城市高架桥墩柱基础托换施工技术及监控

维普资讯 http://www.cqvip.com 铁１０　道建筑　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２００７　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　文章编号：１００３．１９９５（２００７）１２．００１０．０３　城市高架桥墩柱基础托换施工技术及监控　王东然　，李惠平　，孔祥利　（１．河南省地矿建设工程（集团）有限公司，郑州４５０００３；２．商丘市高速公路发展有限公司，河南商丘４７６０００）　摘要：以某交通改造工程中桥梁墩柱托换为例，介绍了桩基托换施工工艺临时墩支撑体系、墩柱切割和　施作支撑体系等关键技术，以及在施工中建立监测项目的主要内容；监测结果表明施工中结构受力和位　移均在规定范围内。该桩基托换技术可为类似工程提供借鉴。　关键词：桩基托换　高架桥监控　中图分类号：Ｕ４４３．１６　３　文献标识码：Ｂ　随着城市经济建设的不断发展，城市交通路网也　日趋复杂，桥梁墩柱托换与监控也日趋成为业内人士　关注的热点　。　。某交通改造工程基于目前交通情况　及路面状况，新建部分路段拟采用隧道通行方式。但　考虑到地下管线以及既有桥梁基础布置密集，下穿隧　道无法避让所有既有桥墩墩柱，因此在隧道施工前需　完成施工线路的部分既有桥梁墩柱的托换。本文对该　工程１４跨连续梁桥边墩基础托换过程中的施工及其　监控进行介绍。　１　工程概况　该托换轴位于某高架桥匝道，墩柱高８．８　１１１，上部　结构为连续钢箱梁。托换轴处于弯桥地段，平曲线半　径为１２０　ｉｎ，钢箱梁梁端设有牛腿连接主道混凝土连　续箱梁。托换施工时采用新建门架墩替换现有独墩，　为满足下穿隧道通行要求，新建门架横梁跨度为１２．５　ｉｎ，截面为２．０　ｉｎ（宽）×２．０（高）ｉｎ，墩柱截面为１．２　ｉｎ　测量，采集初始数据。测量对象主要为施工新门架墩　图ｌ托换轴（托换前）横断面图（单位：ｅｍ）　的桩基、承台、墩柱。②在顺桥向Ｅ５墩两侧搭设临时　墩，并通过布置于临时墩上的千斤顶进行主梁顶升，顶　升高度为６　ｍｍ。主要用以补偿门架横梁受力后挠曲　变形、混凝土收缩徐变等引起的挠曲变形，保证既有桥　梁结构的线性。完成由临时墩承受桥梁载荷，以便在　不中断交通情况下进行施工。③拆除既有墩柱，固定　×１．２　ｉｎ方柱，墩基础为≯１．８　ｍ　Ｃ２５钻孔桩，横梁和墩　柱采用Ｃ４０混凝土。横梁和墩柱采用整体浇筑施工方　法形成刚架。托换轴（托换前）横断面图见图１，托换　轴（托换后）横断面图见图２，托换轴（托换后）侧立面　图见图３。　临时门架墩墩顶的两个盆式支座。搭设施工平台，立　２施工方法　２．１施工程序　模安装托换梁钢筋，灌筑托换梁混凝土，控制新横梁顶　面与盆式支座底面平齐。④待钢筋混凝土门架达到设　计强度后，卸载千斤顶，由门架承受上部荷载。并测量　①施工前布设沉降观测网，对既有结构进行基准　主梁挠度值，然后重新顶升主梁，通过塞填于横梁与支　座间钢楔块，保证主梁原有运营高度。⑤观察稳定后，　再次卸载千斤顶，完成最终的体系转换，拆除临时墩。　收稿日期：２００７　０８．２０；修回日期：２００７．１０．加　作者简介：王东然（１９７２一），男，河南太康人，工程师。　２．