橋梁頂公升改造主要施工方法

2022-06-17 11:06:03 字數 4530 閱讀 3902

主要施工方法

綜合考慮施工地質條件及節點工期要求,本標段內樁基鑽孔採用衝擊鑽成孔,泥漿迴圈清孔方案。

樁基混凝土施工採用拔球法導管水下灌注混凝土工藝,鋼筋籠由鋼筋車間加工,平板車運輸到位,汽車吊吊裝,混凝土為商品混凝土,樁基檢測委託第三方專業機構進行超聲波無損檢測。

⑴施工工序

樁位處整平→測放中心線→鋼護筒埋設→設定泥漿迴圈系統→鑽機對位→鑽機鑽進→成孔質量檢測→清孔→安裝鋼筋籠→安裝混凝土灌注導管→二次清孔→檢查簽證→灌注水下混凝土→鑿樁頭→樁身無破損檢測。

鑽孔樁施工步驟詳見「圖2.2-1鑽孔樁施工步驟圖」。

⑵施工工藝流程

鑽孔灌注樁施工工藝流程見「圖2.2-2 鑽孔灌注樁施工工藝流程」。

承臺主要採用放坡明挖立大塊鋼模板現澆工藝,如因場地限制或其他因素影響放坡開挖,可採取圍堰開挖基坑方案。鋼筋由鋼筋車間加工,現場綁紮,商品混凝土澆築考慮滑槽配合人工多點振動施工,部分位置限制處採用混凝土幫浦車澆築。

承臺施工工藝流程見「圖2.2-3 承臺施工工藝流程」。

本標段工程墩身分別有雙柱門式框架墩、花瓶墩及矩形立柱墩身。墩身均採用腳手架配合大塊定型鋼模板進行施工,墩身鋼筋半成品由鋼筋車間加工,現場人工綁紮,考慮節點工期下部結構施工工期較緊,墩帽鋼筋由汽車吊整體吊裝,墩高10m以下的墩身均一次澆築成型,10m以上的墩身分次澆築成型。

需改造的主線橋既有台身可利用挖掘機與混凝土破碎機械聯合拆除,拆除混凝土塊由汽車吊裝,自卸車運離施工現場。

墩台身施工流程見「圖2.2-4 墩(臺)身施工工藝流程圖」。

主線橋現澆箱梁及拼寬採用鋼管樁貝雷梁支架法,匝道橋現澆箱梁採用支架法立模板進行現澆施工方案,鋼筋半成品由鋼筋車間加工,汽車吊配合人工進行箱梁鋼筋骨架的吊裝與綁紮,商品混凝土由混凝土幫浦車輸送。

施工工藝流程見「圖2.2-5支架法現澆連續梁施工工藝框圖」。

本標段內因新建橋梁與成功路立交連線,既有福夏路高架橋第七聯(36+45+36鋼箱梁)、第八聯(3×36預應力混凝土箱梁)需進行頂公升改造,其中鋼箱梁需將原有3孔連續梁切割為6段簡支梁後進行頂公升,鋼梁最大頂公升高度為3.369m,混凝土箱梁頂公升最大高度為11.183m。

頂公升作業通過plc同步控制系統進行控制,千斤頂組借助反力基礎對梁體和墩柱進行頂公升,因要調整墊石高度並更換支座,本標段內採用梁與柱分開頂公升的方案。頂公升施工順序為:頂公升基礎施工→臨時支撐系統施工→梁體頂公升→墩柱頂公升→墩柱連線及橋梁恢復。

頂公升時設定水平限位裝置,千斤頂每個行程結束後利用事先準備的鋼墊塊抄墊,經若干個行程後達到設計標高停止。

本標段內頂公升施工改造內容如「圖2.2-5 橋梁改造前、後橋面示意圖」所示。

⑴主線橋第四聯頂公升施工步驟

步驟一:準備工作

既有橋梁檢測;

刨除橋面鋪裝,解除伸縮縫,同時施工頂公升基礎;

