橋梁頂升工藝及施工控制
2015-04-10
1、工程概況
馮家莊主線跨線橋，上部結(jié)構(gòu)為15+18+18+15米鋼筋砼現(xiàn)澆連續(xù)板，下部結(jié)構(gòu)：橋臺(tái)為柱式臺(tái)、樁基礎(chǔ)，橋墩為薄壁墩、承臺(tái)、樁基礎(chǔ)。橋梁全長(zhǎng)69.78米，橋面單幅總寬度為10.3米。根據(jù)改造設(shè)計(jì)要求，對(duì)該橋支座進(jìn)行更換，需對(duì)該橋上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行同步頂升約1.5-2cm，上部結(jié)構(gòu)估算重量為1750噸。
2、千斤頂選用、布置及受力計(jì)算
本橋通過(guò)利用原橋臺(tái)及原橋薄壁立柱作為頂升的反力基礎(chǔ)，將橋梁整體抬高，頂升控制系統(tǒng)采用分級(jí)分步液壓同步頂升。
?。?）千斤頂選用。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，0號(hào)臺(tái)和4號(hào)臺(tái)梁底與橋臺(tái)頂部的間距普遍在4.5-5.5cm，1號(hào)墩、2號(hào)墩、3號(hào)墩間距為9.5-13.4cm，所以千斤頂?shù)暮穸燃纫獫M足間距要求，又要滿足頂升的行程要求。經(jīng)與專業(yè)千斤頂生產(chǎn)廠家現(xiàn)場(chǎng)查看研究，根據(jù)本工程量身定做了100噸和150噸兩種薄型板式千斤頂，其規(guī)格如下：100噸千斤頂12個(gè)，高50mm，直徑198mm,行程12mm，用于兩側(cè)橋臺(tái)處。150噸千斤頂24個(gè)，高95mm，大小198*245mm,行程20mm，用于薄壁立柱上。所有千斤頂均配有液壓鎖，以防止系統(tǒng)及管路失壓，保證負(fù)載的有效支撐。
（2）千斤頂布置。經(jīng)計(jì)算，全橋共重1750噸，中間橋臺(tái)的支座反力最大，為557.9噸，兩側(cè)橋臺(tái)支座反力最小，約為232.4噸，從南向北計(jì)劃布置千斤頂數(shù)量為：0號(hào)臺(tái)：6臺(tái)*100噸；1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)墩：各8臺(tái)*150噸；4號(hào)臺(tái)：6臺(tái)*100噸。
千斤頂布置如圖：
整個(gè)薄壁墩頂面范圍內(nèi)梁底經(jīng)大致磨平后，涂抹高強(qiáng)度環(huán)氧標(biāo)準(zhǔn)砂漿，然后鋪設(shè)鋼墊板，使鋼墊板與梁底緊密結(jié)合。薄壁墩頂面千斤頂放置范圍內(nèi)，經(jīng)大致找平后，涂抹高強(qiáng)度環(huán)氧標(biāo)準(zhǔn)砂漿，然后鋪設(shè)鋼墊板，使鋼墊板與薄壁墩頂緊密結(jié)合。
千斤頂?shù)姆胖?，根?jù)驗(yàn)算，千斤頂?shù)撞窟吘壘鄻蚺_(tái)蓋梁及薄壁墩的邊緣不得少于10公分。千斤頂?shù)撞繃?yán)格按照驗(yàn)算要求鋪設(shè)鋼墊板，鋼墊板厚度不小于1公分且邊角采用鈍角形式，角度保持100度至120度間。
?。?）千斤頂受力分析。通過(guò)查閱原橋的竣工圖紙和現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)，最重一處斷面的支座反力為R3=557900kg。安裝在該孔處的千斤頂為8個(gè)，每個(gè)千斤頂?shù)挠行С休d力為150000kg，橋梁一孔千斤頂有效承載力之和R支=150000×8=1200000kg。安全系數(shù)RS=R支/R荷=1200000/557900=2.15，千斤頂設(shè)置方案完全滿足承載要求。
（4）薄壁墩受力及梁板受力分析驗(yàn)算。經(jīng)受力分析驗(yàn)算，滿足頂升基礎(chǔ)承載要求。
?。?）支撐體系。利用原橋臺(tái)或薄壁柱上表面做千斤頂?shù)闹蚊?，作為其主要支撐承力體系。
?。?）壓強(qiáng)計(jì)算。為防止千斤頂頂部和支座處壓力過(guò)大，在立柱上表面和梁底墊600*800*10的鋼板，其最不利位置的壓強(qiáng)為：
P=5579000/4/600×400=5.811Mpa≤30Mpa(最小承壓)
