安新桥梁整体顶升方案

安新桥梁整体顶升方案内容摘要：

确定顶升高度 的 三种方式： 一、按路面绝对标高为准确定顶升高度 以老桥路面的绝对标高与设计标高的高差作为顶升高度。 图 31 以老桥面路面绝对标高确定顶升高度 H 示意图 按这种方式确定顶升高度的弊端： 1）顶升后老桥新铺设的沥青铺装层与原沥青铺装厚度相同，将原施工中的误差带到改造工程中来； 2）如果新加宽部分路面标高与 设计标高存在误差的话，同样会影响到老桥沥青路面的摊铺厚度。 二、按梁底标高为准确定顶升高度 将新老梁板底部的高差与横坡（ 2%）在新老桥测量控制点间的距离上形成的高差之和作为顶升高度。 安新高速公路改造桥梁顶升方案 19 图 32 以 新老桥板底高差为准 确定顶升高度 H 示意图 按这种方式确定顶升高度的弊端： 1）如果老桥原水泥混凝土铺装厚度较大或较小均会影响到老桥新摊铺沥青铺装层的厚度，甚至会造成大面积凿除原水泥铺装的情况； 三、 以梁底高差为准，辅以水泥混凝土铺装顶面高差修正 顶升前新加宽桥梁水泥混凝土铺装已经完成，老桥沥青铺装层已铣刨完毕，以新老桥梁底高差为准、辅以水泥混凝土铺装顶面高差修正。 高差测量控制点 1） 老桥：墩台盖梁中心线与老桥 外侧 墙式护栏内边缘线交点； 2）新桥：墩台盖梁中心线与新桥最靠近老桥外侧墙式护栏一侧的边缘线的交点。 其示意图如下所示： 安新高速公路改造桥梁顶升方案 20 a 立面图 b 立面图 图 33 顶升高度测量控制点 如果 h1h2， h1 为 准 ；如果 h1＞ h2， h2 为 准。 保证老桥顶升后沥青铺装厚度不会太小，同时又避免了老桥水泥混凝土铺装层的大面积凿除。 安新高速公路改造桥梁顶升方案 21 前两种顶升方式存在的弊端较多 ，会产生较大的误差，对后续改造工程留有隐患，采用与实际情况可以较好结合的第三种方式。 实际顶升高度 =按 上述 方法 确定的 两控制点高差 （ h1 或 h2） +桥面横坡度（ 2%） *两控制点间的距离（ L）。 混凝土垫石高度的确定 顶升改造后梁板整体性能否与顶升前相一致，主要取决于垫石的预制高度及安装精度，所以预制垫石高度的确定尤为关键。 预制混凝土垫石的高度 =顶升高度 +（盖梁顶标高 梁底标高） 新支座高度 砂浆层高度（ 支座上下钢板）。 每个墩（台）上的垫石预制为同一个高度，安装时，微小的差异通过 干拌 砂浆垫层调整。 反力基础 梁底与盖梁底的空间高度够 12cm 的利用盖梁作为反力基础，安装薄千斤顶实施顶升； 梁底与盖梁间的空间高度小于 12cm，但桥下地面做过硬化处理的话，利用桥下地面作为反力基础，垫设一定厚度的枕木等构件，安装钢支撑、千斤顶，在梁底横桥向安装分配梁实施顶升； 梁底与盖梁空隙小于 12cm，且桥下地面未做过硬化处理的话，在盖梁上与梁板对应的位置植筋安装钢牛腿，构建钢牛腿 — 千斤顶顶升体系实施顶升。 千斤顶的选用 及配置 如果 梁底 与盖梁间的空间高度够 12cm，选用 高的双作用超薄 千斤顶 ，单孔桥每侧布置 13 台千斤顶，单个千斤顶最大顶升力 200 吨，单孔桥配置的千斤顶最大可提供 4800 吨的顶升力，远大于单孔梁板的重量，满足顶升要求。 千斤顶的布置 如下图所示。 安新高速公路改造桥梁顶升方案 22 图 34 双作用超薄千斤顶布置图 图 35 该种超薄千斤顶在类似顶升工程中的应用 该 千斤顶均配有液压锁，可防止任何形式的系统及管路失压，从而保证负载的有效支撑。 此种千斤顶另一大比较适合在该工程中应用的特点是：顶身顶部均配有螺旋装置，顶升到位后，拧紧螺帽，可以实现长期负荷，便于支座更换及后序工作。 安新高速公路改造桥梁顶升方案 23 图 36 超薄顶螺旋装 置示意图片 如果梁板与盖梁间空间高度较小，不能安装双作用超薄千斤顶，而利用桥下地面或钢牛腿作为顶升反力基础，则选用行程较大的 200 吨千斤顶，该千斤顶最大行程 140cm，可以大大提高顶升速度。 