顶升施工（精选11篇）
顶升施工 篇1
摘要：但为节省资金仍需保留桥梁主体结构, 避免大量建筑垃圾的生成, 减少对通行道路交通的影响, 采用顶升工法施工将带来良好的社会效益和经济效益。谈谈桥梁顶升施工工法。
关键词：桥梁,顶升工法,工艺原理
1 概述
在城市修建的桥梁, 因其使用功能不满足城市要求, 但为节省资金仍需保留桥梁主体结构, 避免大量建筑垃圾的生成, 减少对通行道路交通的影响, 采用顶升工法施工将带来良好的社会效益和经济效益。
2 工法特点
2.1 采用液压顶升控制系统, 顶升设备集中控制, 操作简便, 稳定性好, 安全可靠。
2.2顶升工法占用土地少, 配套设备少, 投入劳动力不多, 减少了大量的高空作业。2.3即可合理利用技术性能良好桥梁主体结构, 节省大笔资金, 避免了大量建筑垃圾的生成, 又可缩短工期, 减少对通行道路交通的影响。
3 适用范围
桥梁主体结构良好, 更换支座、桥梁整体抬高、平移等。
4 工艺原理
采用PLC液压同步顶升控制系统, 限位技术和顶升监控等多项技术, 利用原有桥台帽梁为反力基础, 对上部板梁结构用钢垫板分配的方法进行托换, 采用顶身为53mm的超薄千斤顶进行顶升, 千斤顶安装在板梁肋板位置, 顶升过程中利用1cm~3cm不等的钢板或精加工的10cm高的钢支撑垫块作为支撑垫块。待顶升到0.5米高度时, 更换大行程千斤顶进行顶升。顶升完成后用钢筋混凝土临时支撑桥梁体系, 然后现浇混凝土接高桥梁盖梁结构或更换支座等。
5 施工工艺流程及操作要点
5.1 施工步骤。
桥梁顶升施工顺序:场地围场→材料设备进场→临时支撑、永久支撑加工→管线架高或接长→搭设水中施工平台→桥台伸缩缝凿除→千斤顶安装液压设备安装→在板梁下方安装千斤顶→安装PLC液压控制系统→封闭桥梁上部交通→桥台伸缩缝分开→系统调试→正式顶升→千斤顶及分配梁拆除→台帽、盖梁接高→恢复交通。5.2施工要点。5.2.1反力基础。利用帽 (盖) 梁作为反力基础, 对帽梁顶面进行找平后, 千斤顶布置在帽梁上, 千斤顶布置在相邻两片板的肋板位置处形成帽梁———梁底的顶升托换体系, 千斤顶与梁板下设置钢垫板;5.2.2顶升托架。板梁底部进行找平, 安装钢分配垫板形成托架。5.2.3顶升控制系统采用PLC液压同步顶升控制系统, 该系统已在上海音乐厅整体顶升与平移工程, 天津狮子林桥顶升工程、天津北安桥顶升工程、浙江余杭东湖路 (跨铁路) 立交桥等多项抬升工程中成功运用。5.2.4千斤顶选用。a.型千斤顶:顶升时采用顶身长142mm, 底座直径为180mm, 行程70mm的小行程千斤顶, 千斤顶顶力为160吨, 每片梁下布置一台千斤顶。全桥顶升时布置42台千斤顶。b.型千斤顶:待顶升到0.5米后, 更换采用200吨的大行程顶升, 千斤顶高约376mm, 底座直径330mm, 行程为150mm。千斤顶倒挂安装在顶升的板梁部位。5.2.5顶升行程监测。采用精度为1mm的拉线传感器。5.2.6顶升支撑垫块。将钢板更换成高度为10cm的带法兰的专用钢支撑垫块, 以增强其稳定性。临时支撑垫块采用钢筋混凝土预制垫块, 垫块两侧预留钢筋, 以便相邻垫块间连成整体结构。5.2.7顶升控制系统。整个顶升过程中, 所有超薄千斤顶均在PLC系统的同步控制下, 并配合精加工钢垫块, 故可以克服因千斤顶行程短而需多次托垫存在的风险。5.2.8限位。顶升后, 梁体坡度发生变化, 为避免顶升过程中桥梁产生水平位移, 设置限位装置。限位分纵、横向限位。限位装置为三角形牛腿的形式, 通过植筋的方法植入台身正面和两侧挡块的位置。5.2.9支座垫石接高。根据顶升高度, 提前预制钢筋混凝土垫块, 垫块两侧预留钢筋。待顶升到位后, 将预制的钢筋砼垫块放在支座垫石位置处, 并将钢筋混凝土垫块浇筑至盖梁内, 形成整体结构。5.3顶升要点。5.3.1顶升准备。顶升前在桥面上布置若干标高和中线观测点, 精确测量各点的标高值及桥梁偏移情况, 并做好记录, 在取得设计认可的基础上, 确定各点的精确顶升高度。并作好如下准备工作:a.顶升系统可靠性检验。b.成立顶升指挥系统。c.顶升液压系统布置。d.顶升系统测试。e.确定观测点。5.3.2试顶升。为了观察和考核整个顶升施工系统的工作状态以及对称重结果的校核, 在正式顶升之前, 应进行试顶升, 试顶升高度10mm。试顶升结束后, 提供整体姿态、结构位移等情况, 为正式顶升提供依据。5.3.3正式顶升。试顶升后, 观察若无问题, 便进行正式顶升。顶升总流程:同步顶升系统配套测试→顶升准备→设定一次行程→同步顶升→到达行程→安装临时支撑油缸缩缸→油缸下加垫→重复顶升、缩缸等过程→达到预定施工所需高度→固定临时支撑→柱加高加固→拆除临时支撑。全过程实施检测及支墩保护。5.4劳动力组织:现场管理人员:2名, 现场技术人员2名, 机械工18名, 钢筋工5名, 混凝土工3名, 维修工2名, 电工1名, 辅助工人6名, 合计39人。
6 材料与设备
本工法无需特别说明的材料, 采用的机具设备主要:160T及200T液压千斤顶数台、顶升液压设备1套、PLC控制系统1套、植筋工具、混凝土施工机具。
7 质量控制
7.1 每次顶升的高度应稍高于垫块厚度, 能满足垫块安装的要求即可, 不宜超出垫块厚度较多, 以避免负载下降的风险;
7.2顶升关系到主体结构的安全, 各方要密切配合;7.3整体顶升过程中, 认真做好记录工作;7.4顶升过程中, 应加强巡视工作, 应指定专人观察整个系统的工作情况。若有异常, 直接通知指挥控制中心;7.5结构顶升空间内不得有障碍物;7.6在施工过程中, 要密切观察结构的变形情况;7.7顶升过程中, 未经许可不得擅自进入施工现场。
8 安全措施
8.1 认真贯彻“安全第一, 预防为主”的方针, 严格遵守国家和安徽省颁布实施的有关安全生产规定。
8.2在桥梁的顶升施工中, 首先应制定安全可靠、技术可行的施工方案, 确保桥梁的结构安全及施工的顺利进行, 避免异常情况的发生。8.3加强安全教育, 利用各种形式做好安全宣传, 提高全体施工人员的安全意识, 自觉遵守各项安全制度和纪律。8.4在施工区域内和生活区域内及道路上设置照明系统, 保证夜间施工照明和生活区内的办公和生活照明。8.5加强施工现场的安全管理。按要求分别设置安全警示和行车避让标示牌, 制定现场安全防护的具体措施。
9 环保措施
9.1 遵守施工废、弃渣规定, 对施工生产产生的建筑垃圾按有关规定处理, 运渣运料车辆采取有效措施, 做到不污染道路和环境。
9.2详细进行现场平面设计, 合理布置临时设施, 堆放大宗材料, 成品半成品和机具设备, 不得侵占场内道路及安全防护等设施, 保证场内施工流线的畅通、合理及科学。9.3保持场内排水系统处于良好的使用状态, 保持场容场貌的整洁、道路畅通, 随时清理建筑垃圾。
1 0 效益分析
本工法采用液压顶升控制系统, 顶升设备集中控制, 设备配套少, 投入劳动力不多, 避免了地面施工产生的大量场地占用。合理利用技术性能良好桥梁主体结构, 减少了大量的高空作业, 本工法造价1500元/m2, 如采用常规施工工艺, 将桥梁拆除重建, 则需3000元/m2, 则本工法节省了大笔资金, 该工法施工将带来良好的社会效益和经济效益。
1 1 应用实例
徽省池州市清溪大道桥梁施工:本桥全长72m, 跨径组合30m (K1跨老桥利用) +12m (路堤) +30m (K2跨新建桥跨) 。老桥上部结构为30m跨径的简支T梁, 梁长29.94m, 梁高1.9m, 其结构保留利用;老桥桥台台身基础保留利用, 加高盖梁和耳墙, 0#桥台处盖梁加高1.509m, 1#桥台处盖梁加高2.303m。采用桥梁顶升工法施工, 为确保施工过程的安全稳定, 制定到了相应的应急措施, 布置了若干观测点, 对顶升进行全过程监测。监测结果显示, 顶升后高程及水平位移均满足设计要求。施工全过程处于安全、稳定、快速、优质的可控状态, 即节约了成本, 又缩短了工期, 工程质量优良, 无安全事故发生, 受到各方的好评。
顶升施工 篇2
摘 要：文章介绍了气压顶升法首次在山西省大型火电厂烟囱钢内筒施工中的应用，阐述了气压顶升法施工的原理、工艺流程及顶升的施工技术。
关键词：烟囱钢内筒;气压顶升倒装法;内密封环
武乡电厂2×600 MW亚临界机组配备一座套筒式烟囱，烟囱由内筒和外筒两部分组成。外筒为变坡度钢筋混凝土结构，高233 m，内筒为内径9.5 m的单管钢筒体，高240 m。钢内筒材料采用爆炸―轧制方法使金属钛(复材)与普通Q235―B钢(基材)达到冶金结合的钛/钢复合板，复合板厚度从下至上分别采用了(20+1.2)mm、(18+1.2)mm、(16+1.2)mm、(12+1.2)mm 4种规格。将复合板卷制成弧板后，分不同定尺的4块板组成一圈，每圈的高度均为2 m，拟采用气顶倒装法在烟囱内组焊成钢内筒，钛/钢复合板内筒的总重量为1097t。在钢内筒与外筒壁之间设计有7层钢制平台，各层平台之间有钢扶梯上下。