２主要施工工艺　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００７年第１２期　城市高架桥墩柱基础托换施工技术及监控　．｝芈　　．｝　璺　／ｌ　（　）　Ｊ－　一　｝　Ｌ一　ＨＣ　一　翮　１　，０　４０　新建墩柱～　１２Ｏｃｍｘ　１２Ｏｃｍ　一１　』　＜　⑤　图２托换轴（托换后）横断面图（单位：ｃｍ）　◎　⑤＠　图３托换轴（托换后）侧立面图（单位：ｃｍ）　２．２．１　临时墩支撑体系　降，同时检验托换体系的承受能力，施工时要作到准备　充分，操作细微，监控严密，措施安全可靠。　３）顶升时以绝对高程为准，防止临时墩沉降而使　顶升高度受到影响。　４）在顶升时，同一托换墩的千斤顶应根据顶升应　临时墩用于新建横梁浇筑过程中承受桥梁结构荷　载。施工中，将千斤顶可靠地放置于临时墩顶，并顶升　箱梁至原支座反力接近于０。然后在临时支架上垫塞　型钢，并于型钢上放置临时支座，使临时支座与箱梁底　充分接触并正对箱梁腹板中心，将千斤顶回油卸载，临　时墩进入正常工作状态。　力的分级同步进行顶升，不得彼此有时间滞后或超前　间隔。顶升应力和顶升量严格按设计规定进行，不得　有任何增减。顶升过程中对顶升力和顶升位移进行双　控并记录，任何一项超限而另一项未达到设计参数，应　根据设计要求临时墩基础地基承载力不小于１６０　ｋＰａ，对不满足承载力要求的要采取加固措施。临时墩　基础采用４　ｍ（长）Ｘ　２　ｍ（宽）Ｘ　０．８（高）ｍ整体结构形　式，并将地面基础采用了灌筑混凝土加固方法。每个　临时墩由３条ｊ５５００　ｍｍ　Ｘ　１２　ｍｍ钢管柱组成，两端用　２０　ｍｍ厚钢板连接，钢板与钢管柱用１２　ｍｍ厚三角形　钢板焊接加强。其中底部钢板与基础混凝土用钢筋相　连，顶部钢板上平行设置Ｉ４ｓ，用于安放千斤顶和两根　停止顶升，同时上报设计部门，修改参数。　５）千斤顶采用机械自锁装置的顶举千斤顶，锁定　吨位不小于２　５００　ｋＮ，它具有随时无级调节立柱和托　换梁之间在顶压过程中所产生的间隙的功能。起始顶　升力为设计的７０％，开始按５％分级加载，每级加载后　稳定观察１０～１５　ｍｉｎ，再升级加载将箱梁顶升６　ｍｍ。　ｊ５５００　ｍｍ的钢管支承。　２．２．２既有梁顶升施工　不可一次加载到最大值，每次被托换桩的上抬量不能　大于１　ｍｍ。　千斤顶顶升时，两侧的钢管支承同时安装，随着千　斤顶顶升量的增加，在钢支承顶部垫塞与顶升量相适　６）顶升过程中，连续记录监测数据和加载记录。　２．２．３既有墩柱切割　临时墩顶升完成并稳固后，开始切断既有墩柱，考　应的薄钢板。顶升达到设计要求后，安装橡胶支座将　千斤顶回油卸载。顶升时应注意：　虑到周边净空限制，切桩采用人工结合风镐截除，由外　及内层层剥离的施工方法，注意切割墩柱的高度与后　续横梁施工时预留高度一致。　２．２．４新建墩、梁施工支撑体系　１）千斤顶的组合形心必须和桩的形心或组合形心　重合，同时使临时墩支承与箱梁底充分接触并对准箱　梁腹板的设计位置。　２）预顶为托换工程成功的关键，它通过临时立柱　承台施工完成后，即进行墩柱施工。墩身采用整　体钢模板，立模一次到顶，汽车起重机吊装模板。混凝　与托换梁之间施加顶力，消除立柱的变形和地基的沉　维普资讯 http://www.cqvip.com

