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)：橋臺為柱式臺、樁基礎(chǔ)，橋墩為薄壁墩、承臺、樁基礎(chǔ)。橋梁全長69.78米，橋面單幅總寬度為10.3米。根據(jù)改造設(shè)計要求，對該橋支座進行更換，需對該橋上部結(jié)構(gòu)進行同步頂升約1.5-2cm，上部結(jié)構(gòu)估算重量為1750噸。
2、千斤頂選用、布置及受力計算
本橋通過利用原橋臺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)采用分級分步液壓同步頂升。
?。?）千斤頂選用。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，0號臺和4號臺梁底與橋臺頂部的間距普遍在4.5-5.5cm，1號墩、2號墩、3號墩間距為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，高50mm，直徑198mm,行程12mm，用于兩側(cè)橋臺處。150噸千斤頂24個，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，保證負載的有效支撐。
（2）千斤頂布置。經(jīng)計算，全橋共重1750噸，中間橋臺的支座反力最大，為557.9噸，兩側(cè)橋臺支座反力最小，約為232.4噸，從南向北計劃布置千斤頂數(shù)量為：0號臺：6臺*100噸；1號、2號、3號墩：各8臺*150噸；4號臺：6臺*100噸。
千斤頂布置如圖：
整個薄壁墩頂面范圍內(nèi)梁底經(jīng)大致磨平后，涂抹高強度環(huán)氧標準砂漿，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，涂抹高強度環(huán)氧標準砂漿，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)姆胖茫鶕?jù)驗算，千斤頂?shù)撞窟吘壘鄻蚺_蓋梁及薄壁墩的邊緣不得少于10公分。千斤頂?shù)撞繃栏癜凑镇炈阋箐佋O(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。通過查閱原橋的竣工圖紙和現(xiàn)場核實，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，每個千斤頂?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。
?。?）薄壁墩受力及梁板受力分析驗算。經(jīng)受力分析驗算，滿足頂升基礎(chǔ)承載要求。
?。?）支撐體系。利用原橋臺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。
（6）壓強計算。為防止千斤頂頂部和支座處壓力過大，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為：
P=5579000/4/600×400=5.811Mpa≤30Mpa(最小承壓)
?。?）頂升行程監(jiān)測。采用百分尺或鋼尺，在橋臺或薄壁柱上標記水平線，作為測量梁體上升的基準線。在每個千斤頂?shù)撞颗c橋臺蓋梁結(jié)合處，點點畫圈作為測量原始標記，千斤頂上方與梁體間墊鋼板，在正式頂升前使每個千斤頂均與梁體底下墊鋼板緊密結(jié)合，此時測量記錄每個千斤頂上部鋼板與原始標記的垂直距離作為基準距離，頂升過程中再次測量該垂直距離，使每個千斤頂?shù)纳仙叨纫恢?。施工中不能將千斤頂伸出的長度作為控制依據(jù)。
?。?）臨時支撐。采用φ150鋼柱作為專用鋼墊塊作為頂升過程的臨時支撐，鋼墊塊長度與千斤頂?shù)男谐毯透叨认噙m應(yīng)。
3、施工準備
?。?）人員安排。為保證頂升的順利進行，施工現(xiàn)場設(shè)置專門指揮領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)。設(shè)置現(xiàn)場總指揮1人，副總指揮1人，下設(shè)梁體監(jiān)測組、液壓控制組和操作觀測組。其中梁體監(jiān)測組4人，液壓控制組3人，操作觀測組15人（每斷面支座處3人）。
?。?）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。
（3）工作平臺。靠近橋臺或圍繞立柱用鋼管搭設(shè)支架，作為工作平臺。
?。?）千斤頂?shù)臋z查調(diào)試及安裝。千斤頂進場后進行標定，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，并通過不同厚度的鋼板的塞入保證千斤頂與墊板間密貼。
?。?）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，故在施工的過程當中需進行橋面道路封閉。
4、橋梁頂升
?。?）頂升系統(tǒng)安裝、調(diào)試。本橋頂升設(shè)備采用5臺液壓泵站、36臺液壓千斤頂；液壓泵站放置在橋面上，安裝完成后，進行頂升系統(tǒng)的調(diào)試。
所有準備工作齊備后，千斤頂同時開動，進行試頂，按頂升行程進行頂升控制，試頂高度2mm，并持載5min以上后卸載。卸載后應(yīng)認真檢查系統(tǒng)的各自控制系統(tǒng)及表觀現(xiàn)象；同時還應(yīng)認真檢查千斤頂上下鋼板有無變形現(xiàn)象，必要時可調(diào)整鋼板的厚度以滿足頂升要求；認真檢查千斤頂放置位置下的結(jié)構(gòu)物有無區(qū)別于頂升前的現(xiàn)象，嚴禁情況未明時繼續(xù)進行頂升。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）頂升準備。頂升前完成以下準備工作:①頂升系統(tǒng)可靠性檢驗、頂升系統(tǒng)測試已完成，無異常現(xiàn)象；②已確定觀測點；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行技術(shù)培訓(xùn)，人員分工嚴密；⑤交驗點已確定（在每個橋墩處的橋面上取5個斷面，每斷面設(shè)3個監(jiān)測點，兩點在橋面兩側(cè)，一點在中線上，分別用于監(jiān)測頂升過程中橋梁的標高及中線位置變化，并作為頂升結(jié)束后的交驗點）；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）。
