要］ 通过对匝道连续弯梁桥进行同步顶升支座更换， 探讨了实时监控在同步顶升施工中的应用和重要
系统通过多个液压千斤顶完成顶升工 性。采用可编程前置分布式液压系统集中管理各顶升点的压力与位移信息， 作， 并且布置位移传感器， 利用对顶升力和位移传感器的监测完成同步控制 。 并且通过监控系统对桥梁发生过事 故损坏的部位进行姿态调整 。 ［ 关键词］ 桥式结构； 实时监控； 同步顶升； 支座更换； 姿态调整 ［ 中图分类号］ U 443. 36 ［ 文献标识码］ A ［ 文章编号］ 1674 — 0610 （ 2013 ） 04 — 0103 — 04
缓存 DIO 总线） 构成顶升安全监控的数据采集分析 和处理系统。用 USB2086 多功能数据采集卡的 32 路模拟量输入作为主采集箱的位移 / 应变输入通道 8 路 DO 输出作为扩展采集箱的位移或应变 使用， 输入通道的选通地址使用。采样模式选择分组采样 （ 伪同步采集 ） ， 软件设置采集通道， 采集速度选择 为 200 KS / s。 运用先进的同步液压顶升控制管理系统， 八个分站 前置分布在京沪高速公路两侧。每个顶升液压油缸 都配置有 1 个位移传感器和 1 个压力传感器， 传感 器信息通过电信号的方式发送到中央控制器中 ， 通 决定该油缸是否动 过程序计算实时发出控制指令， 作。油缸的位置和负载状况将在控制面板显示 。在 梁体的各支座截面设置位移监测点 ， 在梁体 1 /4 跨、 1 /2 跨主要控制截面布置分辨率不低于 1 με 的应 变监测点， 所有监控传感器安装前发进行标定 ， 保证 监控数据的准确性。在梁体的两端伸缩缝处安装位 移监测点和防滑装置， 监控梁体纵轴及横轴位移情 况。安全顶升监控系统具有图形化实时显示功能， 可 当监测参数超出设置值时 实时图形化显示梁体姿态， 实时报警。 同步顶升阶段以位移传感器信号为判 据， 控制各液压缸和油泵电磁阀将要进行的动作 。 3. 3 同步顶升及姿态调整 顶升过程其实就是桥梁姿态控制的过程， 顶升 施工需要在对液压千斤顶和传感器的布置检查完毕 并且完成调试之后才可进行。 施工主要可分为称 重、 试顶升、 顶升以及落梁 4 部分。 ① 称重。称重是在顶升前利用液压千斤顶将 梁体顶升至原支座脱离梁体 1 mm 左右。 通过监控 系统观测可知全桥梁体设计总重为 5 920 t， 实测总 重为 6 920 t， 实测总重量偏高 16. 7% 。 其中内侧全 部支座反力实测值之和为 3 133 t， 较内侧设计总重 2 905 t 偏高 7. 8% 。外侧全部支座反力实测值之和 为 3 623 t， 较外侧设计总重为 3 022 t 偏高 19. 9% 。 各支座反力的实测值和调整值见表 1 。 首次称重后， 需要实施顶升高度为 2 mm 的试 顶 升， 在多次试顶升的过程中都发生了千斤顶漏油
（ 1. 河海大学 力学与材料学院，江苏 南京 210098 ； 华瑞特种加固技术工程有限公司，江苏 常州 230041 ） ［ 摘
桥式结构是跨越河流、 道路、 山谷等特殊地形的 建筑物， 有重要的运输功能。 桥式结构根据用途的 不同可大致分为公路桥、 铁路桥、 公铁两用桥、 机耕桥、 人行桥和过水桥等类别。 结构建成后会受到气候、 环境等自然因素的影响而逐渐老化， 加之运输需求 的增长， 结构的质量往往会急剧下降， 实际承载能力 会大幅度的降低。 尤其是结构橡胶支座的损坏非常频 繁， 支座的损坏会影响到上下部结构的常规使用的寿命和 交通安全
锡澄高速江阴南互通 C 匝道桥是钢筋混凝土 连续弯梁桥。 桥梁平面位于 R = 200 m 的圆曲线 m 的缓和曲线上， 纵断面位于 R = 2 000 m 的 圆曲线 = 布置为 10 ˑ 25 m， 桥面设双向纵坡 i1 = 2. 5% ， 3. 44% ， 横桥向设置单向坡 4% ， 总重约 7 000 t。 桥 梁第 5 跨和第 6 跨下是交通要道京沪高速。墩台编 号布置见图 2 。该连续弯梁桥中部 4 号至 5 号墩间 的梁体曾因净空不足被车撞击， 车祸造成 5 号墩的 ， 内侧柱体外倾 柱顶与梁体移位达 35 mm。 3. 2 监控系统布置 选择 可 直 接 和 计 算 机 的 USB 接 口 相 连 的 USB2086 多功能数据采集卡 （ 32 路 16 位 500 K 带
