上海A1、A30立交S1、S3匝道改造工程關鍵技術
第一節、工程概況
A1、A30立交中S1、S3匝道橋梁總長分別為664.1米和612.1米，計算荷載汽車－超20級，驗算荷載掛車－120，結構工程按地震基本烈度7度設防，重要性修正系數1.3。橫斷面布置為0.5m（防撞墻）+8.5m（機動車道）+0.5m（防撞墻）＝9.5m，上部結構采用六跨預應力混凝土連續箱梁，梁高1.8m，單箱雙室橫斷面。一跨設一道跨中橫隔板，墩頂設橫隔梁。中墩處梁下布置1個盆式橡膠支座，邊墩處梁下布置2個盆式橡膠支座。
S1、S3匝道橋梁全景
由于彎箱梁橋本身受力情況比較復雜，本工程彎箱梁受預應力鋼束、日照溫差、特別是超載、重載車輛行使的下，梁體產生明顯橫向位移，并伴隨有支座脫空及梁體扭轉的現象。
表 1立柱處箱梁橫向偏移量（單位：cm）
表 2 各跨箱梁底面橫向傾角（研發中心檢測結果）（單位：°）
由表1～2可知S1匝道多數橋跨箱梁已呈現出外低內高的現象，說明箱體已發生了嚴重的向外扭轉，而S3匝道則情況較為正常。由于箱梁外側本身設有超高，目前實測結果表明，S1匝道外側已比內側低，說明箱梁向外側扭轉嚴重，已造成反超高現象，對橋梁和行車安全造成嚴重影響。
第二節、主要工程內容及相關控制點
一、工程主要內容
本工程為改善A1、A30立交S1、S3匝道箱梁扭轉、偏位的不利狀況，通過在原墩柱上新增小蓋梁后，對箱梁進行豎向頂升糾偏，并增設支座，加大箱梁的抗扭轉能力，在此基礎上同步頂升梁體對現有損壞支座進行更換。改造維修后橋梁總體狀態基本和原設計一致，橋梁可開放雙車道運營，恢復原通行能力。
改造范圍共包括A1、A30立交S1匝道K9～13、S3匝道K8～12范圍內墩柱，其中S1匝道K11、K12；S3匝道K10、K11位于磁懸浮二側。工程主要內容為：
1、中墩頂增設小蓋梁，包括墩頂鉆孔及預應力施工；增設小蓋梁結構主要作為頂升的反力架與放置新增支座
2、橋梁頂升豎向復位及新增支座安裝；根據設計要求須對S1匝道K9～13、S3匝道K8～12范圍內箱梁進行豎向頂升糾偏，在基本恢復原橋狀態后新增支座于小蓋梁上，增大彎箱梁的抗扭能力。
3、整體頂升更換支座；在糾偏達到預期目標的基礎上，同步頂升箱梁對現有已損壞的支座進行更換
4、橋面鋪裝、伸縮縫更換、伸縮縫附近的防撞墻修復及局部裂縫修補。
二、工程相關控制點
舊橋改造所涉及的技術內容相較新建橋梁復雜，且連續彎箱梁橋的糾偏改造在國內成功的案例并不多見。本工程存在以下控制點：
1、頂升系統應能達到多點力與位移的同步，頂升力應有一定的富余。
2、改造中對外側支座頂升力、支座轉角及橋面高程的監測是指導頂升施工能否達到預期目標的關鍵。
3、頂升過程應對箱梁相關危險點進行應變檢測，防止箱梁產生不可恢復變形。
4、S1匝道K11、K12；S3匝道K10、K11位于磁懸浮二側，改造過程中必定受到磁懸浮運營的影響，同時S2、S4匝道和迎賓大道從S1、S3匝道下方穿過，在施工過程中，對橋下凈空和交通有所影響。故應加強施工管理及安全措施予以防范，防止相互影響。
第三節、總體施工工序安排
根據方案要求，結合實際情況，并經充分技術論證，在考慮以下三方面因素的基礎上，確定了“先頂升糾偏后同步頂升，再頂升測定支座反力”的頂升施工思路：
1、確保原橋受力狀態不變
2、確保頂升的同步性
3、確保頂升糾偏效果不變
