杭申线沪杭高速公路桥顶升改造工程实践

杭申线沪杭高速公路桥顶升改造工程实践
鄢余文;阮杰
【摘要】总结杭申线沪杭高速公路桥顶升改造的工程实践经验,该工程具有顶升面积大、顶升联较长、支撑系统和顶升高度大,涉及跨运营铁路顶升等特点.介绍了顶升支撑系统设计、顶升限位措施、千斤顶布置方式、调坡顶升方案、承台及立柱改造等,可为类似工程提供借鉴.
【期刊名称】《城市道桥与防洪》
【年(卷),期】2016(000)009
【总页数】4页(P186-189)
【关键词】顶升;支撑系统;限位措施;调坡顶升
【作者】鄢余文;阮杰
【作者单位】上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海市200092;上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海市200092
【正文语种】中文
【中图分类】U445
杭申线（上海段）航道位于上海西南部，横穿青浦区、松江区，是上海市“一环十射”规划干线航道之一，是沟通浙江北部杭嘉湖地区与上海的重要国家级集装箱运输主通道，见图1。

杭申线按Ⅲ级航道标准整治，涉及跨航道的现状沪杭高速公路桥、沪昆铁路桥通航净空尺度不满足新的通航要求。

沪杭高速公路桥建成于1998年，桥梁总长1.57 m，由南向北依次上跨老沪昆铁路、在建新沪昆铁路、杭申线（大蒸港）航道，并下穿S32高速公路。

因杭申线通航净高以及新沪昆铁路净行净空的提高，沪杭高速公路桥需进行改建。

改建内容包括主桥改建、引桥顶升、引桥拆除上部结构重建、引桥拼宽、引桥新建接长等［1-3］。

为尽量减小对老沪昆铁路运营的影响，并充分利用老桥结构，减少废弃工程，对沪杭高速公路跨铁路部份及其南侧高度较低的引桥采用顶升改造。

顶升分为3联，各联分别整体顶升。

老桥为分离式两幅桥布置，单幅桥宽15.75 m（见图2）；上部结构为空心板梁、简支T梁；下部结构为框架式桥墩，预制方桩，具体详见表1。

本工程桥梁顶升改造具有以下特点：
（1）为保持沪杭高速公路通行，需分幅分批实施，先顶升改造东幅桥，西幅桥保持通车。

（2）受老沪昆铁路运营制约，第三联顶升只能利用每天夜间2 h的铁路运行天窗时间进行顶升作业，施工周期长，并需采取可靠的顶升支撑及维护措施，确保桥下铁路通行安全。

（3）顶升改造规模大，顶升面积达15 057 m2。

且为长联顶升，最大为第二联9跨引桥整体顶升，千斤顶数量多，同步控制要求高。

（4）老桥高度大，最高为17.45 m，顶升高度大，最大为4.65 m，均位于顶升第三联。

（5）桥梁改造前后纵坡调整，需调坡顶升。

老桥为简支空心板和T梁结构，顶升时桥面连续缝及伸缩缝需拆除，并进行逐跨调坡顶升。

3.1 顶升支撑设计
根据本工程特点，采用断柱顶升，并考虑方便上部结构限位设置、承台加厚、立柱
加粗接高等因素，在现状立柱底部以上2.5 m处截断。

顶升支撑设置于加厚后的
承台上，在支撑顶部设置垫块及千斤顶，采用顶盖梁的方式将桥面顶至设计高程。

按照控制钢管支撑高度不超过6 m的原则，顶升支撑较低的第一联采用609钢管支撑，顶升支撑较高的第二、三联先设置混凝土平台，在平台上支撑钢管进行顶升，见图3、图4。