1、气顶倒装法施工原理及工程应用
气顶倒装法施工工艺原理如同“气缸与活塞”的关系，先用常规吊装工具在筒体基础上将内筒顶部组装到一定高度(15 m～20 m)后，再将内筒上口焊上专用的锥形上封盖，构成一个下端敞口的“气缸体”，将其套在预先用钢板加工好的直径8 m、高8.75 m的圆柱体“内底座”外周，内底座搁置在内筒基础底板上，下口采用钢板焊接密封，上口与钢内筒相接处设内密封环，内密封环犹如一个超大直径的汽车轮胎，固定在内底座外圈，密封环内胎充气后使得L形外胎与钢内筒内壁贴紧。这样，在内密封环以上、钢内筒上封头以下筒段所包围的范围内构成一个密闭腔。外部气源通过管道由底部向密闭腔内通入压缩空气，当作用于上封头的空气压力超过已组对的上筒段(包括锥形封头重量在内)的重量，并足以克服内密封环对内筒壁的摩擦力时，钢内筒便向上滑移，滑移上升使筒段底口高度超过后续节的钢板高度(2 m)后，便将卷制的弧形复合板(4块围成一个整圈)在内底座的周围合拢，组焊成后续筒节，再适量放气使上段筒体徐徐下降与后续筒节对接相焊，如此反复，使钢内筒接长到顶。
2、工艺流程
烟囱外筒壁及内部各层钢平台施工完毕→制作锥形上封盖及内底座→烟囱外筒顶部临时承重钢梁及导向滑轮系统安装→卷扬机牵引系统安装→内密封底座(带可密封的人孔)安装就位→组焊平台及吊装运输复合板的`弧形轨道安装→钢内筒首段(约15 m)安装组焊→锥形上封盖安装→内密封环及导向轮安装→空压机、储气罐及管路系统安装→气顶操作柜(带气压表)安装→调试→逐层气压顶升→逐层止晃点安装→拆除钢内筒组装底座→钢内筒就位固定→烟道口开孔→分片拆除顶升装置。
3、关键施工技术措施
3.1 内密封底座设置
内底座设置于筒体基础上，底部圆形钢板延伸出底座筒体300 mm左右，为防止气压顶升过程中气压对底板的作用而导致不均匀变形，底板基础面应平整、坚实，并在基础面上铺垫25 mm左右中砂，以利底板对基础面的传力均匀。底座筒体内部每隔1m高度设置幅状型钢拉条一层，以防筒体变形。
3.2 钛/钢复合板内筒组装底座平台
复合板内筒顶升期间应搁置在0.6 m高的钢制底座上，底座为环形结构，中心直径同钢内筒，做法为沿周长固定间距750 mm的钢短柱，上焊20 mm厚环形钢板，以便在两短柱之间人员出入设置进出气管道以及空气流通，从而保证钢内筒与内密封底座之间的环形操作空间内的环境良好。为保证安装质量，底座水平环形钢板面的平整度偏差不应大于3 mm。钢内筒顶升完毕后，拆除该底座，并放气使内筒徐徐降下，按设计与基础预埋件紧固连接。
3.3 内密封环
密封环材料与结构必须符合耐磨性和密封可靠性的要求，由专业橡胶制品厂定做。耐磨性是保证整座钢内筒气顶完成前不必进行更换密封环。密封可靠性是在整个气顶工序完成前在最高气压条件下无明显漏气，采取的措施：首先，在每节钢内筒组对焊接完成后，筒内壁焊口做清根处理保证筒体内表面的光滑度;其次，密封环在施工前做严密性试验，根据试验数据确定出补气量和内胎的气压;再次，在钢内筒制作时，椭圆度允许偏差，用弦长1。5 m的弧板检查，不超过±2 mm。
3.4 气顶压力
施工前，根据每节顶升的上部内筒和锥形上封盖重量之和，列表计算出每节顶升所需的充气压强，作为气顶时气压表显示的理论值。密封环对钢内筒壁的静摩擦力则采用10 t卷扬机通过导向滑轮牵引锥形上封盖克服。摩擦力的大小与密封环材料、内胎充气压强及内筒内表面平整度等因素有关，可在调试中确定，一般为8 t左右。内胎的充气压强要大于气顶容器内的压强，但不得超过其出厂预定的最大充气量和压强。如在气顶过程中内胎爆裂，由于气顶装置内超过外界的空气压力，使得L形外胎与内筒壁贴压紧，钢内筒不至于大量漏气下滑，故采用此法设置的气顶装置是安全的。
3.5 控制半径的技术
在钢内筒组装底座上精确放线定位后，焊上控制内筒曲率半径的小槽，用气顶装置的弧形轨道吊将卷制的弧形钛/钢复合板大体就位，焊接3片后逐步在半径槽内就位，最后一道垂直缝的焊接组对，采用两只5 t的手拉葫芦把相邻的两张板收紧。
3.6 控制钢内筒中心点及垂直度的技术
在烟囱顶部固定承重钢梁时就把提升钢内筒的钢丝绳定位为中心点，其次在烟囱每层平台上设置4个止晃装置，在内密封底座上固定两层导向轮，每层8个对称设置，以保证钢内筒垂直上升。首段钢内筒安装则采用相互垂直的4个方向揽风钢丝绳及手拉葫芦调节垂直度。
4、检验
严格执行质量四级检查验收制度，贯彻自检与专检相结合方式。加工构件事先放样，焊缝质量符合焊接规范。卷好的复合板，在拉运、吊装时，应采取措施，防止钢板变形影响拼装。气压顶升装置属于密闭容器，使用和加工中严格按照压力密闭容器的有关规程进行操作。
5、结束语
通过该工程的应用，采用气压顶升法施工钢内筒可靠、安全、经济，比起以往采用的液压提升法施工，不仅节省了液压提升装置的采购费用，在设计外筒壁时，因气压顶升的负荷不加载在外筒壁上，使得外筒壁厚度及含钢量减小，降低了工程投资。
箱型柱混凝土顶升浇筑技术措施 篇3
关键词：混凝土;建筑结构;施工技术;浇筑;顶升法
在当今国内建筑工程项目中，无论是单层、多层还是超高层建筑施工，大多都仍然以传承多年的工程施工技术为主，这些工程施工技术虽然为我国建筑业发展做出了重大贡献，但面对越来越复杂的建筑结构就不能很好的应对。面对当前这种施工现状，对工程施工技术进行改进刻不容缓，这不仅是社会对建筑结构多样化提出的要求，更是提高建筑施工效率、保证工程进度、提高工程质量的重要举措。基于这些施工要求，以箱型柱混凝土顶升浇筑施工技术为主的工程施工新方法逐渐涌现，为建筑业更好、更快发展做出了积极贡献。
一、箱型柱混凝土顶升浇筑施工技术概述
在过去建筑工程施工项目中，大多工程施工都是自下而上的施工过程，是从工程基层开始利用砖、瓦、石以及混凝土等建筑材料逐层逐次施工的过程，但是对于那些结构复杂、施工环境特殊的工程而言，最多在工程施工之前增加基层施工环节，而对工程施工中其他的难题未曾得到有效解决。基于这种施工现状，一种全新的施工技术，也就是顶升法施工方法逐渐被人们重视。
1、顶升法内涵
顶升法施工是当今工程施工领域的一种特殊施工技术，它与传统的工程施工方法存在显著的区别，是在工程建设中提前在地面制作好屋顶，利用千斤顶、吊塔等特殊装置来增加屋顶的高度，然后在下方采用各种设备进行支撑，一直到工程高度达到预计施工标准的整个施工环节。这种施工方法的利用有效的避免了高空作业的施工问题，使得工程安全性得到有效的保障，同时对工程施工整体性、安全性以及耐久性提出了更好的要求。但是这种施工方法对工程施工技术要求十分严格，任何一个施工环节出现技术问题，都必然会引起工程质量隐患，最终给工程施工效益构成影响。
2、顶升法的发展
在当今建筑工程施工领域，大多工程施工都是采用从下而上的施工方法，这种施工方法不仅需要搭设塔吊等众多高空作业平台，而且对脚手架、模板施工要求非常严格。面对这种施工现状，本来就施工内容繁琐、工序复杂的工程施工工作更是难度重重，还极大的影响着工程施工效率、施工安全。但是这一施工技术的应用范围非常广，普及性非常强，不管是在哪个地区和国家，这一施工方法的技术和流程都是相同的。但具体而言，这种施工方法建造周期长、施工费用高、安全隐患高的特点，使其在一些特殊工程施工中更容易出现工程事故和问题。面对这些情况，顶升法的施工效果就显得非常明显了，它在应用中有效的解决了传统工程施工中存在的各种缺陷，有效的保证了工程安全，但是时至今日这一施工技术在应用中由于技术不成熟、施工设备要求高，因此在整个工程施工中还很少见，其施工技术还有待改进和创新。
二、顶升法施工要点
顶升法施工技术是近年来人们构想出的一种全新施工技术，是跳出传统由下自上施工这个范畴，改变施工要点，采用从下而上的施工技术和施工方法进行施工。这一方法的应用最早出现于日本的一栋中层建筑施工当中，是采用提前设置好屋顶工作，然后在其周围采用塔吊、千斤顶等设备进行顶升，然后在下方进行施工。这种施工方法有效解决了传统工程施工中存在的不足。但是由于工程施工技术不够成熟的影响，使得其在应用中只能够应用在那些层数不高的工程当中。在工程施工中，顶升法施工主要存在的优点如下：
1、工程在施工的过程中随着建筑结构高度的不断增加，倾斜角的影响越来越大，在工程施工中我们不仅要增加自身盾尾和高度，等到工程得到一定程度之后，使得塔吊以及千斤顶的应用变得十分艰难，甚至是产生其他隐患问题。为此在工程施工中特别需要留意这点施工问题。
2、随着建筑结构主体的不断加大，千斤顶、塔吊与建筑物之间的工作距离也不断扩大，也就是建筑工程施工场地受到限制，这也使得工程施工条件受到一定的限制，同样在施工建设中也是一个工程难点。
三、某箱型柱结构混凝土顶升法浇筑施工技术探讨
近年来，随着工程施工技术的发展和新设备的出现，各种新型的施工方法不断出现，不仅为建筑业的发展注入了新鲜活力，也为整个国民经济进步提供了动力基础。钢筋混凝土作为当今工程施工的常见方法，它在施工中采用顶升法进行施工效果也非常的好，下面我们就钢筋混凝土工程中顶升浇筑施工技术要点进行分析。