總體施工工序
S1、S3匝道施工現場 第四節、主要施工技術方案與措施
一、新增小蓋梁
小蓋梁施工工藝流程
小蓋梁鋼結構施工流程
現場蓋梁鉆孔、植筋實物圖 二、第一階段豎向頂升糾偏
待蓋梁混凝土達到規定強度后進行豎向頂升糾偏，頂升糾偏目標是改變現狀橋梁扭轉偏位的不利狀態，使維修后總體上橋梁狀態基本和原設計一致。在此基礎上增設支座加大彎橋的抗扭能力，使橋梁可開放雙車道運營，恢復原通行能力。
豎向頂升糾偏分二階段完成：
1、第一階段頂升糾偏以彎橋整體姿態控制頂升方案，使箱梁的整體姿態基本恢復原設計狀態，即以控制中墩支座轉角與橋面高程為主，頂升力監控為輔。
2、第一階段頂升糾偏達到預期效果后，進入同步頂升更換支座階段，先更換支座的主要目的是為了達到使中間支座承受大部分恒載，外側支座分擔部分恒載，內側支座僅承受活載的最終改造目的，保證頂升中三個支座的受力狀態。
3、支座更換完畢后進入第二階段頂升糾偏，由于彎橋已基本恢復原設計狀態，此階段頂升糾偏主要以頂升力控制為主，支座轉角與橋面高程為輔，保證外側支座受力的合理性，即頂升力＝外側支座反力。在頂升力達到設計要求時，開始增設外側支座，使附加扭力恒定，最后增設內側支座。
第一階段頂升糾偏施工流程 本工程通過在既有支座徑向外側施加頂升力，即對箱梁施加附加扭矩（此階段既有支座仍承擔橋梁大部分豎向荷載），以達到消除支座脫空、梁體扭轉的不利現象。
（1） 第一階段頂升糾偏目標：消除支座脫空、梁體扭轉的不利現象，支座轉角及橋面高程基本恢復原設計狀態。
（2） 第一階段頂升糾偏控制：以彎橋整體姿態控制頂升方案，即頂升時以控制中墩支座轉角為主，橋面高程為輔。
（3）頂升中應保證各墩轉角同步增長，即保持頂升位移的同步性，以每2mm為一級分級頂升。
（4） 糾偏使支座轉角逐步得到糾正，即由脫空狀態至逐漸接觸，直至支座轉角恢復水平狀態（支座受力基本均勻）。由于各支座的轉角大小可能有所不同，各墩的頂升力不同，故各墩的頂升力應有一定富余。
（5） 當中、邊墩支座轉角及橋面高程基本恢復原狀態（橫坡2％）時，糾偏可認為達到預期效果，此時應進一步檢查梁體線型是否符合要求。保持頂升力，并放置臨時支撐，進行約12 h的保持荷載，讓橋梁有一姿態調整的時間。
（6） 為保證頂升糾偏過程中不對箱梁產生損傷，故須與第三方監測單位協調對箱梁相關危險點進行應力應變監測，指導頂升施工。
（7） 鑒于箱梁發生扭轉及水平偏位已經時間較長，箱梁內部發生徐變等非線性變形的可能性較大，因此頂升施工過程中應與設計、監理及第三方監測單位積極協調，根據橋梁狀況對頂升施工做動態調整。 三、同步頂升更換支座
同步頂升更換支座施工流程 四、第二階段頂升糾偏及增設支座
在更換支座完畢后彎橋箱梁基本恢復原設計狀態，為保證改造后效果，在中墩內、外側各新增一盆式支座。
（1） 外側支座主要為代替頂升力，使附加扭力恒定，平衡和抵消彎橋產生的扭矩，使中墩起到抗扭作用。外側支座在實測頂升力達到設計要求支座反力后進行安裝，并開始受力。
（2） 徑向內側支座主要為增強橋梁傳遞上部活荷載的能力，不參與分擔恒載。內側支座在同步頂升更換支座完畢，千斤頂卸荷落梁后才進行安裝，以保證內側支座不參與分擔恒載。
第二階段頂升糾偏施工流程
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