橋台背牆破除。

步驟二:臨時支撐及頂公升系統安裝

安裝臨時支撐體系,部分支撐與墩台連線,安裝頂公升系統和監控系統;

安裝縱、橫向限位裝置。

步驟三:梁體頂公升

試頂公升,即按照理論箱梁重量將千斤頂加壓,直到梁體脫離支座;

整體比例頂公升,頂公升時電腦控制系統同步監控,頂公升誤差控制在2mm範圍內;

每頂公升至一定高度時相互連線臨時支撐。

步驟四:墩柱頂公升

梁體頂公升至一定高度,鑿除部分墩柱和墩頂支座墊石,拆除舊支座,更換新支座;

鑿除橋台的台身部分,在原橋台位置澆築橋墩墩柱;

切割原橋墩墩柱,頂公升至設計高程。

步驟五:墩柱連線及橋梁恢復

墩柱連線,待混凝土達到設計強度後落樑於支座上;

拆除頂公升裝置;

施工橋面調平,加高防撞護欄,鋪設橋面鋪裝,安裝伸縮縫。

具體施工步驟詳見「表2.2-3箱梁頂公升施工步驟表」。

主線橋第三聯即原福廈路高架橋第七聯,為36+45+36=117m鋼箱梁。頂公升施工步驟如下:

步驟一:準備工作

既有橋梁檢測;

刨除橋面鋪裝,解除伸縮縫;

施工頂公升基礎;

步驟二:梁體切除及頂公升系統安裝

根據設計要求切除需替換的梁段,使連續梁變成6段簡支梁段;

安裝頂公升系統和監控系統;

安裝縱、橫向限位裝置。

步驟三:梁體頂公升

試頂公升,即按照理論箱梁重量將千斤頂加壓,直到梁體脫離支座;

整體比例頂公升,頂公升時電腦控制系統同步監控,頂公升誤差控制在2mm範圍內;

每頂公升至一定高度時相互連線臨時支撐。

步驟四:墩柱頂公升

鑿除部分墩柱和墩頂支座墊石;

拆除舊支座,更換新支座;

鑿除橋台的台身部分,澆築橋墩墩柱;

切割橋墩墩柱,頂公升至設計高程。

步驟五:墩柱連線及橋梁恢復

墩柱連線;

吊裝各新製作的梁段,與頂公升梁段焊接成連續箱梁,待墩柱混凝土達到設計強度後落樑於支座上;

拆除頂公升裝置

施工橋面調平,加高防撞護欄,鋪設橋面鋪裝,安裝伸縮縫。

具體施工步驟詳見「表2.2-4鋼梁頂公升施工步驟表」

頂公升系統主要由plc同步控制系統、千斤頂組群與油幫浦、臨時支撐及限位三大部分組成。

①頂公升千斤頂

千斤頂的工作能力及數量主要由各墩位的頂公升重量決定,第四聯梁體頂公升引數詳見「表2.2-4 第四聯頂公升參數列」。

由表中可看出第四聯頂公升最大重量為2100t,綜合考慮頂公升力要求,在f27、f28墩位處各投入16臺320t/200mm液壓千斤頂,其中12臺頂公升梁體,4臺頂公升墩柱。在f26、f29處各投入12臺320t/600mm液壓千斤頂,其中8臺頂公升梁體,4臺頂公升墩柱。千斤頂外徑350mm,與臨時支撐交替布置於既有橋承台上。

千斤頂布置如圖2.2-1所示。

臨時支撐與千斤頂基礎均與承臺連線,各節支撐間通過法蘭盤連線。

第三聯鋼梁頂公升方案為是將原來3孔連續梁切分為6段簡支梁,簡支梁在臨時支架上有7個頂公升點,除小里程方向第乙個支點外其餘支點均設千斤頂組進行頂公升。

頂公升系統布置原理與第四聯混凝土連續梁頂公升相同。

②頂公升行程監測

頂公升行程監測採用精度為0.1mm的位移感測器;

