年3月28日经天津市科学技术委员会组织的天津市科学技术成果专家鉴定，并获得天津市科学技术成果证书。相关专家鉴定意见认为：该研究项目所涉及的桥梁整体同步抬升技术整体上达到了国内领先水平。

可旋转的千斤顶顶帽

 

    工法工程应用实例

    旧桥改造之桥梁同步顶升施工工法工程应用的代表性案例如下：1）2003年7～10月：天津狮子林桥抬升工程——国内首例整体同步抬升桥梁；2）2004年3～5月：天津北安桥抬升工程；3）2006年5月：天津志成道调坡工程，H8—H14轴匝道调坡。该工程H8—H14轴为现浇混凝土连续箱梁，H8轴保持高程不变，H14轴要求顶升50cm，其中H9、H10、H11、H12、H13均相应顶升；4）2006年12月：北京国贸桥顶升工程。北京地铁3号线下穿该桥，同步顶升施工实时弥补盾构施工过程中造成的桥墩沉降；5）2008年4～8月：杭州城西16座桥梁顶升改造工程。

    该工法在城市桥梁改造工程中的应用十分广泛，一些具有历史人文价值需保留的桥梁或改造后仍可满足使用功能的桥梁，可以通过桥梁高度的抬升来满足城市规划的要求；在城市桥梁日常养护施工中，也可通过整体同步顶升进行支座更换等相关养护作业。

顶升作业中安装支座临时支撑

 

    经济及社会效益分析

    旧桥改造之桥梁同步顶升施工工法工程应用的经济及社会效益主要体现在以下几方面。

    1）从经济效益来看，桥梁顶升费用通常是桥梁重建造价的10%～30%，这其中还未包含节省时间所产生的直接经济效益。

    2）从社会效益来看，我国城市中具有历史及人文价值的桥梁众多，一些现有桥梁改造后仍可正常发挥其功能，该工法的应用可有效解决各类既有桥梁保留使用与城市整体规划方面存在的矛盾，体现出了很高的社会价值。

    拆除旧有桥梁并新建桥梁的建设工期需约1年的时间，而应用该工法对既有桥梁进行顶升改造施工，包括前期准备仅需3～6个月，投资少、工期短，可减少大量的资源投入，同时可将施工扰民减少到最小程度，是一种节能环保型的施工新技术，综合社会效益显著。

    旧桥改造之桥梁同步顶升施工工法（升级版）填补了我国桥梁顶升施工领域的技术空白，为今后的城市桥梁的改造与维护开辟了新的技术途径，推广应用前景良好。

   （天津城建集团有限公司 供稿）

注：本文刊载于《市政技术》2014年第6期，第7、8页。