1.基本特点：
（1）不搭设高空脚手架，减少高空作业及劳动强度，操作更为简便安全。
（2）混凝土浇筑速度快，不浪费混凝土。
（3）箱型柱是很好的受压杆件，其管壁还是合理的耐侧压模板，施工混凝土时可节省支模、拆模的人工和材料。
2、工艺原理
箱型柱混凝土顶升浇筑工艺就是在箱型柱柱的下部（高度便于施工为宜）管壁上开一个比输送管略大的孔洞，用输送管将混凝土输送泵的出口与之连接，混凝土靠泵压通过输送管被连续注入箱型柱柱内，直至管内注满混凝土。
3、工艺流程及操作方法
在箱型柱混凝土柱核心混凝土的顶升浇筑施工中要重点解决好以下三个问题：混凝土配合比的设计、柱肢与混凝土输送管的连接、箱型柱混凝土的顶升浇筑工艺。
（1）混凝土配合比的设计。混凝土配合比设计是以满足可泵性要求，使水灰比小、坍落度大，减少混凝土收缩，强度、均匀性和凝聚性均优于普通同强度等级的塑性混凝土的方式对比试验进行的。在塑性混凝土中同时掺加减水剂和膨胀剂，可使混凝土拌和物泌水率减小，含气量增加，和易性改善，从而满足泵送要求。
（2）柱肢与混凝土输送管的连接。柱肢与输送管的连接是通过短管和一个135°弯头实现的。连接短管与箱型柱柱呈45°自下而上插入管洞。管外径与弯头及混凝土输送管相同，便于使用管卡连接，从而使混凝土泵送顶升浇筑更加顺利。连接短管用螺栓与箱型柱柱连接，并通过计算来选配螺栓，以满足受力的要求。柱肢箱型柱与混凝土输送管的连接。
（3）箱型柱混凝土柱混凝土的顶升浇筑施工工艺。对混凝土输送泵工作压力的要求，在工程实践中一般为10～16MPa。这与泵的状况、泵送高度和混凝土坍落度及和易性有关，尤其是混凝土的坍落度对泵送工作压力的影响十分明显。
四、结束语
通过工程施工得出顶升浇筑混凝土是一项技术性很强的工作，因此在工程施工中要确保一次顶升成功，否则的话很难及时的补救。
参考文献：
[1] 刘真，陈凯. 钢管混凝土顶升浇筑施工工法（YJGF46-2000）[J]. 施工技术. 2002（03）
[2] 赵巨海，张凤敏. 钢管混凝土柱泵送頂升混凝土施工技术[J]. 建筑技术. 2001（02）
路桥施工中顶升加固技术 篇4
通过对多条公路及桥梁的使用调查, 最为常见的病害主要包括修补损坏、路面铺装破碎、梁板底面局部出现孔洞、横向裂缝、渗水以及桥梁底部勾缝脱落等问题。
随着路桥通行车辆的重载及超载现象的逐渐加剧, 导致桥面铺装的损坏现象日益严重, 板件连接损坏导致单板受力发生。在公路工程中最为常见的则是梁板出现的横向裂缝, 有许多桥梁都通过换板处理, 当新旧桥面板出现连接强度不足时, 很快则会有道路损坏现象出现, 对路桥的安全状态造成一定程度的危害。
对其损坏原因进行分析表明, 大多数原因是由于铺装和面板出现脱离、通过车辆在公路进水后的长期荷载、防水层损坏等因素造成的。当沥青铺装层与面板发生脱离后, 会导致损坏速度加剧, 雨后层间水未能及时排出, 当炎热天气来临时会逐渐生成水蒸气, 通过汽车荷载引发的振动现象, 进一步将水气扩散及铺装层破坏的速度得到加快。
2 提升法加固的施工步骤
2.1 搭设脚手架及支架
运用门架或钢管对施工中的脚手架进行搭设, 采用竹架板对钢架上进行铺设, 使其发挥施工平台的作用, 平台的宽度应与材料、油泵、工作人员的位置相符。在脚手架周围应进行必要的防护措施的设置, 在支架搭设之前, 应先对支架进行处理, 使其能够与承载要求得到满足。
2.2 就桥面的凿除、清理及伸缩缝拆除
在桥面运用小型凿岩机进行凿开, 在施工过程中, 小型凿岩机应对风镐的功率进行严格控制, 确保风镐直接与桥面和梁板的接触面进行凿除, 避免对梁体造成损坏。在凿除结束之后, 运用人工装运的方式对施工现场存在的废旧料使用小型拖拉机进行丢弃, 促使一部分恒载得到减轻。
应对两侧桥台伸缩缝位置的伸缩缝进行解除, 在解除之后采用模板或橡胶对两桥台或梁板的间缝位置进行临时填塞, 避免在起顶的过程中出现面板纵向滑移。
2.3 千斤顶、泵站的安装及保养
为了使顶升过程中梁体的受力达到均匀状态, 应采用型号为300×300×20mm的钢板对千斤顶下方进行铺垫, 并运用250×250×20mm的钢板在顶部进行设置, 在工字梁的支架板上对千斤顶的位置进行确定, 确保千斤顶安装达到平稳状态。当梁底或工字梁支架位置有不平整发生时, 应采用人工凿平的方式, 并运用细砂进行一层铺垫。在施工之前应对所有千斤顶及高压油泵进行试运行处理, 避免施工中有安全故障发生。
2.4 观测标志的设置
在顶升的过程中应对应变片、百分表及水平位移观测标志进行安装, 促使在顶升时对梁体的水平位移、竖向及内力变化进行控制, 从而在施工中发挥指导作用。
2.5 顶升施工前的准备
在顶升前应对各方面进行详细检查, 确保设备处于完好状态, 施工人员就位, 通信器材及计算机数据的准确合理。其次还应对现场所有操作人员进行现场培训及技术交底, 促使施工的安全得到保障。在梁底进行显著的标记, 安装百分表, 准确的对顶升的位移进行量测。在顶升的过程中, 用钢板尺对高度进行测量, 并对其施工过程实施有效记录, 便于对顶升高度的变化进行观察。
2.6 顶升施工
在梁体腹板位置对千斤顶进行放置, 通过专人指挥及发令, 使其每次提升的高度控制在2mm, 总顶升高度控制在50mm。油泵对千斤顶进行控制, 一台油泵对单侧桥台的所有千斤顶实施控制, 设置专业人员对每个千斤顶进行负责, 采用钢板尺实施随时测量, 确保每个千斤顶的顶升位置基本相符, 使其误差不能高于1mm。
在提升过程中, 应对1~2人观察人员对板顶、负弯矩区段及桥面进行观察, 当有异常情况出现时, 应向总指挥进行及时报告, 通过总指挥下达的命令对顶升进行制止, 并运用有效的补救措施进行运用。在提升的过程中应对竖向位移及千斤顶的油压表的读数进行双向控制, 要求竖向位移差大大一致状态。要求竖向位移观测人员应与油泵操作人员保持随时的控制, 对操作人员的操作进行指导。在提升的过程中若有异常情况出现时, 要立即对顶升进行停止, 对原因查明后即可进行继续顶升。在顶升的过程中应处于缓慢同步的状态, 使其保持一边顶升一边支垫的方式, 避免有突发事故出现。
2.7 更换伸缩缝
对伸缩缝进行更换时, 应按照以下顺序进行操作:封闭交通、清理桥面、检查伸缩缝、放线及开槽、伸缩缝杂物清理、温度适宜的状态下对伸缩缝进行安装、混凝土浇筑、养护。
在安装的过程中, 首先应对伸缩缝的标高进行控制, 再对纵向平直度实施调节, 其次则是对其进行临时固定。当临时固定完成之后, 再对伸缩缝的标高及平直度进行核对, 当达到核对无误以后, 即可对对固定及混凝土浇筑进行操作。在安装之后, 伸缩缝的缝面应处于平整状态, 纵横坡度应能与设计要求相符, 促使两侧路面达到衔接平顺的目的。
3 顶升加固技术的注意要点
为了使顶升加固技术的施工质量得到保障, 在项目的组织及管理中, 应对以下几点进行关注:
(1) 顶升的控制。在顶升之前, 应对桥上交通进行临时封闭, 对过桥车辆实施引导, 使其能够与周边路网的分流状态进行引导。运用百分表的安装, 促使地基下沉量及千斤顶的顶升量得到测量, 促使顶升位移量与千斤顶顶升量相等, 半分表读数主要对地基下沉系统的百分表的读数进行检测。在平衡梁上对装好的压力表的千斤顶进行设置, 促使每个千斤顶在每次的顶升高度保持在0.5mm即可, 且持荷时间为2分钟。运用专业人员对千斤顶进行指挥, 在顶升之前, 总指挥应对各专业人员实施技术交底工作, 要求专业人员对总指挥达到绝对服从的效果。在正式提升施工之前, 应进行顶升施工的演练, 使其百分表及油压表达到良好状态, 进一步将施工准备的工作得到落实。
(2) 顶升位移观测。通过对地基下沉系统百分表和测千斤顶顶升量系统的百分表进行观测。在桥梁承台上对地基下沉系统进行测量的百分表的一端实施固定, 而其另一端应在基础的钢板上进行设置。测千斤顶顶升系统的百分表一端应在梁板顶部进行固定, 另一端需在对两钢管柱连接的工字钢上进行固定。在顶升结束之后, 在对千斤顶进行设置的工字钢位置应采用标尺进行安装, 在施工期间应对梁板实施观测, 确保每4小时观测一次。一周过后, 观测时间则可推迟为每8小时一次。再顶升结束之后, 位移观测的逐渐可调整为2天, 当未出现变化时, 即可对盖梁进行拆除。
(3) 落梁的控制。落梁与顶升施工相同, 在交通封闭的状态下, 应根据提升的程序进行1~2mm的提升。其次, 对临时钢管柱的钢垫板进行取出。根据每次0.5mm下降的方式对千斤顶的收油进行控制, 直到在新建盖梁的橡胶支座上对梁板进行下落即可。
4 结束语
总之, 对路桥改造及维修的过程都是导致道路交通受到影响的关键。整体提升加固技术的运用不仅能够将该困难得到克服, 而且还能使施工工期缩短, 促使维修加固的质量得到合理提升。因此, 该技术在公路工程施工中能够得到广泛推广及应用。
参考文献
[1]王宏辉, 王凤莲, 刘德福.采用顶升工艺整体加高整体式连续箱梁[J].黑龙江交通科技.2004 (12) .
