目前高速公路匝道、城市道路上的曲线桥梁大多采用独柱墩现浇连续箱梁结构。该形式具有线性优美，每跨减少1根桩基、1 根立柱节约初期建设成本，减少土地占用，扩展桥下空间结构等特点。同时此种桥梁形式也显现出一些问题，其一: 在偏心偶然超载作用下，出现的梁体倾斜而引起桥梁倒塌。其二: 抗震能力较弱，在横向地震情况下发生的侧向倒塌， 2008 年汶川地震后，针对震后桥梁病害的调查发现大部分独柱墩的桥梁损害严重。
在偏心荷载以及横向地震波的作用下，独柱墩桥梁整体失稳、倾覆的风险性很高，很多地区开始对独柱墩进行加固改造。一般在独柱墩上只设置一个支座，这只能限制竖向挠曲，不能限制扭转变形。所以对独柱墩的改造不仅局限于增加竖向支撑，而应对其整体进行改造。
较为可靠的方案是: 将原有的独柱墩拆除，更换为可靠的矩形( 或双柱) 墩等类型。施工设计最重要的就是拆除墩柱过程中，保证原有梁体支撑的受力安全以及新墩柱与梁体的连接。其核心技术是: 安全可控的更换墩柱。
1 ·设计特点
现浇连续箱梁桥墩改造施工实现了安全顶升桥梁并更换墩柱，该施工设计新颖创新、工艺成熟、标准化施工，对公路桥梁改造墩柱施工的工期、质量、安全起到了保证作用。其特点为:
( 1) 通过引进国内外先进的设计及施工技术，解决了独柱墩改造过程中桥梁的安全性问题;
( 2) 结合我国公路桥梁通车的情况，可在不中断交通的情况下进行桥墩改造施工作业;
( 3) 解决了墩柱更换改造后，原连续箱梁落位并与新墩柱连接的问题;
( 4) 为今后桥梁维修加固改造提供新的思路，对桥梁加固改造的安全性提出新的要求。
2· 工艺原理
采用临时墩支撑原有桥梁上部结构，使上部结构梁体受力由原有桥墩转换于临时墩上，梁体与下部构造相脱离，然后拆除原有桥墩，完成新的桥墩框架结构后，重新安放支座，将桥梁上部结构落放于上，完成新建结构与原有桥墩的等效受力替换。这样就能实现在不损毁桥梁上部构造的同时对病害桥墩的安全替换，有效安全的完成病害桥梁的加固修复工作，消除了原桥梁存在的安全隐患。
3· 施工流程及操作要点
3． 1 施工流程
施工临时支撑墩基础→架设临时支撑墩→原桥箱梁顶升→拆除原有支座→破除原桥墩→框架横梁施工→垫石施工→安装新支座→落梁( 图1) 。
3． 2 操作要点
3． 2． 1 搭设施工平台
对施工区域进行支架加密，选择合理的施工平台搭设位置，且满足施工人员的可操作性、安全性。施工平台采用5cm 直径钢管进行支撑，在施工人员操作位置铺设3 cm 厚木板，并用铁丝进行锚固; 平台四周设置1．2 m 高的护栏，同时在平台四周设置脚踢板以确保安全。
3． 2． 2 加密承重支架
临时墩设置釆用在墩柱附近用4 根Φ1 000×10 mm 的无缝钢管( 图2、图3) ，且用槽钢横向两两焊接，将其连成整体。临时墩布置应避开新建墩柱并保证不影响新建工程的施工。临时墩采用钢管桩基础( 用打桩机完成) ，其基础承载力应通过验算满足设计要求。
临时墩安装应保证其垂直度满足规范要求，且两两横向独立支撑间用槽钢连接，以保证临时支撑的刚度及稳定性。因考虑到要进行框架墩及横梁施工，所以临时墩中心应能够与箱梁腹板中心在一条垂直线上，其加劲撑应避开原桥墩和框架墩及横梁。
3． 2． 3 设置分配梁、千斤顶
承重无缝钢管安装完毕后，在上部钢板上放置板式橡胶支座，并在橡胶支座上设置I 22b ～ I 60a 不等高工字钢分配梁，保证分配梁支撑位置与千斤顶中心线位置在同一直线上。
在分配梁设置完毕后便可设置千斤顶，根据桥梁的上部荷载及安全角度考虑，经验算在各个钢管墩柱上分部设置100 ～ 200 t 千斤顶。并在千斤顶顶部设置1 cm 厚加宽钢板，钢板尺寸大于千斤顶顶面尺寸。必要时可适当增加钢板的厚度，但最终钢板厚度不超过7 cm。
3． 2． 4 同步系统布置
3． 2． 4． 1 同步顶升系统的调试安装