此外，由于盖梁宽度受限，为横向布置千斤顶，部分桥墩盖梁底部设置了分配梁。

混凝土平台采用薄壁空心截面，以减轻自重，节约材料用量。

设置混凝土平台降低了钢管支撑高度，其具有支撑刚度大、稳定性好、施工空间大等优点，确保了顶升支撑的安全。

对于上跨现状沪昆铁路的第三联顶升，采用混凝土平台支撑，有效地降低了铁路列车振动对支撑体系的影响，也将顶升施工对铁路运营的影响降至最低。

3.2 顶升限位方案
顶升过程中桥梁上部结构接近于机动体系，针对上部结构可能出现纵横向的位移，必须采取可靠的限位措施。

（1）立柱限位（见图5）
钢管支撑体系：在钢管支撑与立柱间设置型钢，形成限位措施。

混凝土平台体系：在平台立柱间设置2～3道混凝土限位板，限位板与立柱之间设置橡胶挡块，并保持5～10 m m间隙以起到限位作用。

（2）梁端限位（见图6）
顶升联桥面为单向纵坡，为防止顶升中梁体滑动，在低端梁体端部采用限位角钢进行限位。

（3）跨间限位（见图6）
老桥为简支结构，为调坡顶升，各桥跨间的连续缝或伸缩缝均拆除。

顶升中在桥面上布置限位牛腿和粗钢筋，将相邻两跨结构进行联系，有利于下滑力分配到各个桥
墩，防止单跨梁体发生纵向滑移。

3.3 千斤顶布置
本工程采用液压驱动跟随顶升方案。

工作顶为液压千斤顶，并采用同步顶升PLC 系统进行控制。

同时采用具有机械锁定功能的跟随顶，作为顶升过程中的保护措施及工作顶换肩时的支撑措施，千斤顶主要参数见表2。

工作顶和跟随顶对称布置在立柱两侧，通过工作顶和跟随顶交替循环，实现桥梁顶升，见图7。

考虑到第三联结合铁路运行天窗，每天只能顶一个行程，为加快施工进度，采用了行程30 cm的大行程千斤顶，每天顶升20 cm。

实际顶升作业时，每幅桥顶升了26个行程。

每个行程顶升后将千斤顶自锁，防止结构在非顶升期间变位。

3.4 调坡顶升方案
第一步整体顶升：按老桥纵坡一联整体同步顶升，顶升高度为低端桥墩至设计标高为止。

第二步调坡顶升：从低端到高端依次调坡顶升，所有未达到设计标高的桥墩应同步顶升。

顶升期间，低端达到标高的桥墩应及时浇注桥墩立柱混凝土，形成固结。

最终将各桥墩顶升至改建桥面设计标高，见图8。

桥梁顶升抬高后，根据桩基计算需要，并结合顶升支撑布置要求，部分桥墩需增补钻孔灌注桩，并对承台进行帮宽、加厚改造。

为加强新老承台连接，确保共同受力，需对老承台侧面及顶面凿毛、植筋，并将补桩承台伸入老承台底部起到“兜底”作用，承台改造方式见图9。

立柱改造包括断柱顶升后的立柱接长，以及根据静力及抗震计算需要对立柱底部以上一定范围进行加粗，见图10。

立柱接长通过机械连接方式将原立柱主筋一一对应连接。

立柱加粗考虑受力需要及施工间距，加粗厚度取150 m m，并根据计算确定立柱加粗高度及加粗部份受力
主筋布置。

为加强立柱加粗部份与老立柱的连接，需对老立柱表面进行凿毛、植筋，凿毛要求为不小于6 m m的凹凸面。

杭申线沪杭高速公路桥顶升改造已顺利完成施工，顶升过程安全可靠，达到预期目的。

桥梁整体顶升技术逐步成熟，可在类似桥梁改建工程中进行推广。

本工程顶升支撑、限位措施、千斤顶布置、调坡顶升方案、承台及立柱改造等关键技术可作类似工程的参考。

【相关文献】
［1］上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司.杭申线（上海段）航道整治工程—沪杭高速公路桥改建工程施工图设计文件［Z］，2013.
［2］汤岳飞.沪杭高速公路桥改建工程总体设计特色与技术创新［J］.城市道桥与防洪［J］.2013（7）:61-66.
［3］马骉，龚慈中，黄虹，等.成都市二环路既有桥梁顶升改造设计总结［J］.勘察设计［J］.2014，32（7）:93-96.。