塔吊顶升安全技术措施 篇5
一、安全技术措施
1、液压顶升前，对钢结构及液压系统进行检查，发现钢结构件有脱焊、裂缝等损伤或液压系统有泄漏，必须停机整修后方可再进行安装。
2、塔机顶升应严守操作规程。顶升前，将臂杆转到规定位置。顶升时，必须在已加上的标准节的连接预紧力达到要求后，方可再进行加节，顶升中禁止回转和变幅，齿轮泵在最大压力下持续工作时间不得超过3min。
3、对高强螺栓进行连接时要注意安全，如因拧紧力拒较大需两人配合时，配合者应手掌平托工具以免受伤害。
4、作业人员必须听从指挥。如有更好的办法和建议，必须得到现场施工及技术负责人同意后方可实施，不得擅自作主和更改作业方案。
5、顶升完毕，应检查电源是否切断，左右操作杆要退回中间零位，各分段螺栓紧固。有抗扭支撑的，必须按规定顶升后经过验收方可使用。
6、安装时务必将各部位的栏杆、平台、扶杆、护圈等安全防护零件装齐。
7、禁止使用普通螺栓代替高强度螺栓，而且高强度螺栓 的等级必须符合说明书要求。
8、现场施工技术负责人应对塔吊作全面检查，对安装区域安全防护作全面检查，组织所有安装人员学习安装方案；塔吊司机对塔吊各部机械构件作全面检查；电工对电路、操作、控制、制动系统作全面检查；吊装指挥对已准备的机具、设备、绳索、卸扣、绳卡等作全面检查。
9、参与作业的人员必须持证上岗；进入施工现场必须遵守施工现场各项安全规章制度。
10、统一指挥，统一联络信号，合理分工，责任到人。
11、及时收听气象预报，如突遇四级以上大风及大雨时应停止作业，并做好应急犯法措施。
12、进入现场戴好安全帽，在2m以上高空必须正确使用经试验合格的安全带。一律穿胶底防滑鞋和工作服上岗。
13、严禁无防护上下立体交叉作业；严禁酒后上岗；高温天气做好防暑降温工作；夜间作业必须有足够的照明。
14、高空作业工具必须放入工具包内，不得随意乱放或任意抛掷。
15、起重臂下禁止站人。
二、附着部位的要求
1、塔身附着框架的要求
a、附着框架在塔身节上的安装必须安全可靠，并应符合使用说明书中有关规定。
b、附着框架与塔身节的固定应牢固。c、各连接件不应缺少或松动。
2、附着杆的检查
a、与附着框架的连接必须可靠。
b、附着杆有调整装置的应按要求调整后锁紧。c、附着杆本身的连接不得松动。
3、附着杆与建筑物的连接情况。
a、与附着杆相连接的建筑物不应有裂纹或损坏。
b、在工作中附着杆与建筑物的锚固连接必须牢固，不应有错动。c、各连接件应齐全，可靠。
顶升施工 篇6
天津港是世界上等级最高的人工深水港，处于京津城市带和环渤海经济圈的交汇点，是首都北京的海上门户。天津港现有水陆域面积2，是我国北方最大的综合性港口，是连接东北亚与中西亚的纽带。2013年天津港货物吞吐量达5亿t，世界排名第四位，集装箱吞吐量达万TEU，世界排名第十位。为适应集装箱码头的发展趋势，天津港计划在东疆港区建设自动化集装箱码头。该集装箱码头位于天津港东疆港区西侧岸线，码头岸线总长约，码头纵深约，规划建设4个泊位，年设计集装箱吞吐量300万TEU。根据上述自动化集装箱码头的基本规划，天津港开展自动化集装箱码头工艺系统分析和研究工作，设计出基于梭车自动顶升的自动化集装箱码头工艺系统。
1 世界自动化集装箱码头发展现状及特点
1993年，荷兰鹿特丹港ECT码头投入运行，标志着世界上第一个自动化集装箱码头的诞生。截至目前，世界自动化集装箱码头已历经20多年的发展，并呈现出快速发展趋势。据统计，截至2013年底，世界建成和在建的自动化集装箱码头遍及四大洲，共计32个项目。根据自动化集装箱码头所采用堆场设备和水平运输方式的不同，可将现有自动化集装箱码头分为以下3类。
（1）“自动化轨道吊+自动导引车”工艺码头 此类工艺码头采用自动导引车作为从岸桥到堆场的集装箱水平运输设备；堆场垂直于岸线布置，采用自动化轨道吊作为堆场起重设备，负责集装箱在堆场内的水平运输和垂直起重作业。[1]此类工艺码头的优点在于：自动化水平较高，有利于节省码头人工成本。此类工艺码头的缺点在于：自动导引车采用全自动调度和行驶模式，效率较低，码头平均单线效率为28自然箱/h左右；由于自动导引车与岸桥和自动化轨道吊间存在耦合问题，作业时必须互相等待，影响作业效率；码头前期成本较高。此类工艺码头一般建设在人工成本较高的欧美发达国家或地区，代表码头有鹿特丹港ECT码头和Euromax码头。[2]近年来，一些集装箱码头（如鹿特丹港RWG码头）采用带自升降功能的自动导引车，以提升码头作业效率；不过，目前这些码头尚未投产，带自升降功能自动导引车的投入到底能够带来多大效率提升空间仍有待观察。
（2）“自动化轨道吊+跨运车”工艺码头 此类工艺码头使用轻型跨运车作为水平运输设备，跨运车由人工驾驶；堆场垂直于岸线布置，采用自动化轨道吊作为堆场起重设备。此类工艺码头的优点在于：跨运车具有起重能力，能够实现其与岸桥和自动化轨道吊间的解耦控制，作业时无须互相等待，因此作业效率较高；人工驾驶模式使码头初期投资较少，并有利于提高作业效率。此类工艺码头的缺点在于：与使用自动导引车的码头相比，其自动化水平较低，且运营成本较高。此类工艺码头的代表有伦敦门户码头[3]和弗吉尼亚集装箱码头。
（3）“带外伸臂式轨道吊+集卡”工艺码头 此类工艺码头采用集卡作为水平运输设备；堆场平行于岸线布置，采用带外伸臂的轨道吊作为起重设备；轨道吊下是自动化集装箱堆场，两侧外伸臂下是集卡通道。此类工艺码头的优点是：建设成本较低，其生产方式与原有集卡生产方式的兼容性较好。[4]此类工艺码头的缺点在于：由于集卡在场地内运行距离较长，难以精确定位，导致设备间交接容易出现长时间互相等待的情况，影响作业效率；人工驾驶的集卡与轨道吊的交接点较多，存在一定安全隐患。[5]此类工艺码头多建于亚洲国家或地区，例如，建于香港港的香港国际货柜码头和建于釜山港的HJNC码头就属于此类工艺码头。
2 基于梭车自动顶升的自动化集装箱码头工艺系统设计
2.1 方案设计
参考现有自动化集装箱码头工艺系统，结合天津港自动化集装箱码头的建设规划，设计基于梭车自动顶升的自动化集装箱码头工艺系统（见图1）。在新系统下：码头岸边配置带地面平台的新型高效岸桥，利用跨运车完成岸边水平运输；堆场垂直于岸线布置，由梭车系统完成堆场集装箱水平运输，由自动化轨道吊进行堆场集装箱装卸；在集疏运方面，使用优化的集卡倒车解决方案。此外，为提高梭车作业效率，在堆场前后侧设置转承平台，梭车配置自动顶升装置；跨运车将集装箱运至转承平台后，由梭车自动顶升装置实现集装箱与转承平台分离，从而完成集装箱水平运输。
图1 基于梭车自动顶升的自动化集装箱码头工艺系统
2.2 流程设计
基于梭车自动顶升的自动化集装箱码头卸船工艺流程如图2所示。岸桥将集装箱卸至码头前沿，系统判定集装箱应进入的堆场位置。跨运车将集装箱运送至堆场海侧，并根据系统判定，选择以下路径：（1）将集装箱放到转承平台上后，通过轨道梭车将之运送到海侧或陆侧自动化轨道吊，由其将集装箱放至堆场；（2）将集装箱放到堆场海侧缓冲区内后，由海侧自动化轨道吊将集装箱吊至堆场指定位置。此工艺的装船流程与卸船流程相反。
图2 基于梭车自动顶升的自动化集装箱码头卸船工艺流程
2.3 岸桥设计
配备人工跨运车的自动化集装箱码头多采用双小车岸桥，在岸桥岸侧腿间设中间平台，以便进行转锁拆装和箱号扫描作业。不过，设置该平台的弊端在于：将集装箱作业过程分为两部分（见图3），使得岸桥单次作业需要进行2次加减速，导致岸桥作业效率大幅降低。为此，很多自动化集装箱码头废弃该平台，选择在地面进行转锁拆装作业；但地面转锁拆装作业存在人机混杂的问题，容易引发安全事故。
图3 带中间平台岸桥作业
为解决上述问题，设计带地面随动平台的新型岸桥。随动平台可布置于岸桥跨距内或后侧外伸臂下，通过电气控制与岸桥进行自动随动和定位。卸船作业时，岸桥将集装箱从船上取下后放置到随动平台上；工人取下转锁后，跨运车即可将集装箱自平台上提起运走（见图4）。
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图4 带地面随动平台新型岸桥作业
2.4 堆场设计
2.4.1 配置转承平台
在堆场海侧和陆侧端部设置转承平台。通过转承平台，梭车与跨运车间实现解耦控制，交接时无须相互等待（见图5），有效提升作业效率。梭车配置顶升装置，可以在不借助其他起重机的情况下，将集装箱顶起并进行水平运输（见图6）。
图5 跨运车堆场转承平台作业
图6 梭车顶升作业
2.4.2 自动化轨道吊与梭车协同作业
在堆场设置梭车道，采用自动化轨道吊与梭车协同作业：梭车负责集装箱水平运输，自动化轨道吊负责集装箱起重作业。自动化轨道吊从梭车上取箱作业如图7所示。当堆场作业繁忙时，自动化轨道吊可以从堆场端部转承平台吊箱，并带箱行走至指定作业位置（见图8）。
图7 自动化轨道吊从梭车上取箱作业
图8 自动化轨道吊从堆场转承平台吊箱作业
3 基于梭车自动顶升的自动化集装箱码头工艺系统改进方案
（1）上述新型自动化集装箱工艺系统以单梭车道方案为主，根据码头实际情况，可以扩展为双梭车道方案。
（2）虽然本系统选择跨运车作为堆场集装箱水平运输设备，但实际上，带自升降功能的自动导引车与顶升梭车也可以较好地配合作业。
（3）如果配合较好的调度算法，可以考虑不带顶升装置的梭车方案，同时撤去转承平台，以进一步简化方案。
4 基于梭车自动顶升的自动化集装箱码头工艺系统优点
4.1 效率和安全性方面
（1）岸桥下设置的地面随动平台和堆场端部设置的转承平台实现整个工艺系统的解耦控制，使设备间的交接无须互相等待，大大提升系统作业效率。
（2）堆场海陆侧均可建立1条以上作业线，有利于提高堆场作业效率。
（3）陆侧自动化轨道吊可以参与海侧作业，海侧自动化轨道吊也可以参与陆侧作业，使前后自动化轨道吊的有效作业量较为均衡。
（4）在1台自动化轨道吊出现故障的情况下，仍能保持海陆侧作业，大大提升作业系统的可靠性。
4.2 经济性方面
（1）梭车工艺系统有利于降低堆场翻箱率。在传统自动化集装箱码头工艺系统下，自动化轨道吊通常优先进行堆场端部集装箱吞吐作业，然后再进行翻箱作业；而基于梭车自动顶升的自动化集装箱码头工艺系统能大大提升堆场集装箱一次到位率。经仿真测算，单梭车道工艺方案下的堆场集装箱一次到位率为40%，双梭车道工艺方案下的堆场集装箱一次到位率达80%以上。
（2）虽然梭车工艺系统使堆场投资增加，但由于堆场作业效率大大提升，可以通过减少堆场数量来减少码头投资成本（见图9）。经测算，基于梭车自动顶升的自动化集装箱码头工艺系统的设备投资与传统自动化集装箱码头工艺系统的设备投资基本持平。
图9 传统工艺系统方案与梭车工艺系统方案的堆场数量比较
（3）与采用自动化轨道吊进行集装箱水平运输相比，采用梭车进行集装箱水平运输可降低能耗75%以上（见表1），经测算，每年至少可以节约成本600万元人民币。
表1 梭车与自动化轨道吊能耗比较
参考文献：
[1] 刘广红，程泽坤，林浩.自动化集装箱码头总体布置[J].水运工程，2013（10）：73-78.
[2] 刘晔.谈自动化集装箱码头[J].港工技术，2014（2）：8-25.
[3] 杨瑞，谢文宁.自动化集装箱码头的装卸工艺及设备[J].集装箱化，2010，21（3）：2-4.
[4] 赵彦虎.新型自动化集装箱码头装卸工艺系统研究[J].港口装卸，2009（3）：22-24.