顶升采用DＲ－LON－5000－DQP 自动同步顶升系统，同步顶升系统采用位移和顶升压力的双控作为顶升控制依据，外部数据采集以位移电子传感器作为位移采集，压力传感器作为压力采集。系统采用自主研发的软件作为采集数据的综合后处理，系统合成了微位移误差控制、微油路压力控制、自动开关油泵控制、断电自锁控制、屏显数据控制等自动化控制系统。
3． 2． 4． 2 监测设备的安装
监测设备为同步顶升系统的配套设备，主要为位移传感器、压力传感器、百分表。位移传感器的安装位置须在千斤顶附近，以最近距离控制可真实反映顶升过程中的位移情况。压力传感器应配套安装，真实反映千斤顶所承受的压力数值。同时在梁底板安装百分表作为辅助位移控制和纠正控制。
3． 2． 5 预顶升
预顶升( 以梁体顶起5 mm 为准) 主要为消除全套顶升系统可能出现的问题，如气压、油路油泵压力不够等，同时消除顶升过程中可能出现的非弹性变形。预顶升以千斤顶顶至设计荷载为控制荷载，并应持荷5 min 以上卸载。卸载后检查千斤顶上下钢板有无变形现象，必要时可调整钢板的厚度以满足顶升要求。检查千斤顶放置位置下的结构物有无区别于顶升前的现象，如存在应认真查出原因后方可正式顶升。
3． 2． 6 正式顶升
正式顶升时应严格进行顶升压力及顶升位移的同步控制，各千斤顶的位移差不能超过2 mm，在顶升过程中注意系统各部位的检查，一次顶升到位。顶升高度应以能拆除支座为宜，且总顶升高度控制在8 mm 内。如达到8 mm 仍不能拆除支座时，则需重新制定顶升方案。正式顶升完成后对临时支撑系统观测3 d 后方可拆除原有立柱及支座。
3． 2． 7 千斤顶临时支撑
因千斤顶不能长时间持荷，在顶升至设计位置后，便可设置临时支撑，临时支撑采用I 22b 工字钢加工而成，工字钢上下表面均采用钢板焊接。临时支撑的设置紧邻千斤顶位置，并可适当加密。
3． 2． 8 横梁施工
横梁施工采用满堂支架进行施工，模板采用高密度压缩板。满堂支架搭设之前先进行地基处理，如地基表面有松散土层，用压路机进行碾压后铺筑10 cm 厚C20 混疑土垫层。满堂支架纵向每4． 5 m 设置一道剪刀撑，横向每4． 2 m 设置一道剪刀撑，支架横杆60 cm，立杆120 cm，满堂支架搭设完成后铺设底板，并按照梁重的120%进行预压。
3． 2． 9 垫石施工
垫石顶面距原箱梁底面空间较小，采用人工铁锹灌入混凝土。在垫石模板外侧挂附着式振动器进行振捣，振动器位置在距垫石底部30 cm 和75 cm 处。垫石顶面混凝土用插入式振动棒斜向振捣。
3． 2． 10 支座安装
使用可调节高度为0 ～ 100 cm 的升降车安装支座，先将支座拖运上升降车，再将小车升高到图4 所示高度，待混凝土强度达到要求后，可进行新支座的安装; 在安装过程中因受施工空间的限制，在浇筑混凝土前应严格控制螺栓位置放线并进行复核后预留。落梁后检查支座是否均匀变形，有无支座脱空现象。
3． 2． 11 落梁
由于横梁产生的下挠理论计算与实际会产生一定的偏差，采用预落梁以验证横梁下挠的具体数据，根据实测数据调整支座钢板厚度，以保证落梁后桥线达到预定高程。在横梁预应力张拉完成后进行落梁，落梁程序与顶升程序相反，落至支座承载以前应注意各墩减速是否一致，位移变化是否一致，相差过大时应找出原因处理后重新落梁。
在横梁上支座附近安放两个300 t 千斤顶，千斤顶上方垫设30 cm×30 cm×2 cm 钢板，将原箱梁落至千斤顶上，根据落梁后原桥高程变动情况，结合设计活载变形计算数据，计算新支座总体厚度，以保证原桥下落后达到预定高程。原桥的高程采用相对高程检测，在顶升之前、顶升中、下落过程中，采用位移传感器记录原桥高程变化情况。考虑到新建改造桥基桩下沉、横梁徐变等因素影响，落梁后原桥箱梁高度比改造前高出3 ～ 4 mm。
4 ·监控
4． 1 监控内容和方法