图 37 200 吨、行程 140mm 千斤顶应用图片 如果利用桥下地面做顶升反力基础，单孔每侧沿横桥向均匀布置 5 台千斤顶，利用分配梁实施顶升，这样更容易实现顶升同步性。 安新高速公路改造桥梁顶升方案 24 图 38 利用桥下 地面做反力基础的千斤顶安装示意图 如果安装钢牛腿作为顶升反力基础，则千斤顶的布置形式与数量跟超薄千斤顶的布置相同，布置图如下图所示。 安新高速公路改造桥梁顶升方案 25 图 39 利用钢牛腿做反力基础的千斤顶安装示意图 该 千斤顶均配有液压锁，可防止任何形式的系统及管路失压，从而保证负载的有效支撑。 上述该工程中选用的两种千斤顶均多次在支座更换、桥梁顶升中应用， 千斤顶本身的质量得到了很好的验证，作业性能也得到了很好的发挥。 千斤顶分组 为了更好的监控所有顶升千斤顶、更好的实现所有千斤顶的顶升同步性，顶升前将所安装的所有千斤顶分 组。 每孔桥单侧的所有千斤顶（ 12 个或是 5 个）分为一组。 图 310 千斤顶分组示意图（以两孔桥为例） 每个桥台或桥墩处配置一台变频式泵站。 安新高速公路改造桥梁顶升方案 26 每组千斤顶设 两个监控点，每个监控点配置一台拉线式传感器 ，顶升过程中实时 检测并控制顶升高度及顶升速度。 拉线式传感器的 安装如图 211 所示。 图 311 拉线式传感器安装 图片 顶升行程监测 采用精度为 拉线式传感器。 整体顶升 采用整体同步顶升实施顶升，各顶升点同步到位。 采用超薄千斤顶顶升时，超薄顶最大行程 3cm，需要多个循环顶升。 顶升时准备与顶升高度、行程相对应的临时垫块。 垫石的更换 顶升到位后，顶升结构的荷载全部转换至千斤顶上，将原垫石取出，将垫石下水泥砂浆凿除干净，打磨平整， 铺设一定厚度（ 35mm）的干拌水泥砂浆，安装新预制钢管混凝土垫石、新支座，将荷载转换至支座上。 浇注盖梁顶 混凝土 新垫石安装完成后，在盖梁顶浇注一定厚度的混凝土，其厚度根据垫石高度而定： 垫石高度小于等于 30cm 时，现浇 8cm 厚混凝土 ； 垫石高度大于 30cm 时，现浇 15cm 厚混凝土。 安新高速公路改造桥梁顶升方案 27 混凝土均采用 C40 细石混凝土。 抗震挡块的 恢 复 从现场情况看，部分抗震挡块有破损的情况，顶升后对其进行修复。 首先将原破碎抗震挡块凿除，将原钢筋凿除，在相应的位置植入与原配筋相同数量、直径的钢筋，植筋深度视钢筋直径、所选用的植筋胶而定。 待植筋强度达到要求，立、浇注 C40 细石混凝土。 施工进度 整个改造工程对工期的要求较为紧迫，顶升工程的施工的进度安排较为关键，为了保证顶升工程的施工进度，实行流水作业，最少保持四座桥梁同时施工。 具体有如下措施。 人员组织 施工高峰期计划安排劳力 70 人，其中电焊工 4 人，架子工 12 人，顶升操作工 40 人，泵站操作组 2 人，其它工种 12 人，必要时各作业班组进行调配 交通组织 桥梁顶升期间，原老路面双幅公路全部封闭，改为新加宽部分通车。 用电计划 一座桥整体 高峰期计划用电 50kw，自备发电机发电，为确保工程顺利进行，现场配备四台 50kw 发电机，其中一台为备用。 施工组织机构设置 安新高速公路改造桥梁顶升方案 28 图 312 施工组织结构图 工期保证措施 为确保工期，施工中拟采取如下措施： 整个 工程 流水式 施工，合理安排工期，改善工序衔接关系，保证总工期。 认真做好生产作业计划，及时调整机械及人员的力量，加强动态管理，把施工任务落实到班组。 根据工程特点，合理地组织工程必须的施工人员及施工机械，满足工程施工需要，并做好人力、材料、设备、机械的后勤保证工作。 每天检查工程进展情况，并对照计划及调整，做到落实。 为了保证进度，节假日合理安排，使工作有连续性。 