黑河大桥整体顶升技术总结2.docx
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黑河大桥整体顶升技术总结2
整体顶升技术在黑河大桥桥梁加固中的应用技术总结
(酒泉公路管理局金塔公路管理段贾延军、王燕玲)
本文结合S214线K32+022黑河大桥整体顶升实践,介绍了桥梁整体顶升的特点,施工质量控制措施,为桥梁整体顶升、支座更换、加固等工程施工,提供可靠技术数据。
引言
黑河大桥位于黑河大桥(K32+022)位于S214酒航线,该桥上部结构为18-20m预应力混凝土简支空心板梁,桥面连续;下部结构为柱式墩、台,桩基础。
桥梁全长:
366.54m,桥面宽度:
净-11m+2×0.5m,每跨边板2块,中板7块。
该桥建于2005年,汽车荷载:
汽-20,挂-100。
近年来,随着交通量的不断增加,尤其是重型车辆的不断增多,导致该桥发生不同程度病害,尤其是梁板纵横向移位、板式橡胶支座存在严重的剪切变形、脱空、开裂。
这些病害对桥梁的正常使用存在一定安全隐患。
急需进行维修改造。
2015年6月,我段对该桥实施了整体顶升,对纵向移位进行了校正,对所有支座进行了更换。
顶升整体效果良好。
1桥梁整体顶升方案的选定
近年来,许多桥梁面领着改造升级、支座更换、梁板复位等一些问题,对桥梁原有结构进行改造和维修故能解决问题,但也面领着投资巨大、工期长、改变桥梁上部结构的完整性、影响交通、施工不便环境污染等一些问题,桥梁同步顶升技术具有投资少、工期短、不影响交通、保证桥梁上部结构的完整性等优点得到了广泛的应用。
2、施工前的准备工作
(1)顶升系统的调试安装
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。
顶升前应单一和统一调试各控制系统的正常运行性,以保证顶升过程中的正常进行。
(2)监测设备的安装
监测设备为顶升系统的配套设备,主要为压力传感器、位移传感器、百分表等。
位移传感器的安装应注意安装位置必须在支顶千斤顶位置附近,最近的距离控制以真实反映顶升过程中的位移情况。
压力传感器的安装应保证配套安装,真实反映千斤顶所承受的压力数值。
同时应在梁底板安装百分表作为辅助位移控制和纠正控制措施。
(3)顶升前系统不同人员排异检查
顶升系统安装完成后应保证两人以上的排异检查,且应保证两人的排异检查的时间、工况等的隔离性,以保证顶升过程中的顶升系统能真实反映顶升过程中的情况。
排异检查的专业技术人员检查完毕后应各自出具检查报告给现场施工负责人。
(4)人员工作细致分工
顶升前应对参加顶升的管理人员和操作人员进行明确的分工,并进行书面分工岗位的书面技术交底。
书面交底内容应包括组织机构、分工岗位、岗位职责、紧急频道处理信号、信息渠道常用术语、及施工禁止项等
(5)信息反馈及传递渠道检查
顶升的信息的传递工具宜采用手持对讲机。
顶升前应统一为施工当地未禁止的频道作为信息传递渠道。
检查每部对讲机的有效沟通性及清晰性。
并应再应明确频道的禁止语、紧急语、急令等关键语言。
(6)进场工人安全教育及安全防护措施
顶升前应保证对每个参加顶升人员的现场安全教育,强调安全的必要性、严格性、全员性、责任性。
(7)其他准备工作
顶升前应断开顶升施工处的桥面联系,以保证支座更换不影响到相邻跨的结构,先凿除桥面处的现浇混凝土,然后切断连接钢筋以解除两跨之间的联系,施工应采用人工凿除,避免使用机械损伤梁体。
对搭设的顶升支架进行检查,保证其足够的强度、刚度、稳定性,支架跨中挠度要小于10mm,确保在梁被顶起时支架不倒塌、不倾斜、沉降较小且均匀。
顶升前应认真检查防侧移装置及限位装置。
3、桥梁状况
对桥梁整个结构进行全面调查,包括基础、墩台、梁体的桥面系等,并对现有桥梁测出标高,以便有效控制;提出病害部位处治方案。
(1)桥梁结构计算。
上部结构重量分为三项,预应力钢筋混凝土空心板及铰缝、桥面铺装、防撞护栏重量,密度按2.6t/m3,顶升安全系数取1.5.根据竣工图工程数量表所得,上部每跨体积为170m3,总重量M=442t,每跨顶升重量取663t。
(2)自重荷载分配。
每跨中板7板,边板2块。
每跨下支座中心放个1液压扁千斤,共放9个,每个千斤的顶升力标准为100吨,共900吨,大于663吨,所以该布设方案可行。
(3)顶升前,事先准备好2mm的钢板和更换的橡胶支座、环氧树脂胶。
4施工工艺
施工步骤:
搭建施工平台→清除杂物→安装顶升专用支架→布置顶升系统→一联整体同步顶升→取出原支座→更换安装支座→调平→落梁就位→观察测量→撤顶并清理现场。
4.1搭建工作平台
鉴于本工程高空作业的特点,施工平台采用钢管脚手架进行搭建,工作平台要牢固可靠,以便于工作人员施工使用。
4.2安装顶升专用支架
在施工墩台盖梁的预设位置顶升专用支架;支架安装要求牢固可靠,并做特殊加固处理,以满足支撑液压顶的顶升反力。
4.3布置顶升系统根据梁体荷载及桥梁的受力特点,将液压顶布置顶升支架的预设顶升点上,为增大液压顶与梁底间的受力面积,在梁底与液压顶间安装顶升专用垫板,接通高压油路,调试PLC液压控制系统的输油管道,检查油管密封情况。