［ 收稿日期］ 2013 — 05 — 10 ［ 基金项目］ 江苏省交通厅科研项目（ 05Y47 ） ［ 作者简介］ 黄研昕（ 1988 — ） ， 男， 安徽徽州人， 硕士研究生， 主要研究方向为桥式结构的震害及监测情况。
也在不断地完善和改进。 江西药湖大桥利用 32 点 液压同步顶升系统对全桥近 30 000 个支座进行了 ， 上海市跨莘奉金高速公路立交桥以及北京 铁路 黄村立交桥利用液压系统分别完成了跨公路 、 更换 桥梁的顶升工作
桥梁支座更换是一项高技术、 高难度、 高风险的 。 ， 施工作业过程 首先要将梁体安全顶起 取出损坏 支座， 待新支座安装好后再将梁体复位。 支座更 换的过程中应实时对顶升力、 顶升点位置、 顶升处的 压力、 位移、 应力等主要参数进行监控。尤其是在箱 板梁的竖向顶升过程中， 需要在梁体的端部和跨 梁、 中两侧断面的上下位置布置应变测点监控截面上的 应力变化， 避免梁体的扭曲。 ① 顶升力的控制： 通过对液压千斤顶的控制以 及液压缸上部载荷的情况调整顶升力 。考虑到连续 弯梁桥两端支座设计反力略大于跨中支座 ， 在试顶 升及称重过程中需观察顶升力的分布是不是满足设计 如果不符， 需要及时有效地发现并处理问题， 及时调 规律， 整桥梁姿态。 ② 位置的控制： 通过位移传感器监控。在桥梁 顶升过程中， 为避免梁体扭曲、 应力集中和开裂， 各顶升点在载荷不均的情况下一定要保持位置同步 。 2 ． 2 监控系统组成 梁体顶升监控系统主要由压力传感器、 位移传 感器、 应变传感器、 信号调理模块、 多通道切换开关
构的安全性能， 更换损坏的支座， 保证桥梁结构的安 全使用。 支座更换最主要的方法就是同步顶升法， 同步 顶升是指以顶升位移增量保持一致或以顶升力保持 一定将梁体顶升到设计预定高度的施工全套工艺流程 。同步 顶升技术最初用于预制梁的架设和移位， 随着液压 技术的发展， 该技术的应用场景范围也逐步扩大。2003 年位于天津海河航道上的狮子林桥采用整体抬升技 ［5 ］ 开创了我国在役桥梁顶升改 术成功抬高 1． 27 m ， 造的先河。进入 21 世纪以来， 随着慢慢的变多的桥梁 采用同步顶升技术更换支座， 同步顶升技术和设备
其中电源管理模块功能是为位移传感器、 应变 传感器、 信号调理模块、 多通道切换开关模块提供电 源。多路开关模块根据指令编码选通相应信号并送 入 AD 转换模块。AD 转换将信号转换成数字信号， AD 精度不应低于 16 位， 采样频率为 250 KS / s。 接 口模块完成与 PC 的通讯与数据交换功能。 监控系统具有数据实时显示、 自动记录数据的 功能。为防止出现实际顶升位移与设备多个方面数据显示值 滞后， 数据巡测采集速度不能低于 5 通道 / s， 且所有 监控参数应同步显示并自动记录 。 除了同步显示数据之外， 顶升过程中还需要监 控程序自动记录全部技术参数， 即顶升过程中的重 要技术数据需要具有溯源功能。当施工监控发现异 常情况时， 需要立刻停止顶升作业， 将梁体放回原位 不正常的情况排除后方可重新顶升作业 。 后再查找原因，
16 位数据模转换模块、 模块、 通讯接口模块、 计算分 析软件等单元组成， 如图 1 所示。
使用液压设备和同步顶升技术对桥梁进行抬升 ［2 － 3 ］ 、 改造、 整体纠偏 更换支座， 其历史并不长， 虽然 在施工工艺和设备方面已经具备了很成熟的条 件， 但是在工程实施过程中仍时有安全事故出现 ， 尤 其是连续弯梁匝道桥， 很容易出现扭转、 滑移现象， 后果不堪设想。2011 年 7 月合肥金寨路高架南二 环 F 匝道桥在抬升改造过程中， 千斤顶回油阀突然 ， 出现故障 造成支撑体系受力不均匀， 致使匝道桥整 体塌落。考虑到支座的损坏易造成较大的结构附加 弯扭情况， 导致内部应力重分布。 结构同步顶升施 工之前应当利用传感器的布设达到对顶升过程实时 监控的目的， 并且根据实测情况在顶升前调整桥梁 姿态， 完成桥梁的纠偏和维护。 本文结合江苏 《公路桥梁橡胶支座 省交通运输厅 2013 年初颁布的 相关条文， 重点介绍某连续弯梁 桥的支座更换过程中的安全监控及姿态调整实例 。 更换作业规程 》