[5] 王伟，姚振强，包起帆.自动化堆场集装箱先进装卸工艺的探讨[J].机械设计与研究，2007，23（2）：84-87.
（编辑：曹莉琼 收稿日期：2014-11-26）
同步顶升技术更换支座施工方案 篇7
江阴长江公路大桥北岸引桥全长1 518 m,其桥孔布置为:5×30 m+8×30 m+6×50 m+6×50 m+4×50 m+3孔预应力连续箱梁(3×50 m)+3孔预应力连续箱梁(50 m+75 m+50 m)。其中第1联至第5联的上部结构为桥面连续、结构简支的30 m和50 m的T梁。该桥建成通车已10多年,巨大的交通量使北引桥的部分板式橡胶支座出现了病害。2008年,在对北引桥全部板式橡胶支座进行的常规检查中发现支座存在不同程度的病害,病害类型有局部脱空、偏位、偏压、表面不均匀鼓凸、剪切变形过大、表面开裂等。支座病害已直接影响到桥跨结构和行车安全,因此需要对病害支座进行更换。鉴于该桥交通繁忙,支座更换中应尽量不中断交通或进行部分交通管制,并考虑到北引桥结构简、支桥面连续的特点,因而对支座更换施工提出了较高要求,为此采用“不中断交通,纵向逐墩、横向同步顶升”的方式对北引桥30 m和50 m T梁支座进行更换。桥墩处横断面见图1。
2 顶升施工基本要求
2.1 顶升前后的桥梁检查
顶升施工之前必须对顶升梁段及其相应的上下部结构进行全面检测[1],以了解桥梁结构现状,避免已有病害影响到顶升施工的安全;另一方面支座更换施工结束后也需全面检测,以判断顶升施工是否对桥梁结构造成损伤,若有则需要采取相应的维修措施。
2.2 顶升安全性要求
桥梁顶升是一项安全风险较高的工程,实施中必须保证顶升施工过程结构的安全,顶升过程中的安全性包括结构的安全性、设备的可靠性及施工操作人员的安全[2]。
2.2.1 结构整体安全
江阴大桥北引桥采用装配式预应力混凝土简支T梁桥,同一跨内的梁体之间横隔板采用湿接头方式连接,各联内梁体结构简支、桥面连续。在顶升过程中,各千斤顶位移必须同步,避免对结构造成损伤。
2.2.2 顶升着力点局部承压验算
由于在顶升过程中,梁体和盖梁顶升着力点存在应力集中,该处需要专门的加强设计,保证构件在顶升过程中不会出现局部损伤。
2.2.3 墩柱及盖梁的安全
顶升过程中,由于支座反力作用位置改变,墩台和盖梁受到的内力可能发生变化,须考虑该变化所带来的不利影响。
2.2.4 施工安全
顶升施工采用的是计算机控制同步顶升系统,还布置了结构安全监控系统,但为了确保万无一失,在梁体顶升过程中还配备了不同厚度的安全钢垫板和螺杆式千斤顶作为临时支撑进行安全防护。另外,还要关注施工过程中交通、高空作业、脚手架防护、用电等安全问题。
2.3 顶升施工方案的可行性要求
桥梁顶升施工是对既有桥梁的维修或改造,故存在千斤顶的尺寸、顶升吨位、数量、安放位置,施工操作空间以及是否需要中断交通等诸多约束条件,顶升方案须具有良好的可实施性。
另外,千斤顶的油压达到预定值时需要一定的反应时间,并且冲击荷载对千斤顶油缸会造成损伤,基于顶升过程的安全以及顶升设备正常工作的要求,还需要考虑交通影响因素。
3 顶升施工方案的实施
3.1 顶升实施方案及其步骤
本次针对北引桥的桥跨结构采用“不中断交通,纵向逐墩、横向同步顶升”的方式更换支座。即在本次更换支座过程中,沿着纵向逐一对各墩(台)上的支座进行更换,而各墩(台)上所有支座更换必须采用同步顶升(落梁)的方式进行。需要强调的是,过渡墩上各支点也必须同步顶升,以免顶升时在伸缩缝处形成高差,引起跳车以及损坏伸缩缝内位移箱,进而影响行车及施工安全。
具体施工步骤为:施工准备→布置顶升支撑点→安装千斤顶及同步设施→布设纵、横向限位装置→设置监控系统→交通管制(若有必要,考虑车辆限速)→分级整体同步顶升梁体→顶升就位后,安装预制好的临时支撑→调整临时支撑高度,使其与梁底紧密接触→支座更换施工(取出旧支座、梁底调平等)→放置新支座,调整(降低)临时支撑至预定高度→首次分级整体同步落梁至预定标高(梁底原标高+支座压缩量)→梁底调平材料完全固化后,再次分级整体同步落梁至原有标高处→全面恢复交通。
3.2 顶升设备
桥梁同步顶升是一项技术难度大、安全风险高的工作,同步液压顶升系统是关键。本工程选择美国ENERPAC公司研制的PLC计算机控制同步顶升液压系统,该系统配备了高精度的压力传感器和位移传感器,具有自动报警功能,并实时显示顶升力值和顶升高度,能够实现位移同步;自动化程度高,具有智能监测和控制的能力,能够通过计算机对各液压缸的压力和位移进行实时监测和动态调控;在达到预先设定的行程或负载限制时自动锁定;配置的千斤顶具有自锁功能,当油路发生故障时,能自动锁定,保持千斤顶油压不降。
3.3 顶升临时支撑点布置
由于本次选择了常州东南特种技术工程有限公司引进的直径21.6 cm、高10 cm、150 t顶升力的超薄型千斤顶,各墩台盖梁顶面有足够的空间来满足千斤顶布置要求,因此将千斤顶和临时支撑靠近原支座顺桥向一前一后布置(见图2),充分利用墩台及其盖梁的构造特点即可实现顶升平台和操作条件。
3.4 顶升(落梁)控制
3.4.1 顶升高度控制
本次同步顶升高度控制在3 mm以内,但同一墩台上的支座间顶升高差应控制在1 mm以内,顶升施工不可超过预定高度。
3.4.2 落梁标高控制
为了保证梁体调平质量,本次落梁分2个阶段进行。第1阶段落梁至预定标高,该标高(H1)为梁底顶升前高程(H0)加上支座的压缩量(Δh),即H1=H0+Δh;第2阶段落梁在梁底调平材料(结构胶)固化后进行,落梁至原有标高处。
3.5 桥面连续增强措施
同主梁相比,桥面连续部位的抗弯刚度较小,因此需要加强此处刚度,以保证顶升施工过程中桥面连续不开裂。主要措施是在桥面连续处各墩纵向相邻的两片主梁端部设置刚性支撑。刚性支撑与梁端接触面间需要设置1层橡胶层和钢板,以扩大接触面,同时保证钢板与主梁间接触密实,避免梁体出现局部承压破坏。
3.6 施工操作要点
3.6.1 顶升控制原则
(1)顶升高度控制原则:旧支座脱空、能取出,新支座能顺利安装为宜,不可超出预定的顶升高度。
(2)顶升过程控制原则:采用顶升力和位移双控原则,当顶升力接近梁体恒载吨位时,放慢顶升速度,缓慢顶升至预定高度。
3.6.2 试顶升要点
正式顶升前,先试顶升1 mm,然后计算机自动锁定液控阀,保持油缸压力不变,并持荷20 min,观察各支撑点情况,如果发现异常及时处理。
3.6.3 顶升及落梁过程操作要点
试顶完毕,开始正式起顶,按照每级顶升1 mm的顺序进行。梁体顶升到预定高度后,检查所有支座是否脱开,未脱开的要同步调整顶升高度直至所有支座脱开为止,并及时安装和调整临时支撑(螺杆式千斤顶),使其与梁底密贴,检查无误后方可进行后续更换支座施工操作。
落梁过程要保持梁体整体平稳,由计算机控制同步下降液压系统完成,按照每级下降1 mm的顺序进行落梁,直到梁体落实为止。
3.7 顶升过程控制要点
3.7.1 安全限位措施
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偏差,为防止梁体倾覆和滑移,保证桥梁顶升的准确性和安全性,需要采用有效的限位措施。限位装置应该有足够的强度和刚度,这是顶升安全控制的重要措施。
3.7.2 临时支撑设计
顶升过程应采用分级顶升,每一级行程的最大位移控制在1 mm以内,在顶升过程中,需要及时调整临时支撑高度,保证其与梁底密贴。本工程采用了螺杆式千斤顶作为临时支撑,其高度可以实现无级调整。
3.7.3 顶升过程的同步监控
对梁体顶升过程中的安全监控,本工程采用了东南大学研制的监控系统对结构应力、挠度,梁体位移、整体姿态等进行全程跟踪监测,能及时发现异常情况,并具有自动报警功能。
3.7.4 落梁后梁底标高控制
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,因各主梁间横向有横隔梁联结,纵向有桥面连续,除了保证各片梁体在上升阶段位移一致外,还要确保落梁后各片主梁回落到原有标高处,避免强迫位移长期存在。
4 支座维修要点
4.1 支座滑动面调整
调查发现滑动支座的纵向滑动功能失效,是因为原设计将滑动支座的滑动面设置在支座垫石的顶面,滑动面易积累灰尘等垃圾,影响滑动效果。另外由于梁体在温度及制动力作用下带动支座纵向滑移,易导致盖梁及其下部结构受力不利。因此本次维修时将滑动支座的滑动面调整到主梁梁底,同时按照规范要求在梁底设置一块不锈钢钢板。
4.2 梁底调平处理
现场检查发现梁底混凝土粗糙不平,未设置不锈钢钢板,造成支座局部承压。为避免支座更换之后局部脱空,梁底须进行调平处理,同时在梁底补设一块不锈钢板。为保证钢板与梁底密贴[3],钢板与梁底面间用结构胶填充,结构胶完全固化后才能完全落梁。落梁后必须检测不锈钢钢板是否水平、钢板与支座是否密贴、支座四周是否异常,如果存在脱空、钢板不水平现象或其他异常问题,则返工重新调整,直到合格为止。
4.3 注意事项
(1)落梁前,须测量各支座处梁底标高,落梁后梁底标高必须与顶升前标高保持一致;
(2)支座拆除之前需要对支座在盖梁上的位置进行标记,新支座安装时,尽量按照原有位置安放,如果原支座位置有误,(下转第75页)(上接第64页)
通过准确测量后,重新定位;
(3)在同一墩台上的同一排支座,其横向位置成一条线,且到墩台横向中心线的垂直距离一致;在同一桥墩上的2排支座,各自与桥墩横向中心线的垂直距离必须相等,避免在支座位置出现偏心受压现象;
(4)各墩台上设置的固定支座和滑动支座必须与原设计图纸一致,不能有误和混淆,如果发现原设计有误,及时通知相关部门,采取措施进行调整;
(5)称重时,不能采用单点顶升的方式称重,同一墩台上的所有支座必须同步进行称重。
5 结语
(1)通过本次工程实例证明本桥采用“不中断交通,纵向逐墩、横向同步顶升”的方式对支座进行更换是可行的;
(2)施工所采用的计算机控制同步顶升液压系统先进、安全可靠,安全监控系统行之有效,实时监测对梁体安全顶升发挥了重要作用;
(3)梁体同步顶升更换支座需要一支经验丰富、精心施工的专业队伍;
(4)对大批量支座更换时,应采取“小范围更换成功后,再全桥推广”的策略,这样可以达到改进施工工艺,并能检验新支座质量。
摘要：以江阴长江公路大桥北引桥支座更换施工方案,介绍了支座更换的施工方法,及施工过程的控制要求,并对支座的维修要点进行了探讨,可供同类型的桥梁支座更换提供参考。
关键词：桥梁工程,支座更换,同步顶升,施工方案
参考文献
[1]JTG/T J23—2008公路桥梁加固施工技术规范[S].