( 1) 顶升力监控。实时监测每个千斤顶的实际顶升力。当千斤顶的实际顶升力与理论相差10%时，需停止顶升检查分析原因，待问题解决后方可继续顶升。
( 2) 变形监控。在更换支座的墩位处，箱梁下缘设两个百分表挠度观测点，用于进行起顶过程及起顶量的最终控制。改造的各墩支承一次顶升到位，且总体顶升量控制在5mm 内。顶升过程中，对各个百分表数据进行实时监控，各千斤顶间的顶升位移差不超过2 mm。
( 3) 高程监控。在顶升支座墩和相邻墩处设置高程测点，利用精密水准仪对各点进行高程测量，要求各墩顶间的竖向位移差不大于5 mm，否则停止顶升。在横梁施工期间，对各高程点进行定期观测，若出现沉降及时调整。
( 4) 应力监控。根据对桥梁进行有限元程序结构计算后的结果，在梁体顶升过程中，顶升墩处主梁截面上缘将产生较大拉应力，在顶升墩截面处箱梁顶板布置两个应力观测点进行应力观测。
4． 2 支座更换、安装的监控
( 1) 顶梁前准备阶段。检查起顶位置，是否控制在设计图规定的位置处; 过桥电缆是否影响顶梁作业; 在更换支座墩墩顶和相邻墩墩顶各设置二个基准点，在桥台处设置两个基准点，以确定箱梁的初始位置，控制箱梁的顶起位移量及落梁时是否恢复到起顶前位置; 梁底是否已标明支座中心线位置; 检查箱梁上布置的应变测点及位移测点。
( 2) 顶梁阶段。检查、记录所有位移计的初始读数; 起顶后在每级加载稳定后检查记录百分表读数( 控制每级加载的起顶位移量) ; 观察应变测点的应变情况( 确保每级加载后结构的安全) ; 停止顶梁后，检查千斤顶保险箍是否上紧; 顶梁后及时进行高程测量，计算出顶起总位移量，并与百分表读数计算出来的顶起总位移量进行比较。
( 3) 旧支座拆除和横梁施工阶段。为了确保安全，施工中原有墩暂不拆除，做好相关准备工作，完成新横梁施工( 此时需要拆除原有墩) ，其中间施工期间较长，待养护张拉完成，尽可能快地完成体系转换落梁。在横梁施工期间，对各高程点进行定期观测，若出现沉降及时调整。
( 4) 落梁阶段。检查千斤顶保险箍是否松开; 在每一级回落千斤顶时进行应力和位移量观测; 检查箱梁是否回落到起顶前的位置。
在偏心荷载以及横向地震波的作用下，独柱墩桥梁整体失稳、倾覆的风险性很高，很多地区开始对独柱墩进行加固改造。一般在独柱墩上只设置一个支座，这只能限制竖向挠曲，不能限制扭转变形。所以对独柱墩的改造不仅局限于增加竖向支撑，而应对其整体进行改造。
较为可靠的方案是: 将原有的独柱墩拆除，更换为可靠的矩形( 或双柱) 墩等类型。施工设计最重要的就是拆除墩柱过程中，保证原有梁体支撑的受力安全以及新墩柱与梁体的连接。其核心技术是: 安全可控的更换墩柱。
1 ·设计特点
现浇连续箱梁桥墩改造施工实现了安全顶升桥梁并更换墩柱，该施工设计新颖创新、工艺成熟、标准化施工，对公路桥梁改造墩柱施工的工期、质量、安全起到了保证作用。其特点为:
( 1) 通过引进国内外先进的设计及施工技术，解决了独柱墩改造过程中桥梁的安全性问题;
( 2) 结合我国公路桥梁通车的情况，可在不中断交通的情况下进行桥墩改造施工作业;
( 3) 解决了墩柱更换改造后，原连续箱梁落位并与新墩柱连接的问题;
( 4) 为今后桥梁维修加固改造提供新的思路，对桥梁加固改造的安全性提出新的要求。
2· 工艺原理
采用临时墩支撑原有桥梁上部结构，使上部结构梁体受力由原有桥墩转换于临时墩上，梁体与下部构造相脱离，然后拆除原有桥墩，完成新的桥墩框架结构后，重新安放支座，将桥梁上部结构落放于上，完成新建结构与原有桥墩的等效受力替换。这样就能实现在不损毁桥梁上部构造的同时对病害桥墩的安全替换，有效安全的完成病害桥梁的加固修复工作，消除了原桥梁存在的安全隐患。
3· 施工流程及操作要点
3． 1 施工流程
