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【工程案例】安徽浍河蕲县船闸桥梁顶升施工工艺!


一、工程概况

原安徽省宿州市蕲县浍河节制闸下游公路桥,位于半径为4 0 0 m 的平面圆曲线上,上部结构为5 × 3 0 m 的T 梁,桥梁全长155.56m,横向布置为净-12.2+2 × 0.4m。由于当时蕲县船闸的通航标准为V 级,船闸公路桥按照V 级航道标准预留,目前,该船闸等级提升为I V 级,原桥梁设计已不满足现行通航标准,因此,需对该段 G 2 0 6线上的浍河大桥( 中心桩号里程K806+974.5 )第4 孔及第5 孔进行顶升。

二、顶升工艺流程

施工准备→在桥台(墩)处凿除预放千斤顶位置→ 监测设备的安装→ 试顶升( 问题反馈及处理)→ 正式顶升→ 第一次顶升完成→临时支撑的放置→继续顶升至设计位置→临时支撑的放置→落梁至临时支撑上→安装预制垫石及支座→现场清理

三、顶升过程施工控制要点

桥梁同步顶升的安全控制与限位措施。由于液压缸安装的误差及顶升过程中其他不利因素的影响,在顶升过程中可能会出现 微小的不均匀性,为防止梁体倾覆和滑移,保证桥梁顶升的准确性和安全性,需要采用相应的限位措施。限位装置应该有足够的强度,并应在限位方向有足够的刚度,这是顶升安全控制的重要措施。桥梁各支座反力不同,为保证同步顶升,因此顶升中分散布置在其下的液压缸的承载力也不尽相同, 液压系统应满足各液压缸压力自动调整, 以适应上部负载。通过对顶升力合理控制完成桥梁试顶升, 同时使桥梁的附加内力最小。桥梁顶升过程中, 为了防止梁体扭曲、应力集中和开裂,各顶升点必须进行局部加强,并保持位移同步。桥梁同步顶升的临时钢垫块支撑设

计。顶升过程应采用分级顶升,每一级行程控制在1 5 m m ,在顶升过程中,需要采用不同类型的钢垫块来支撑梁体,钢垫块通过螺栓进行有效连接,并保证其可靠与牢固。桥梁顶升过程的同步监控。桥梁的同步顶升需分级完成,因此对桥梁顶升过程中的整个运动轨迹、整体姿态、结构的内力等监控是关乎桥梁结构安全的重要环节。监控对象包括主梁、墩台等构件。监控内容包括桥梁整体姿态、位移、结构内力等。监控要贯穿于顶升和落梁的整个施工过程当中。除了桥梁结构自身的监控外,顶升设备的可靠性也需要监控,以保证施工安全可靠。各施力点顶升力的有效传递。由于千斤顶顶升力较大,各施力点的反力需要有效的传递至桥梁基础或者临时支撑基 础,同时不能造成结构的破坏,因此必须采取可靠的措施予以保证。顶升梁段对桥梁其他部位影响。对于已建成的桥梁,顶升施工必然牵一发而动全身。浍河大桥梁体在4 # 墩和5 # 台处需要抬高,其中4 # 墩上梁体的抬高会造成3 # 墩上支座的转动,因此顶升之前需要考虑该转动是否会造成支座与梁体接触不密实,甚至脱空现象。若有,则需要采取必要措施。另外,第5 孔梁体两端抬升高差较大,梁体的转动会使第4 孔梁体和第5 孔梁体净距缩小,影响梁体顶升工作顺利进行,甚至造成梁体局部损坏。支座垫石顶面标高控制对于已建成桥梁,梁体就位后,自重作用下的内力分配已完成,因各主梁间有横隔梁联系,必须保证顶升前后梁体的相对位置不变,除了保证各片梁体在上升阶段位移量一致外,还要确保落梁后,各片主梁支座处垫石顶面标高变化量相等。因此,顶升施工前和落梁后需要测量其标高,保证梁体抬高位移一致。