[2]周明华,翟瑞兴.公路桥梁橡胶支座更换技术的探讨[J].现代交通技术,2005,2(3):52-54.
跨线桥顶升施工技术探讨 篇8
随着公路建设的发展, 对可利用的桥梁进行维修加固已经开始普遍采用, 这样既保证了应有功能又节约了投资, 就是其中一方面。现就顶升施工的工艺及施工现场控制相关情况作简单阐述。桥梁顶升即是在原桥台附近开挖基坑浇筑临时砼作为顶升支架的基础, 顶升支架采用无缝钢管, 无缝钢管加工高度根据现场情况实测高度进行加工, 保证同轴无缝钢管上部放置工字梁面处于同一高度。并在桥台或墩柱外侧安装防位移装置 (高度根据现场实际情况而定) 。顶到位后落梁垫好临时支撑柱。在原桥台、墩上进行支座垫石放样, 凿除埋设支座垫石基槽并打磨平整, 调制环氧砂浆安放支座垫石, 对支座垫石进行焊接, 最后安放橡胶支座并找平、落梁。本跨线桥是钢箱梁桥, 由于道路的交通压力日益增大, 现有的跨线桥没法很好的解决交通拥堵现象, 最后决定将现有的跨线桥和新建的桥梁练成整体, 实现全程高架全封闭上下行通车, 可以和好的解决红绿灯过多引起的堵车现象, 所以既有桥的顶升从方案上来说比重新修建要既快有节省成本, 但是技术上是要求很高的, 所以顶升的难度是可以想像的, 尤其是连续梁桥, 如果整体顶升不同步, 产生的不是刚体位移, 整座桥将产生附加应力, 由此在运营阶段加上车辆荷载会带来安全隐患, 十分不利, 甚至在顶升施工过程中产生梁体的侧翻和开裂。 (见图1)
2 施工工艺组织
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。施工准备工作:在顶升第一次完成后墩、帽顶基面清理, 凿除基面凸起部分, 并清除破碎松散砼渣子。在桥台 (墩) 预支临时钢垫块部分如存在钢筋头的应予以割除并处理至低于砼表面高度。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。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。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。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。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。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。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:预顶升 (以梁体顶起5mm为准) :预顶升主要目的为消除顶升系统可能出现的问题, 如油路接头漏油、油泵压力不够等, 同时消除顶升过程中可能出现的非弹性变形。预顶升以千斤顶顶至设计荷载为控制荷载, 要确保在顶升中梁体同步被顶起, 并应持荷5min以上卸载。卸载后应认真检查系统的各自控制系统及表观现象, 检查重点有:所有油路有无漏油现象、千斤顶有无异常现象、供电线路的表观磨损等。卸载后同时还应认真检查千斤顶上下钢板有无变形现象, 必要时可调整钢板的厚度以满足顶升要求;认真检查千斤顶放置位置下的结构物有无区别于顶升前的现象, 如存在, 应认真查出原因后方可正式顶升, 严禁情况未明时继续进行顶升。卸载后还应立即组织沟通会议, 把出现的问题及时协调处理, 明确对于组织机构、信息传递及反馈等过程控制中有无需再次强调及改进等。所有各项均核对无误后可再次顶升一个量程, 即10cm, 顶升到位后应及时加上辅助支撑。换顶:对于, 要求顶升高度较大, 对于千斤顶有效行程时, 则需要换顶。即加高千斤顶必须严格按照既定的方案进行, 控制内容包括所千斤顶下部加高钢板数量、高度及下次顶升高度等。顶升换顶过程中, 如换顶时间预计要超出10min在其他墩处应把梁落于临时支撑上, 严禁以千斤顶持续承载换顶的方式进行换顶作业。加高千斤顶前应提前在加高的放置位置标线, 加高后的千斤顶要求可参考预顶升部分。顶升至设计位置:经现场再次确认千斤顶无移位等现象后可统一继续顶升工作。根据不同墩号顶升工作需要不同顶升循环才能顶升至设计高度, 应严格过度过程中的换顶作业等工序。应注意顶升过程中千斤顶不可顶升至顶的最大的行程高度, 应考虑70%~80%的降效。顶升至设计高度位置过程中, 临时支撑超过20cm以上时应对临时支撑进行点焊连接, 防止可能出现的失稳及侧倾斜撑现象。顶升过程应严格按照规定分级加载控制程序执行。临时支撑的放置:临时支撑的放置位置应考虑新支座垫石的安装宽度, 留出足够安装对应的支座垫石进口宽度。支座垫石安放时应在相应位置凿除垫石槽, 并将L型角钢与支座垫石预留钢板进行上下焊接, 焊接完毕后检查焊缝并用环氧砂浆修补边槽。待形成一定强度后放置支座。落梁:落梁程序与顶升程序相反, 应严格执行其程序。落梁前应确认所有临时支撑已拆除、钢垫块已安装好。落至支点承载以后应注意位移和压力传感器所示数据, 各墩减速是否一致, 位移变化是否一致, 相差过大时应找出原因处理后重新落梁。临时设施的安全拆移临时设施的拆移应注意安全、有序, 采用与顶升时相同的保障措施进行监控, 同时应注意成品保护和拆除时的施工安全。相关注意事项:施工中尤其注意施工安全保障措施;对进场的支座的规格性能要逐个进行检查, 确保其大小、性能合适;支座垫石必须调平, 待环氧树脂砂浆形成强度后方可落梁。
3 安全施工控制系统的建立
施工监测系统是桥梁施工控制系统中的一个重要部分, 各种桥梁施工控制中都必须根据实际施工情况与控制目标建立完善的施工监测系统。不论何种类型的桥梁, 其施工监测系统中一般都包括结构设计参数监测、几何状态监测、应力监测、动力监测、温度监测等几个部分。通过施工监测系统的建立, 跟踪施工过程并获取结构的真实状态, 不仅可以修正理论设计参数, 保证施工控制预测的可靠性, 同时又是一个安全警报系统, 通过警报系统可及时发现和避免桥梁结构在施工过程中出现的超出设计范围的参数 (如变形、截面应力等) 以及结构的破坏。另外, 该监测系统还可在桥梁使用中对其安全状况进行监测, 为桥梁的科学管理与维护提供数据资料。施工监测系统示意图如图2所示。监测的主要目的:保证在每个施工阶段过程中整座梁体安全;主要措施:在关键截面布置位移传感器和应变计, 通过位移传感器控制主梁顶升过程中的梁体的运动轨迹, 应变计监测主梁内力变化。
4 试顶监控制流程
在正式顶升之前进行试顶, 目的是为了对顶升控制系统的工作状态进行评估, 同时对梁体进行称重, 考核理论计算结果的准确性, 确保后续正式顶升工作的顺利进行。试顶计划分三个阶段进行:第一阶段:加载至理论顶升力的80%, 然后缓慢加载使梁整体竖向位移达到2mm, 保持油压稳定, 对梁体进行称重, 采集位移及应力数据, 对实测数据进行分析, 数据在限值内方可进行下一阶段, 若数据异常, 则顶升暂停, 分析原因, 解决问题。第二阶段:继续同步顶升, 使梁体竖向位移达到10mm, 稳定2min后采集位移及应力数据, 对实测数据进行分析, 判断整个工作系统的可靠性与稳定性。第三阶段:千斤顶回油, 梁体缓慢落至原位置, 试顶结束。
由于H17最大顶升高度达1443mm, 为保证梁体整体平衡和结构安全, 顶升应分阶段进行, 以H17处位移值100mm为一阶段, 逐步进行, 每步以100mm为限, 每完成一步行程, 对位移和应变数据进行采集, 将实测数据与理论数据进行对比, 判断是否存在强迫位移及附加应力, 及时处理异常情况。全部顶升过程分19个阶段进行:第1-16阶段:以H14为轴旋转梁体, 先将H17处顶升16x100mm, 每一阶段100mm, 每步H17处位移相同, 其它各墩处同比例顶升;第17阶段:以H14为轴旋转梁体, H17处顶升43mm, 步长分别为43mm, 其它各墩处同比例顶升;第18阶段:整体落梁100mm, 其他墩相同位移的下降;第19阶段:整体落梁98mm, 为使最后梁体高程达到设计标高, 均为-98mm。
5 工况说明
由于本工程的特殊要求, 在施工过程中对技术的要求较高, 但是现场的施工局限性和不可确定性, 必须对各种施工中可能产生的工况进行可行性分析研究, 因为现场无法保证顶升的绝对的同步, 所以对不同的工况进行有限元模拟分析是必要的, 通过计算给出最大的允许偏差。并且通过计算来控制现场的施工操作, 做出实时监控来保证梁体在顶升过程中的安全, 如果顶升偏差一旦超过容许值, 必须马上给出预警报告。全桥分六个工况计算:工况一:全桥自重和二期铺装荷载作用下;工况二:H17号桥墩施加2cm竖向强迫位移;工况三:H16号桥墩施加2cm的竖向强迫位移;工况四:H17号桥墩的一侧施加2cm竖向强迫位移;工况五:H16号桥墩的一侧施加2cm竖向强迫位移;
6 有限元模型
ANSYS有限元模型见图3、4。
7 有限元计算结果
经过工况一原结构计算, 以便对原结构在顶升前对该桥有个应力的了解, 知道何处是最不利的位置, 并为后期顶升分析提供数据, 梁体拉压应力的增量是否在安全范围内 (图5) 。
(2) 工况二强迫位移作用下结果见图6、7。经过工况二顶升后结构计算分析可见, 对原结构在H17墩处顶升2cm后该桥有应力的变化, 其中H17处钢箱梁的上下表面的应力增量是最大的为44.7MP是最不利的位置, 其他各处的应力均减小, 所以梁体拉压应力增量是在安全范围内。
(3) 工况三强迫位移作用下结果见图8、9。经过工况三顶升后结构计算分析可见, 对原结构在H16墩处顶升2cm后该桥有应力的变化, 其中H16处钢箱梁的上下表面的应力增量是最大的为9MP是最不利的位置, 其他各处的应力均减小, 所以梁体拉压应力增量是在安全范围内。