施工临时支撑墩基础→架设临时支撑墩→原桥箱梁顶升→拆除原有支座→破除原桥墩→框架横梁施工→垫石施工→安装新支座→落梁( 图1) 。
3． 2 操作要点
3． 2． 1 搭设施工平台
对施工区域进行支架加密，选择合理的施工平台搭设位置，且满足施工人员的可操作性、安全性。施工平台采用5cm 直径钢管进行支撑，在施工人员操作位置铺设3 cm 厚木板，并用铁丝进行锚固; 平台四周设置1．2 m 高的护栏，同时在平台四周设置脚踢板以确保安全。
3． 2． 2 加密承重支架
临时墩设置釆用在墩柱附近用4 根Φ1 000×10 mm 的无缝钢管( 图2、图3) ，且用槽钢横向两两焊接，将其连成整体。临时墩布置应避开新建墩柱并保证不影响新建工程的施工。临时墩采用钢管桩基础( 用打桩机完成) ，其基础承载力应通过验算满足设计要求。
临时墩安装应保证其垂直度满足规范要求，且两两横向独立支撑间用槽钢连接，以保证临时支撑的刚度及稳定性。因考虑到要进行框架墩及横梁施工，所以临时墩中心应能够与箱梁腹板中心在一条垂直线上，其加劲撑应避开原桥墩和框架墩及横梁。
3． 2． 3 设置分配梁、千斤顶
承重无缝钢管安装完毕后，在上部钢板上放置板式橡胶支座，并在橡胶支座上设置I 22b ～ I 60a 不等高工字钢分配梁，保证分配梁支撑位置与千斤顶中心线位置在同一直线上。
在分配梁设置完毕后便可设置千斤顶，根据桥梁的上部荷载及安全角度考虑，经验算在各个钢管墩柱上分部设置100 ～ 200 t 千斤顶。并在千斤顶顶部设置1 cm 厚加宽钢板，钢板尺寸大于千斤顶顶面尺寸。必要时可适当增加钢板的厚度，但最终钢板厚度不超过7 cm。
3． 2． 4 同步系统布置
3． 2． 4． 1 同步顶升系统的调试安装
顶升采用DＲ－LON－5000－DQP 自动同步顶升系统，同步顶升系统采用位移和顶升压力的双控作为顶升控制依据，外部数据采集以位移电子传感器作为位移采集，压力传感器作为压力采集。系统采用自主研发的软件作为采集数据的综合后处理，系统合成了微位移误差控制、微油路压力控制、自动开关油泵控制、断电自锁控制、屏显数据控制等自动化控制系统。
3． 2． 4． 2 监测设备的安装
监测设备为同步顶升系统的配套设备，主要为位移传感器、压力传感器、百分表。位移传感器的安装位置须在千斤顶附近，以最近距离控制可真实反映顶升过程中的位移情况。压力传感器应配套安装，真实反映千斤顶所承受的压力数值。同时在梁底板安装百分表作为辅助位移控制和纠正控制。
3． 2． 5 预顶升
预顶升( 以梁体顶起5 mm 为准) 主要为消除全套顶升系统可能出现的问题，如气压、油路油泵压力不够等，同时消除顶升过程中可能出现的非弹性变形。预顶升以千斤顶顶至设计荷载为控制荷载，并应持荷5 min 以上卸载。卸载后检查千斤顶上下钢板有无变形现象，必要时可调整钢板的厚度以满足顶升要求。检查千斤顶放置位置下的结构物有无区别于顶升前的现象，如存在应认真查出原因后方可正式顶升。
3． 2． 6 正式顶升
正式顶升时应严格进行顶升压力及顶升位移的同步控制，各千斤顶的位移差不能超过2 mm，在顶升过程中注意系统各部位的检查，一次顶升到位。顶升高度应以能拆除支座为宜，且总顶升高度控制在8 mm 内。如达到8 mm 仍不能拆除支座时，则需重新制定顶升方案。正式顶升完成后对临时支撑系统观测3 d 后方可拆除原有立柱及支座。
3． 2． 7 千斤顶临时支撑
因千斤顶不能长时间持荷，在顶升至设计位置后，便可设置临时支撑，临时支撑采用I 22b 工字钢加工而成，工字钢上下表面均采用钢板焊接。临时支撑的设置紧邻千斤顶位置，并可适当加密。
3． 2． 8 横梁施工
横梁施工采用满堂支架进行施工，模板采用高密度压缩板。满堂支架搭设之前先进行地基处理，如地基表面有松散土层，用压路机进行碾压后铺筑10 cm 厚C20 混疑土垫层。满堂支架纵向每4． 5 m 设置一道剪刀撑，横向每4． 2 m 设置一道剪刀撑，支架横杆60 cm，立杆120 cm，满堂支架搭设完成后铺设底板，并按照梁重的120%进行预压。