顶升准备工作

首先搭设脚手架支架和平台, 检查梁,墩柱的外观质量,清理杂物等,清除无关的约束。要求施工平台有足够的强度、刚度和稳定性,能承受竖向和水平推力作用,变形小,稳定度高。平台与梁底保持足够的空间,能确保施工检测人员的可操作性。本次顶升,初步拟定千斤顶支撑于主梁端部下面的盖梁处,因此,需要加强此处盖梁以及对应位置的梁体底部,为避免应力集中现象,可以采用厚钢板垫块,以分散应力。在顶升前,需凿除盖梁上的垫石,尺寸范围3 5 0 × 3 5 0 m m ,否则千斤顶无法安置。端横梁加固。根据桥梁检测情况,判断是否需要加固端横梁,以满足施工过程中结构安全。桥台背墙加高。根据实地勘测结果,确定桥台背墙加高时机,避免顶升后造成施工困难。拆除部分防震挡块。必要情况下,可以拆除部分防震挡块,仅保留边梁外侧的两个挡块(顶升前需接高,以防止梁体侧移), 为后续的盖梁施工提拱更大的操作空间。千斤顶数量计算。根据计算,每片主梁端部配备1 个薄型千斤顶(最大顶升重量为 1 5 0 0 K N ),4 # 墩需要1 2 个,5 # 台需要6 个,共1 8 个千斤顶。预制钢套箱支座垫石模块和钢垫块临时支撑所示。顶升使用的千斤顶外径为21.6cm,高10cm ,而主梁底部与盖梁顶面之间有1 6 c m 的间距(含垫石),因此考虑将千斤顶安放在主梁下的盖梁上,其安放位置见图5 . 4 阴影部分所示,需沿着纵桥向凿除5 c m 范围的支座垫石,以满足千斤顶所需的安放空间。其中4 # 墩需要布置两排千斤顶支点,而3 # 墩仅需在第4 跨一侧布置一排千斤顶指点。顶升高度控制。根据改造设计图纸,第4 跨梁体在3 # 墩不需要抬高,而在 4 #墩处要抬高2 4 . 4 c m 。如果该跨施工时,仅对4 # 墩处梁体起顶,加上必要的操作空间,梁体顶升到位后,该跨梁体在 4 # 墩顶升高度将超过5 0 c m ,两端高差将形成2 % 左右的坡度,易引起纵向滑移,因此,考虑在3 # 墩和4 # 墩处同步顶升,使第4跨梁体两端顶升高度始终保持一致,避免出现梁体失稳现象。第4 孔顶升方案。顶升施工之前,需要确定千斤顶支撑位置。顶升使用的千斤顶外径为2 1 . 6 c m ,高1 0 c m ,而主梁底部与盖梁顶面之间有1 6 c m 的间距(含垫石),因此考虑将千斤顶安放在主梁下的盖梁上,需沿着纵桥向凿除5 c m 范围的支座垫石,以满足千斤顶所需的安放空间。其中4 # 墩需要布置两排千斤顶支点,而3 # 墩仅需在第4 跨一侧布置一排千斤顶指点。安装千斤顶。首先在盖梁顶装上一块特制钢板,上置标定好的千斤顶,千斤顶上再放一块特制的钢楔块,以保证千斤顶垂直作用于梁底支点。通过S P L C - 8 计算机控制器同步顶升系统控制供油量以达到同步控制,每个点均设置电磁阀组、液控阀组以保证油压的正常,防止在顶升过程中高压油因油路漏油,降低油压,液控阀起锁定作用,确保各点油压不变。

顶升过程控制措施

顶升和落梁行程控制。如何保证整体顶升工作的顺利进行,确保梁体在顶升过程中同步上升、回落是整个工作的关键所在,因此,计算机对控制器系统、液压系统、锁定系统、传感器系统等设备提出了更高的要求。操作人员按统一号令,将梁同步顶升至刚离开支座时停止,观察千斤顶上接触面混凝土有无局部受压破损迹象。静置几分钟若无异常出现,继续顶升一个行程后停一下,观察千斤顶持荷是否稳定,梁体各处顶升高度是否一致,若一切正常再重复上述操作,直至同步落梁至支座上。顶升或落梁过程中若发现问题,应解决后重试,直至一切正常。裂缝的观察与控制。在梁体顶起时,对裂缝变化情况进行观测,如果有裂缝等异常情况出现则必须停止顶升, 查找原因,经采取措施和查出原因后,方可再进行顶升。对各支点的支撑情况细致观察,如有松动或移位立即停止。对监控系统的应变控制有急剧变化等异常状况,应立即停上顶升,查明并解决问题后再顶升。安全要求。顶升时配置协调指挥人员, 千斤顶操作人员必须是技术熟练工人,每个顶升点配置一位技术人员,严格控制起梁高度和梁体变化情况;顶升控制系统和千斤顶要有足够的可靠性;顶升的信息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。顶升前应保证对每个参加顶升的人员进行现场安全教育,强调安全的必要性、严格性和责任性;顶升前应认真检查防侧移装置及限位装置,保证其有足够强度、刚度和稳定性。交通控制。上部顶升时交通要封闭,严禁车辆和人员通过,严禁无关人员进入施工现场,四周并有围护措施;如桥下有通航,注意采取措施,保证通航安全,或者与航道部门沟通,封闭航道;施工过程中,要保证桥面上无各种荷载。根据现场实际情况, 施工方案再作适当调整和细化。


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