主要工程设备 表 31 顶升作业设备表 高级顾问组 项 目 经 理 副 经 理 总 工 程 师 技 术 负 责 施 工 负 责 机 械 动 力 工 程 材 料 顶 推 班 机械班 混凝土班 切割班 液压班 测量班 杂工班 安新高速公路改造桥梁顶升方案 29 序号 设备名称 型号规格 单位 数量 1 PLC 控制系统操作台 Enerpac 套 2 2 变频式 液压泵站 SDTSPID 16 套 10 3 200 吨千斤顶 行程 140mm 台 120 4 100 吨千斤顶 行程 30mm 台 100 5 发电机 50kw 台 4 6 拉线式传感器 SPRS5 套 22 7 电锤 HILTI 套 12 8 植筋工具 套 8 9 钢筋探测仪 台 4 10 百分表 机械式 12 11 水准仪 S2 1 12 水平仪 DSZ3 1 安新高速公路改造桥梁顶升方案 30 第四章 主要工序 施工 千斤顶的安装 梁底与盖梁间安装千斤顶 安装此千斤顶前，将安装千斤顶的范围内的混凝土面打磨平整。 千斤顶活塞与梁底间垫设一块 10mm的钢板，防止由于应力集中造成梁底混凝土损伤。 构建钢支撑 — 千斤顶 — 分配梁顶升力系 钢支撑基础采用枕木、混凝土块等构件，临时基础要有足够的刚度，以保证顶升过程中不会发生突然的下陷。 安装钢支撑时要严格控制其垂直度不超过 2%，防止在顶升时出现失稳的情况。 安装钢牛腿 首先用模板确定安装钢牛腿的位置确定，以保证牛腿承压面与梁底间的高度足够安装顶升千斤 顶（ 40cm）。 据老桥病害检测报告，部分盖梁沿横桥向在正负弯矩较大的部位存在不同长度的竖向裂缝，确定植入化学锚栓打孔的位置时，尽量避开这些竖向裂缝，以免出现承载力大幅折损的情况，给顶升留下安全隐患。 图 41 部分盖梁存在竖向裂缝位置示意图 植筋采用‘倍而固’化学锚栓，每个牛腿至少 8 根 M20 化学锚栓，植入深度不小于 20cm。 安新高速公路改造桥梁顶升方案 31 清理伸缩缝 千斤顶安装完成以后，顶升前仔细检查顶升段两端伸缩缝内是否有妨碍顶升的杂物，尤其是混凝土，以免顶升时对梁体造成破坏。 如果伸缩缝里有混凝土，顶升前必须予以凿除 ，此项工作由伸缩缝施工队负责。 横桥向限位装置的安装 由于该顶升工程顶升高度较小，不会超出盖梁两侧抗震挡块的高度范围，所以利用抗震挡块 做横桥向限位装置：顶升前在两侧梁板与抗震挡块间的空隙内塞入一定厚度的钢板，留有 3mm的空隙。 如下图所示： 图 42 利用抗震挡块设置横向限位装置示意图 背墙加高及抗震挡块加高 考虑到工期的问题，顶升施工前对背墙进行加高，抗震挡块的加高安排在顶升以后。 背墙及抗震挡块加高工序如下图所示： 安新高速公路改造桥梁顶升方案 32 图 43 背墙与抗震挡块加高工序 控制系统 在采用传统 的顶升工艺时，往往由于荷载的差异和设备的局限，无法根本消除油缸不同步对顶升构件造成的附加应力从而引起构件失效，具有极大的安全隐患。 我公司采用的 PLC 液压同步顶升技术，从根本上解决了这一长期困扰移位工程界的技术难题，填补了我国在该领域的一项空白，且已达到国际先进水平。 PLC 控制液压同步顶升是一种力和位移综合控制的顶升方法，这种力和位移综合控制方法，建立在力和位移双闭环的控制基础上。 由液压千斤顶，精确地按照桥梁的实际荷重，平稳地顶举桥梁，使顶升过程中桥梁受到的附加应力下降至最低，同时液压千斤顶根据分布位置分组， 与相应的位移传感器（光栅尺）组成位置闭环，以便控制桥梁顶升的位移和姿态，同步精度为177。 ，这样就可以很好的保证顶升过程的同步性，确保顶升时梁体结构安全。 PLC 控制系统性能及先进性详见第 七 章介绍。 顶升准备 顶升系统可靠性检验 a、 元件的可靠性检验：元件的质量是系统质量的基础，为确保元件可靠，本系统选用的元件均为 Enerpac 的优质产品或国际品牌产品。 在正式实施顶升前，将以 70％ 90%的顶升力在现场保压 5 小时，再次确认密封的可靠性。 b、 系统的可靠性：液压系统在运抵现场前进行 满荷 载试验 24 小时，进行 0－ 循环试验，使系统无故障无泄漏。 安新高速公路改造桥梁顶升方案 3。