?。?）頂升行程監(jiān)測(cè)。采用百分尺或鋼尺，在橋臺(tái)或薄壁柱上標(biāo)記水平線，作為測(cè)量梁體上升的基準(zhǔn)線。在每個(gè)千斤頂?shù)撞颗c橋臺(tái)蓋梁結(jié)合處，點(diǎn)點(diǎn)畫圈作為測(cè)量原始標(biāo)記，千斤頂上方與梁體間墊鋼板，在正式頂升前使每個(gè)千斤頂均與梁體底下墊鋼板緊密結(jié)合，此時(shí)測(cè)量記錄每個(gè)千斤頂上部鋼板與原始標(biāo)記的垂直距離作為基準(zhǔn)距離，頂升過(guò)程中再次測(cè)量該垂直距離，使每個(gè)千斤頂?shù)纳仙叨纫恢隆Ｊ┕ぶ胁荒軐⑶Ы镯斏斐龅拈L(zhǎng)度作為控制依據(jù)。
（8）臨時(shí)支撐。采用φ150鋼柱作為專用鋼墊塊作為頂升過(guò)程的臨時(shí)支撐，鋼墊塊長(zhǎng)度與千斤頂?shù)男谐毯透叨认噙m應(yīng)。
3、施工準(zhǔn)備
（1）人員安排。為保證頂升的順利進(jìn)行，施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置專門指揮領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)。設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)總指揮1人，副總指揮1人，下設(shè)梁體監(jiān)測(cè)組、液壓控制組和操作觀測(cè)組。其中梁體監(jiān)測(cè)組4人，液壓控制組3人，操作觀測(cè)組15人（每斷面支座處3人）。
（2）設(shè)備材料安排。所用的設(shè)備材料數(shù)量必須滿足4孔一聯(lián)的頂升要求。
?。?）工作平臺(tái)。靠近橋臺(tái)或圍繞立柱用鋼管搭設(shè)支架，作為工作平臺(tái)。
?。?）千斤頂?shù)臋z查調(diào)試及安裝。千斤頂進(jìn)場(chǎng)后進(jìn)行標(biāo)定，安裝前檢查千斤頂及其密封情況，保證千斤頂密封良好，油液品種及油量符合要求。檢查完成后，人工安裝千斤頂就位，頂上下墊鋼板，并通過(guò)不同厚度的鋼板的塞入保證千斤頂與墊板間密貼。
（5）封鎖橋面道路交通。
由于該橋采取的的是全橋整體頂升方案，故在施工的過(guò)程當(dāng)中需進(jìn)行橋面道路封閉。
4、橋梁頂升
（1）頂升系統(tǒng)安裝、調(diào)試。本橋頂升設(shè)備采用5臺(tái)液壓泵站、36臺(tái)液壓千斤頂；液壓泵站放置在橋面上，安裝完成后，進(jìn)行頂升系統(tǒng)的調(diào)試。
所有準(zhǔn)備工作齊備后，千斤頂同時(shí)開(kāi)動(dòng)，進(jìn)行試頂，按頂升行程進(jìn)行頂升控制，試頂高度2mm，并持載5min以上后卸載。卸載后應(yīng)認(rèn)真檢查系統(tǒng)的各自控制系統(tǒng)及表觀現(xiàn)象；同時(shí)還應(yīng)認(rèn)真檢查千斤頂上下鋼板有無(wú)變形現(xiàn)象，必要時(shí)可調(diào)整鋼板的厚度以滿足頂升要求；認(rèn)真檢查千斤頂放置位置下的結(jié)構(gòu)物有無(wú)區(qū)別于頂升前的現(xiàn)象，嚴(yán)禁情況未明時(shí)繼續(xù)進(jìn)行頂升。試頂升結(jié)束后，提供橋梁整體姿態(tài)、結(jié)構(gòu)位移等情況，為正式頂升提供依據(jù)。
（2）頂升準(zhǔn)備。頂升前完成以下準(zhǔn)備工作:①頂升系統(tǒng)可靠性檢驗(yàn)、頂升系統(tǒng)測(cè)試已完成，無(wú)異?，F(xiàn)象；②已確定觀測(cè)點(diǎn)；③橋梁伸縮縫周邊不存在連接現(xiàn)象；④所有參與頂升施工的人員均已進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，人員分工嚴(yán)密；⑤交驗(yàn)點(diǎn)已確定（在每個(gè)橋墩處的橋面上取5個(gè)斷面，每斷面設(shè)3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，兩點(diǎn)在橋面兩側(cè)，一點(diǎn)在中線上，分別用于監(jiān)測(cè)頂升過(guò)程中橋梁的標(biāo)高及中線位置變化，并作為頂升結(jié)束后的交驗(yàn)點(diǎn)）；⑥限位裝置已設(shè)置（橋梁橫向依靠抗震防滑塊限位，縱向用鋼契塊在伸縮縫處做限位裝置）。