③支撐體系

採用型鋼與鋼管柱支撐組成的支撐體系。採用專用鋼墊塊作為頂公升過程的臨時支撐,鋼墊塊長度與千斤頂的行程相適應。

④plc控制系統

本系統的電氣控制系統原理(圖2.2-7 ):多點的位移檢測裝置和壓力感測器的訊號由訊號電纜連線到超高壓幫浦站的電氣控制箱內,經訊號放大器放大後將頂公升位移和負載噸位送至可程式設計控制器plc中,可程式設計控制器plc中根據操縱台發出的操作指令,啟動多台幫浦的電機,驅動油幫浦工作,油幫浦的動力油源經控制閥組,輸出到外接的液壓油缸中,使液壓油缸上下運動。

同時可程式設計控制器根據檢測的位移訊號,不斷與指令訊號進行比較,將誤差值修正後改變變頻器的輸出頻率,以改變電機的轉速,形成連續可調的動力油源,供給外接液壓油缸,來保持多點液壓油缸同步上下運動。

①頂公升準備

頂公升前在橋面上布置若干標高和中線觀測點,精確測量各點的標高值及橋梁偏移情況,並做好記錄,在取得設計認可的基礎上,確定各點的精確頂公升高度。並作好如下準備工作:

頂公升系統可靠性檢驗;

成立頂公升指揮系統;

頂公升液壓系統布置;

頂公升系統測試;

確定觀測點;

檢查橋梁是否存有連線現象。

a、頂公升裝置使用計畫

本專案工程工期緊,為有效利用頂公升裝置,提高施工效率;就必須對裝置的使用和周轉做出周密的計畫。本工程專案擬投入頂公升液壓千斤頂60臺(最多時使用48臺),12臺備用,plc控制系統1套,液壓幫浦站6臺。

b、頂公升系統可靠性檢驗元件的可靠性檢驗

元件的質量是系統質量的基礎,為確保元件可靠,本系統選用的元件均為優質產品或國際認可品牌產品。在正式實施頂公升前,將以70%-90%的頂公升力在現場保壓5小時,再次確認密封的可靠性。

液壓油的清潔度:液壓油的清潔度是系統可靠的保證,本系統的設計和裝配工藝,除嚴格按照汙染控制的設計準則和工藝要求進行外,連線軟管在工廠進行嚴格沖洗,封口後移至現場,現場安裝完畢進行10次空載執行,以排除現場裝配過程中,可能意外混入的汙垢。

力閉環的穩定性:所謂力閉環就是當系統設定好一定的力後,力的誤差在5%內,當力超過此範圍後,系統自動調整到設定值的範圍;力閉環是本系統的基礎,力閉環的除錯利用死點加壓,在工廠內逐臺進行

位置閉環的穩定性:所謂位置閉環就是當系統給位移感測器設定頂公升高度後,當頂公升高度超過此高度系統自動降至此高度,當頂公升高度低於此高度系統自動公升至此高度,保證系統頂公升的安全性與同步性。

c、成立頂公升工程現場領導組

現場指揮組設總指揮1名,全面負責現場指揮作業,指揮組下設4個職能小組:分別是監測組、控制組、液壓組和作業組,負責相關的工作,各職能小組設組長一名,與總指揮共同組成現場指揮組。

各職能小組的功能分別是:

a監測組:負責監測橋梁的整個運動軌跡、整體姿態等,定期將監測結果彙總後報現場總指揮,當出現異常情況或監測結果超出報警值時,則應及時向總指揮匯報,並提出建議。

b控制組:根據總指揮的命令對液壓系統發出啟動、頂公升或停止等操作指令。對於啟動、頂公升或停止指令,只聽從總指揮的指令,當出現異常情況需緊急停止時,應在得到資訊的第一時間對系統發出停止指令,而不管這一資訊是否自總指揮發出。

c液壓組:負責整個液壓系統的安裝與形成,維護與保養,檢查與維修等。根據總指揮的要求調整液壓元件的設定。

d作業組:負責頂公升期間的勞力配置,在頂公升的整個過程中提供勞務作業。其工作內容包括施工準備時的場地清理、頂公升時的墊鐵安裝等。

橋梁頂公升施工方案

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