ｌ２　铁道　建筑　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ：２００７　土浇筑均采用商品混凝土，混凝土输送车运输，吊机配　相邻两跨箱梁截面应力的变化。　３）在千斤顶卸载、重新顶升过程中监测　①千斤　顶顶升过程中测量托换轴桥面标高的变化。②千斤顶　合料斗入模。捣固采用插入式振动棒进行。　考虑到施工现场施工条件限制，为了加快施工进　度，采用≯５０　ｃｍ钢管架支撑贝雷架，横梁底模板支放　于贝雷架及既有墩柱（切割时预留）上，由密排方木支　顶升过程中相邻跨箱梁应力变化。③千斤顶顶升过程　测量桩顶标高变化情况，为方便观测，在距离地面约　５０　ｃｍ处在两桩上各设１个桩顶标高测点。④帽梁应　力测量，千斤顶顶升过程中测量托换轴处帽梁、跨中、　垫横梁底模，将贝雷架安放于新建墩柱两侧各两片，四　片贝雷架之间使用对拉螺杆拉紧与柱密贴，架顶设一　排方木作为横梁底模支撑，由钢管和贝雷架承受横梁　Ｌ／４等三个截面的应力，每个截面布置４个应力测点。　的重量和施工荷载。横梁支架体系见图４。　图４横梁支架体系图　２．２．５　落粱　待横梁混凝土强度达￣ｔｊ９５％以上设计值后，调整　千斤顶顶力，缓慢落梁至新建横梁预设的钢板垫上，梁　体的偏差通过千斤顶用薄钢板进行调整，就位后，将支　座与钢板焊死，完成受力体系转换施工。　３施工监控　３．１监控内容　１）托换轴相邻跨上部结构为连续结构，在临时墩　顶升过程中监测的主要内容包括　①临时支架的变　形、内力测量，在每个支架底部部设２个竖向变形测　点，每个支架选取受力最大的２个杆件为监测对象，每　个杆件设２个应力测点。②桥面标高测量，托换轴处　为牛腿结构，在牛腿处两侧箱梁梁端底部各设３个变　形测点。③箱梁应力测量，托换轴顶升后将引起相邻　跨产生附加应力，在每个控制截面设４个应力测点。　２）在拆除旧墩柱过程中监测　①旧墩柱拆除前后　测量托换轴处桥面标高的变化。②旧墩柱拆除前后，　４）在千斤顶逐级卸载过程中监测　桥面标高、相　邻两跨箱梁截面应力、桩顶标高和帽梁应力值。　５）根据设计要求监测项目警戒值①桥梁桩基沉　降控制在１０　ｍｍ以内。②钢箱梁的沉降控制在８　ｍｍ　以内，混凝土箱梁的沉降控制在４　ｍｍ以内。　３．２监测结果　门架横梁最大压应变为一７８．８　￡；最大拉应变为　４８．０　￡，临时墩最大压应变为一６３．５　￡；上部结构主　梁最大拉应变为３７．７　ｆ　￡，最大压应变为一１１．９　￡。门　架桩顶平均沉降０．４　ｍｍ，门架横梁跨中截面最大挠度　变形为１　ｍｍ，桥面实际沉降０．８　ｍｍ（下挠），Ｉ６轴临时　墩最大沉降为３．６　ｍｍ。监测结果表明，托换施工过程　中上部结构受力、变形，新建门架的受力、变形均符合　设计要求。　４　结语　桩基托换施工难度大，施工精度要求高，托换轴又　处于弯桥高架地段，在不中断交通的情况下，匝道动　载、箱梁温度应力、汽车离心力影响使墩柱受力复杂，　顶升、切割难度大。桩基托换成功不仅给后续隧道施　工争取了时间和空间，也造成了良好的社会影响，同时　给同行业类似工程提供参考价值。　参　考　文　献　［１］张海舟．广州地铁一号线桩基托换施工技术［Ｊ］．铁道建筑　技术，２００４，（４）：３ｌ一３３．　［２］杨俊泉．地下铁道桩基托换及微振动控制爆破施工技术　［Ｊ］．铁道建筑，２００６，（５）：４５—４８．　［３　董志．桩基托换施工中桥梁变形的监测与控制［Ｊ］．铁道标　准设计，２００６，（１０）：６６—６８．　（责任审编　王红）