(4) 工况四强迫位移作用下结果见图10、11。经过工况四顶升后结构计算分析可见, 对原结构在H17墩处一侧顶升2cm后该桥有应力的变化, 其中H17处钢箱梁的上下表面的应力增量是最大的为59.6Mp是最不利的位置, 其他各处的应力增量均小于该值, 所以梁体拉压应力增量是在安全范围内。
(5) 工况五强迫位移作用下结果见图12、13。经过工况五顶升后结构计算分析可见, 对原结构在H16墩处一侧顶升2cm后该桥有应力的变化, 其中H16处钢箱梁的上下表面的应力增量是最大的为22Mp是最不利的位置, 其他各处的应力增量均小于该值, 所以梁体拉压应力增量是在安全范围内。同理经过梁体局部应力分析可见, 当梁底受局部顶升荷载时, 结构在H17墩处有应力的变化, 压力增量最大为30mp, 其中H16处钢箱梁的上下表面的应力增量是拉应力最大的, 增量为27.9Mp, 其他各处的应力增量均很小, 所以梁体拉压应力增量是在安全范围内。
8 结论与建议
所以对大多数既有桥来说, 顶升方案比重新修建要既快有节省成本, 但是技术上是要求很高的, 所以顶升的难度是可以想像的, 尤其是连续梁桥, 如果整体顶升不同步, 产生的不是刚体位移, 整座桥将产生附加应力, 由此在运营阶段加上车辆荷载会带来安全隐患, 十分不利, 甚至在顶升施工过程中产生梁体的侧翻和开裂, 所以对顶升的组织控制是尤为重要的, 只有施工方法得当, 科学的去组织控制, 把前期的顶升过程要经过合理的验算和多因素的思考, 才能保证顶升目标的预期完成, 所以顶升的组织控制要科学合理, 从技术要可操作性, 在理论上要合乎安全性, 最终可以实现成功顶升。
经多工况优化计算, 顶升中, 相邻支座竖向位移差不超过20mm时, 钢箱梁的拉压应力增量不超过59.6MPa, 在安全范围内。所以现场施工过程中我们给出最大允许的偏差2cm是可行的, 只要顶升偏差在2cm以内梁体是安全的。包括纵向相邻墩的顶升高差和同一个墩的横向高差。
H16号台和H17号墩处箱梁局部拉压应力达到202MPa, 有富余量, 但是前提是顶升时梁与箱梁底部须紧密相贴, 保证箱梁底部与顶升横梁充分接触。所以在实际的顶升过程中保证匀速、缓慢的供油, 并且在换顶的时候还要确保千斤顶的保压性能的正常运作等, 即使钢箱梁的容许应力较混凝土的大, 但是在顶升的过程中还是有很多需要慎重的环节, 比如分配梁放置位置的准确可以防止底板的局部屈曲, 顶升的精确和同步可以避免整体钢箱梁内顶升附加内力和应力的产生。
千斤顶安装时应保证千斤顶的轴线垂直。以免因千斤顶安装倾斜在顶升过程中产生水平分力, 千斤顶的上下均设置钢垫板以分散集中力, 保证结构不损坏。
其中随动装置与千斤顶配套起用, 一个千斤顶一个随动装置, 保证千斤顶在失压的情况下随动装置可以代替千斤顶受力, 保证梁体的安全。
参考文献
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公路桥梁单墩多级同步顶升施工 篇9
关键词：同步顶升,反力值,千斤顶,单墩多级
1 线形变化情况
2009年3月工地进场例行检查时, 发现定西施工完未通车某大桥第二联桥面出现横向线形变化。经测量, 发现第二联桥面及下部高程普遍低于设计。8#墩身右侧出现多道裂纹 (只一侧, 不是墩身环向) 。8#墩前后1m左右梁底、梁体腹板位置存在裂纹, 6号、7号墩身也有较少几道裂纹。第二联桥面产生横向位移, 第一联与第二联梁体产生3.5cm错台, 第二联与第三联梁体产生9cm错台。6#、7#、9#墩身向外侧倾斜 (7#倾斜度最大为0.32%) 。单向盆式支座存在桥径向一侧靠死现象。其中第二联:6#、7#、9#墩左侧卡死, 8#墩右侧卡死。
2 纠偏加固思路
通过论证计算, 对该大桥第二联梁体竖向进行单墩分级多次顶升, 并在盆式支座底加设钢板调整桥面标高。由于施工记录丢失, 墩台沉降不能准确确定, 施工过程中主要以墩顶反力作为控制指标, 以调整各墩反力至理论反力或接近未沉降前理论反力为最终目标, 同时参考墩顶支座垫石沉降量 (沉降后与设计差) 进行顶升作业。
3 纠偏施工作业
3.1 平台搭设
施工平台的搭设, 关系到施工人员、机械设备的安全, 搭设时应根据现场情况具体搭设。考虑到本次桥梁净空较大的具体情况采用单墩搭设脚手架, 四周搭设安全网等安全设施。
3.2 横向限位块的设置
为了避免箱梁在顶升过程中侧向滑移, 在8#墩顶内外两设置横向钢结构挡块, 并采用水平向设置的千斤顶系统, 防止解除梁体约束后梁体变位加剧, 确保顶升位置的准确性和合理性。
3.3 解除梁体约束
为保证上部结构在竖向顶升过程中, 其结构处于一个自由状态下, 在进行顶升前应先解除第二联所有支座约束。在解除约束时应重点检查桥梁的现状, 做好顶升前墩顶检查记录, 应包括支座状况、梁底情况等。
3.4 设置千斤顶
千斤顶根据支反力大小设置, 采用一套单液压缸同步项升动力监控系统.该动力监控系统采用“工控机+可编程控制器+液压控制系统”组成分布式控制系统, 实现执行机构的分散控制、集中操作, 信息的集中管理, 能满足桥梁单墩顶升, 又能够对墩顶顶升点的压力、位移和应力进行实时监控。
顶升支撑位置尽量选择在原支座位置附近, 支撑位置越靠近支座, 越符合桥梁的受力。
3.5 顶升作业
1) 实测确定5#、6#墩、7#、8#、9#、10#墩顶沉降量 (桥面、支座垫石与设计差值) 。
2) 对顶升作业中计划使用的千斤顶进行编号、标定。
3) 顶升系统工作原理。顶升控制系统由液系统 (油泵、油缸等) 、百分表传感器、计算机控制系统等几个部分组成。
(1) 液压系统
液压系统由计算机控制, 可以全自动完成同步位移, 实现力和位移的控制、位移误差的控制、行程的控制、负载压力的控制;误操作自动保护、过程显示、故障报警、紧急停止功能;油缸液控单向阀可防止任何形式的系统及管路失压, 从而保证负载有效支撑等多种功能。
A2F型高压柱塞泵能够稳定地为系统提供100MPa的油压 (尖峰压力值120MPa) 。在每一个顶升缸的下腔接有减压阀, 根据实测到的各顶荷重压力, 将减压阀的零背压出口压力调至比实际荷重压力低2.0MPa;即减压阀的零背压出口压力=实测到的各顶荷重压力-2.0MPa。减压阀共有三个油口;进油口、出油口、回油口, 如果减压阀的调定压力为P0, 而回油口的压力为Pc, 则出油口的压力为Po+Pc。这个组件与外部的位移传感器构成位置闭环系统, 依靠位置闭环系统可实现精确的位置控制。
为了避免Pc变化范围过大, 造成举升过快, 进油口油压每2.0MPa停一次,
在每一个顶升缸的下腔, 另接有液控单向阀和测压接头, 只要电磁阀一断电, 液控单向阀立即关闭, 确保顶升缸不至带载下滑。通过测压接头可向顶升缸内少量补油。
正常工作时, 电磁阀的电磁铁A始终通电。电磁阀的中位, 用于顶升油缸完成一步顶升时进行支垫, 当电磁阀处于中位时, 顶升缸上下腔油压均为零, 关闭液控单向阀后, 可以拆装油管。当电磁铁B通电时, 顶升缸处于空载快速回缩状态。为避免举升或回缩时速度过快, 在电磁阀的进油口接有调速阀, 它可控制顶升缸的最大运动速度。
除单向阀、压力传感器、压力表、测压接头装在千斤顶以外, 其他的元件包括控制电器组装在一个液压泵站内, 液压站与千斤顶之间用3根软管相连接, 分别是进油管、回油管、控制油管, 这样就组成了一个完整的液压系统。
(2) 传感系统
比例阀、压力传感器和电子放大器组成压力闭环, 根据每个顶升缸承载的不同, 调定减压阀的压力, 若干个千斤顶组成一个顶升组, 托举起桥梁上部结构, 但是如果仅有力平衡, 则桥梁的举升位置是不稳定的, 为了稳定位置, 在墩顶和箱梁底部安装位移百分表, 在每组中间进行位移量的反馈, 百分表误差为0.01mm, 满足桥梁顶升位移误差。顶升位移反馈到计算机组成位移闭环, 一旦测量位置与指令位置存在偏差, 便会产生误差信号, 该信号经放大后叠加到指令信号上, 使该组总的举升力增加或减小, 于是各油缸的位置发生变化, 直至位置误差消除为止。由于各组顶升系统的位置信号由同一个数字积分器给出, 因此可保持各个千斤顶顶升同步。
通过油压泵每2MPa停顿一次, 记录出梁底百分表顶升位移, 可以进行顶升压力-位移的控制。
(3) 计算机系统
核心控制装置电脑控制系统, 采用按钮方式操作, 并通过触摸屏显示各个顶升油缸的受力参数, 还可连接打印机, 记录顶升过程数据系统安装了UPS电源, 即使意外断电, 也可确保数据和工程的安全。计算机系统是整个PLC系统的核心, 他把由监测传感系统所收集到的数据进行分析处理, 并把处理后的数据反馈给液压系统, 由液压系统调节各千斤顶油压, 而保证整个顶升系统同步性。
4) 在正式顶升前, 单独顶升测得各墩支反力。通过单墩顶升时控制油压表读数反推出墩顶反力值, 并用百分表同步记录竖向位移, 对顶升过程中的反力及对应竖向位移数值进行详细记录。从数据分析来看, 当千斤顶顶升高度为3～4mm范围时, 油压表压力不再增大而顶升位移继续增大, 这时即为梁体脱离支座瞬间。当位移达到一定值后 (3～4mm) , 油压表读数继续增大位移也继续增大, 反力与位移呈抛物线关系。通过数据分析, 可以认为当千斤顶顶升高度为3～4mm时, 梁体与支座脱离, 此时的反力为支座反力, 通过对每一个墩顶反力测量, 合计结果为整联箱梁自重。
5) 由于顶升测得总反力略小于总理论反力, 经分析认为由于混凝土容重变异、施工误差等影响, 结合位移变化情况引起反力变化的规律, 分析得出用千斤顶测试结果准确, 可依据测量结果进行纠偏施工作业理论反力值经修正后使用。以不超过10%理论反力值进行顶升反力最大控制。
6) 通过计算分析, 调试每次顶升数据, 每墩顶顶升位移不超过10mm, 最终第二联竖向沉降后顶升反力值和理论反力值基本接近, 且在理论值±3%控制范围内。顶升位移与支座点垫石反映出的沉降量比较也接近, 该状态比较理想, 顶升作业结束。对应反力与理论反力, 见表1。