施工时在位移监测点处安装限位器,以准确控制同步顶升的高度;在测量监测点处安装千分表,以准确测量梁体顶升高度的变化。
4.4一联整体同步顶升
1)预顶液压顶在预定液压顶前,首先由专业人员对整个顶升系统进行检查,发现异常情况及时调整。
待检查符合要求后,开始整体同步顶升的预顶:
在专业人员的统一指挥下,启动PLC液压控制系统并逐级为顶升系统加压,使垫板和梁底紧密接合,以调整液压顶上下垫板间隙,完成正式顶升前的预顶。
2)一联整体同步顶升顶升原则:
此次一联整体同步顶升共分为3级顶升。
顶升系统在预顶完成后,读取此时液压表、限位器、千分表的数据,并以此时的数据作为初始的“零”状态数据,同时对每个观测点的数据做好详细记录。
由专业操控人员根据分级顶升的各项数据,重新设定PLC液压系统的压力、行程高度,按照第一级顶升的行程高度及压力值范围进行设定,启动PLC液压控制系统开始顶升,在顶起高度达到设定的高度且系统自动保压后,由专业人员观察梁体微小变化及顶升设备的运行情况,如有异常情况及时调整恢复;同时采集各检查点位移数据及顶升系统的压力、设定行程值,做好详细记录。
经专业人员检查无误后,继续顶升,进行第二级、第三级整体同步顶升施工作业,直到顶升高度达到预设抬升高度时,立即停止顶升,采集液压表各项数据,加固稳牢临时支撑。
4.5拆取原支座
将原支座用专用工具取出。
4.6安装新支座
首先确定新支座的规格型号是否与原支座相符,再将新支座沿预设轨道平移至原支座位置安装就位。
4.7落梁就位
在支座维修更换符合设计要求后,开始缓慢落梁,当支座完全受力后,落梁完成。
4.8观察测量
由专业人员观察支座的动向及梁体的变化,采集位移数据及新支座的残余值,并与原测量值进行校核,如有异常及时调整。
观察测量无误后用棉丝擦洗支座及周围污垢,保持墩台及支座清洁。
4.9拆除顶升设备
观察测量无误后,撤除液压顶设备,清理施工现场。
4.10恢复伸缩缝、护栏
一跨完成后,再以同样的施工工序进行另一跨的顶升,顶升全部完成后,恢复解除的伸缩缝、防撞护栏,桥头桥面两侧接高顺延。
5桥梁整体顶升监控要点
在桥梁整体同步顶升进行支座更换的施工过程中,应保证梁体主要断面的应力和变形处在安全的范围内,同时保证在起顶过程中各液压顶的顶升量同步,防止由于液压顶顶升量的不一致,引起梁间变形的不一致,而导致桥梁剪切损坏,特采取以下措施进行监测防护:
(1)应力监控
为保证顶升过程中桥梁结构的安全,在预顶及整体同步顶升过程中要采用检测仪器加强对桥梁结构位移及挠度的监测。
在液压顶顶升过程适时观测梁体砼的变化情况。
(2)位移监控
在液压顶起顶的截面位置,每个液压顶位置均布设一个观测点,用于进行起顶过程及起顶量的最终控制。
(3)顶升过程监测
为了保证各个液压顶保持同步,采取以下措施:
在墩柱与梁底间安装限位器,控制顶升速度和高度。
采用一联整体同步顶升法更换安装支座时,梁体因顶升而产生应力的重新分布,如果墩间顶升高度差值过大,有可能给梁体带来不利影响所以要严格按照方案要求进行。
施工注意事项
(1)在顶升时采取压力与行程双控制,并以行程为最终控制。
避免由于起顶不均匀而造成桥梁的剪切破坏。
(2)严格控制梁体的顶升高度,并观察桥梁的变化,避免顶升高度过高造成桥梁损坏。
(3)为了减少梁底与液压顶间直接接触处而产生的压应力,该处应分别安装专用调平垫板,避免直接顶升梁底部而对梁体造成损坏。
(4)起升过程应由专业人员统一指挥,顶升至可进行支座更换安装作业高度时,应立即停止顶升(顶升高度应尽量减小,以达到支座更换安装的高度为宜)。
(5)顶升前要彻底检查顶升设备的工作性能,必须保证顶升设备的正常工作,并提前进行试顶和监测、维修、保养。
(6)顶升过程中由专业人员负责对PLC液压控制系统进行操作,保证
同步顶升的正常进行。
保证支座就位的准确性与水平性;梁体正确回落就位后,保证支座受力均匀。
6、结语
在公路桥梁养护维修或改造中,桥梁支座更换或抬高是施工的难点,而整体同步顶升技术破解了这一难点。
黑河大桥顶升运行近两个月后,对该桥梁梁体、墩柱、支座和桥面系进行了检查,结构状况良好。
实践证明,上述桥梁整体顶升技术安全可靠,工艺科学合理,操作简单可行,值得进一步推广和应用。
桥梁顶升所用机具
序号
名称
单位
数量
1
顶升专用液压顶(100t)
套
50
2
发电机组
组
2
3
PLC集成液压控制系统
套
1
4
液压同步分流系统
套
10
5
顶升专用液压管
根
100
6
电气焊设备
套
1
7
施工专用车
部
2
8
专用垫板
块
300
9
百分表
块
6
10
位移传感器
套
10
11
压力传感器
套
10
顶升梁板位移
顶升梁板位移
顶升梁板位移
顶升梁板位移
顶升梁板位移
顶升梁板位移
顶升梁板位移
顶升梁板位移前检查准备工作
桥梁顶升更换支座
桥梁顶升更换支座
桥梁顶升更换支座
桥梁顶升更换支座
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