3． 2． 9 垫石施工
垫石顶面距原箱梁底面空间较小，采用人工铁锹灌入混凝土。在垫石模板外侧挂附着式振动器进行振捣，振动器位置在距垫石底部30 cm 和75 cm 处。垫石顶面混凝土用插入式振动棒斜向振捣。
3． 2． 10 支座安装
使用可调节高度为0 ～ 100 cm 的升降车安装支座，先将支座拖运上升降车，再将小车升高到图4 所示高度，待混凝土强度达到要求后，可进行新支座的安装; 在安装过程中因受施工空间的限制，在浇筑混凝土前应严格控制螺栓位置放线并进行复核后预留。落梁后检查支座是否均匀变形，有无支座脱空现象。
3． 2． 11 落梁
由于横梁产生的下挠理论计算与实际会产生一定的偏差，采用预落梁以验证横梁下挠的具体数据，根据实测数据调整支座钢板厚度，以保证落梁后桥线达到预定高程。在横梁预应力张拉完成后进行落梁，落梁程序与顶升程序相反，落至支座承载以前应注意各墩减速是否一致，位移变化是否一致，相差过大时应找出原因处理后重新落梁。
在横梁上支座附近安放两个300 t 千斤顶，千斤顶上方垫设30 cm×30 cm×2 cm 钢板，将原箱梁落至千斤顶上，根据落梁后原桥高程变动情况，结合设计活载变形计算数据，计算新支座总体厚度，以保证原桥下落后达到预定高程。原桥的高程采用相对高程检测，在顶升之前、顶升中、下落过程中，采用位移传感器记录原桥高程变化情况。考虑到新建改造桥基桩下沉、横梁徐变等因素影响，落梁后原桥箱梁高度比改造前高出3 ～ 4 mm。
4 ·监控
4． 1 监控内容和方法
( 1) 顶升力监控。实时监测每个千斤顶的实际顶升力。当千斤顶的实际顶升力与理论相差10%时，需停止顶升检查分析原因，待问题解决后方可继续顶升。
( 2) 变形监控。在更换支座的墩位处，箱梁下缘设两个百分表挠度观测点，用于进行起顶过程及起顶量的最终控制。改造的各墩支承一次顶升到位，且总体顶升量控制在5mm 内。顶升过程中，对各个百分表数据进行实时监控，各千斤顶间的顶升位移差不超过2 mm。
( 3) 高程监控。在顶升支座墩和相邻墩处设置高程测点，利用精密水准仪对各点进行高程测量，要求各墩顶间的竖向位移差不大于5 mm，否则停止顶升。在横梁施工期间，对各高程点进行定期观测，若出现沉降及时调整。
( 4) 应力监控。根据对桥梁进行有限元程序结构计算后的结果，在梁体顶升过程中，顶升墩处主梁截面上缘将产生较大拉应力，在顶升墩截面处箱梁顶板布置两个应力观测点进行应力观测。
4． 2 支座更换、安装的监控
( 1) 顶梁前准备阶段。检查起顶位置，是否控制在设计图规定的位置处; 过桥电缆是否影响顶梁作业; 在更换支座墩墩顶和相邻墩墩顶各设置二个基准点，在桥台处设置两个基准点，以确定箱梁的初始位置，控制箱梁的顶起位移量及落梁时是否恢复到起顶前位置; 梁底是否已标明支座中心线位置; 检查箱梁上布置的应变测点及位移测点。
( 2) 顶梁阶段。检查、记录所有位移计的初始读数; 起顶后在每级加载稳定后检查记录百分表读数( 控制每级加载的起顶位移量) ; 观察应变测点的应变情况( 确保每级加载后结构的安全) ; 停止顶梁后，检查千斤顶保险箍是否上紧; 顶梁后及时进行高程测量，计算出顶起总位移量，并与百分表读数计算出来的顶起总位移量进行比较。
( 3) 旧支座拆除和横梁施工阶段。为了确保安全，施工中原有墩暂不拆除，做好相关准备工作，完成新横梁施工( 此时需要拆除原有墩) ，其中间施工期间较长，待养护张拉完成，尽可能快地完成体系转换落梁。在横梁施工期间，对各高程点进行定期观测，若出现沉降及时调整。
( 4) 落梁阶段。检查千斤顶保险箍是否松开; 在每一级回落千斤顶时进行应力和位移量观测; 检查箱梁是否回落到起顶前的位置。