kN
顶升完成后, 撤换临时支撑, 换垫完整钢板。其中8#墩顶顶升位移达50mm, 盆式支座超出锚固的地脚螺栓, 现场采用在墩顶垫完整钢板, 地脚螺栓锚固在钢板上, 然后在钢板和支座底加垫钢板与支座进行焊接, 达到固定支座效果。结束后检查顶升过程对梁体是否有损坏。
该方案顶升优点是千斤顶安置方便灵活, 不受桥型和桥下地理条件限制, 操作直接在盖梁顶面进行, 顶升位移及同步性容易控制, 施工时设备操作人员少, 施工工期相对较短。
4 其他处理情况说明
4.1 防震挡块施工情况
根据大桥平面线性变化, 对全桥防震挡块进行改造, 浇筑素混凝土将原挡块加高、加厚, 并在防震挡块与梁体之间用环氧砂浆粘接20mm×200mm×200mm矩形橡胶块。
4.2 裂纹处理情况
对于6#、7#、8#墩身及8#梁底裂缝处理, 按照要求对裂缝宽度大于0.15mm的进行结构胶压浆处理, 对裂缝宽度小于0.15mm的进行刻V字形槽并在表面粘接结构胶砂浆处理。 (裂缝宽度依据测量数据) 。
5 下一步工作计划
1) 对大桥第二联进行动、静载试验检验受力状况。
2) 在第二联桥面及墩身上设置固定点进行长期高程观测, 顶升结束后每10d测量一次, 以后根据测量数据变化再做测量频率调整, 观测周期为两年。
参考文献
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钢管拱混凝土倒灌顶升施工技术 篇10
钢管混凝土结构是介于钢结构和钢筋混凝土结构之间的一种复杂结构，是在钢管中灌注混凝土，实现钢管和混凝土这二种材料在受力过程中的相互制约，极大的提高了结构的承载力。钢管混凝土结构塑性和韧性良好，耐火和耐腐蚀性能好，无需钢筋绑扎、支拆模等工序，施工简便。钢管混凝土结构常用于柱和拱结构,施工方法主要有：倒灌顶升法、高抛自密实法和人工振捣法。倒灌项升法常用于桥拱结构的施工，高抛自密实法和人工振捣法常用于钢管柱的施工。
二、倒灌顶升施工技术
钢管拱混凝土倒灌顶升施工是利用混凝土输送泵，将混凝土从钢管拱下部预留孔连续不断地自下而上顶入钢管拱内。利用混凝土输送泵的压力达到混凝土密实的目的。配合比设计与泵送是倒灌顶升施工的关键环节。
倒灌顶升施工对混凝土的流动度有很高的要求，普通混凝土单方面考虑坍落度(达到180～220mm)不能解决实质性的问题，因为钢管拱泵送混凝土坍落度过大，则可泵性明显下降，一是泵管接头易漏浆，二是容易离析，长距离输送时粗骨料逐渐下沉造成砂浆与粗骨料的分离，引起管道上部析出水泥浆先压出管道，导致粗骨料失去悬浮状态，而发生堵塞;坍落度过小则增大了混凝土与泵管之间的摩阻力，若泵压过大也容易造成堵管，另外对泵送设备的要求也必须相应的提高。倒灌顶升由于工艺的特殊性应综合考虑混凝土的工作性(流动性、黏聚性和保水性)，此外泵送混凝土除具备自密实性外还应考虑混凝土的收缩性，因此混凝土一般考虑自密实的补偿收缩混凝土。
1. 倒灌顶升前的准备工作
（1）原材料的选择
考虑到钢管拱泵送对混凝土的要求比较高，混凝土既要满足自密实又要防止混凝土收缩，且倒灌顶升成败与否与混凝土的可泵性很大关系，因此对原材料的选择也很重要，应经过多次试验及试配确定。一般的选用原则是：1)水泥可选用P.O42.5普通硅酸盐水泥;2)矿物掺合料，目的是调节混凝土的流变性能，提高塑性粘度，改善混凝土和易性，提高混凝土的通阻能力，因此矿粉应选用S95级以上，粉煤灰应选用Ⅱ级以上;3)膨胀剂，由于钢管拱处于外界暴露状态，夏季表面温度较高，因此对于外界温度超过80℃的环境下宜选用CaO类膨胀剂，并且在使用应根据限制膨胀率确定掺量;4)细集料，宜选用天然中砂，细度模数控制在2.6～3.0，以减少遇到阻力时浆骨分离的可能,增加拌合物的抗离析稳定性，由于石屑收缩较大，不宜使用;5)粗集料，5～20连续级配的碎石;压碎值<10%，针片状含量<10%;6)外加剂，减水率应不小于25%,并应具有一定的保塑功能，并且与胶凝材料的相容性好、减水率大、缓凝、保塑，掺量应通过试验室确定，并宜取上限，以减少水灰比;7)保塑剂，当气温较高坍落度损失较快时宜掺入一定量的保塑剂，或者采用保塑剂与高效减水剂复配的外加剂。
(2）混凝土配合比的设计
自密实混凝土配合比设计可采用固定砂石体积含量法。根据高流动自密实混凝土流动性及抗离析性和配合比因素之间的平衡关系,在试验研究的基础上，使之能较好地适应高流动自密实混凝土的要求来进行配合比设计。配合比设计时并充分考虑自密实混凝土流动性、抗离析性、自填充性、浆体用量和体积稳定性之间的相互关系及其矛盾。
为了保证坍落度到达作业面达到设计要求，在实际施工拌制混凝土的过程中应随时根据集料的含水率变化及时调整用水量，保证混凝土满足施工要求。混凝土灌注前应先对自密实混凝土工作性能进行检测，达到要求方可泵送，自密实混凝土工作性能检测如下表1:
2. 倒灌顶升施工
(1）施工工艺流程
泵送设备到位安装→灌注润滑砂浆→连续对称灌注混凝土至排气管冒出→两泵交替灌注混凝土→关闭止回闸阀→拆除泵管至另一榀拱架。
(2）质量控制
1)应在拱肋端部开设灌注口，灌注口与拱轴线夹角450。灌注口接输送泵管及止回闸阀;在钢管拱顶部设置排气管，排气管高度约为1.5 m，直径15 cm。当混凝土顶升至冒出排气管时，排气管起到增加压力的作用，确保钢管拱内混凝土的密实。另外，在拱架顶面上每隔5～10 m设置一个观察孔，以便随时注意观察拱架内的混凝土泵送情况。
2)必须选择具有一定泵送压力的混凝土输送泵，布置泵管时，应尽量减少弯头，以减少混凝土泵送时的阻力。灌注前认真检查泵管及输送泵的各个接头，接头之间应垫橡皮圈防止漏浆及漏气。
3)混凝土顶升工作必须连续进行,因些每榀拱须一次顶升完毕。灌注顶升时两台泵车停放在拱架两端对称同步进行，使桥拱跨均匀受载，同时有专人通过观察孔观察拱内混凝土的泵送情况，两台泵灌注的速度尽量保持一致，如有不对称现象应及时调整。混凝土灌注超过每一个观察孔后必须用木塞塞住观察孔。
4)当混凝土灌注至排气孔冒出时，控制灌注速度，改两台泵同步对称泵送为交替泵送，继续灌注混凝土，直到拱架内混凝土密实为止。
5)一榀拱架倒灌顶升作业完成后，先关闭止回闸阀，避免混凝土倒流，然后将泵管移至下一榀拱架。
6)在泵送施工过程中，混凝土应连续泵送。当发生特殊情况停止泵送时，应每隔一定时间正泵反泵操作一次，防止混凝土离析而堵管，但停止泵送时间不能太长。
(3）质量检测
1）质量评定标准
钢管拱混凝土检测标准可依据《钢管混凝土结构技术规程》(CECS:28:2012)。
2）检测方法
(1)外观检测，1:1模型钢管混凝土浇筑完成达到28d龄期后，将试验用钢管混凝土放倒，剖开外面的钢管，检查其混凝土外观质量，是否外观光滑、平整，这样可以直观的了解混凝土的浇筑质量。
(2)断面检测，将1:1模型沿横向切开观察混凝土断面的密实程度。
(3)抽芯检测，用抽芯机进行横向和坚向抽取，检测芯样的抗压强度。
(4)绝热温升检测，主要是检测钢管混凝土在绝热升温状态下的强度是否满足要求。
(5)超声波检测，进行埋管超声波检测，可以对不同龄期的钢管混凝土进行检测对比，通过检测对比数据判断混凝土的密实性。
(4）工程实例
杭申线大桥，结构形式为系杆拱桥。拱肋采用圆端形钢管拱混凝土结构，钢管拱计算跨度为60m，计算失高为12m，失跨比1:5，拱肋轴线为二次抛物线。共四榀，每榀拱架内灌C40混凝土约60m3，为保证钢管拱内混凝土浇灌密实，采用倒灌顶升法施工，为了满足补偿收缩要求，采用自密实混凝土并内掺UEA型膨胀剂12%，设计坍落度220mm,3小时坍落度损失小于30mm，扩展度≥600，初凝时间6-8小时。浇注完成后分别对7d、14d、28d龄期超声波检测，发现随着混凝土龄期的增长，超声波的检测结果越好，说明钢管拱混凝土均匀、密实。为了进行一步检测混凝土强度，对其进行抽芯取样强度试验，并与留样试块的抗压强度进行对比，证明强度符合要求，因此该钢管拱混凝土完全符合设计和规范要求。本次倒灌顶升施工的成功，为后续类似工程的施工提供了经验与帮助。
三、结语
同步千斤顶顶升更换支座施工技术 篇11
苏州市中环快速路园区段工程标段六工程, 是苏州市2013年度重点工程, 沟通娄江快速路的重要节点, 全标段共计新建桥梁12座, 原有主线维护桥梁总长3108.3m跨越双阳路、312国道、沪宁高速、葑亭大道、沪宁铁路和娄江, 共109孔, 为分离式双幅桥, 共39联。为能快速、安全、高效的完成高架维护中的橡胶支座更换, 我部采用了同步千斤顶顶升更换支座施工方法, 优质高效的完成了施工任务;
2 施工工艺及方法
2.1 施工要点
2.1.1 箱梁顶升及支座更换关键技术
2.1.1. 1 顶升方法
由于本桥各联箱梁跨径不大, 单墩顶升时会在箱梁内产生较大的附加内力, 因此除娄江大桥过渡墩处的支座, 其它各联箱梁均采用一联整体同步顶升的方案;同时在整体顶升过程中加强对各相邻墩顶升位移以及箱梁控制截面应力的监测, 尽量减小各墩之间的顶升高差, 同一墩上各顶升点之间应同步, 从而确保顶升过程中结构受力安全。
2.1.1. 2 千斤顶系统
本次顶升系统采用自锁式PLC液压同步控制系统。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产生的附加内力, 具有极大的安全隐患。采用PLC液压同步顶升技术, 可从根本上解决了这一长期困扰移位工程界的技术难题, 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, 精确地按照桥梁上部结构的实际荷重, 平稳地顶举桥梁, 使顶升过程中梁体受到的附加内力下降至最低, 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, 以便控制顶升的位移和及顶升过程中梁体的姿态, 同步精度为±1.0mm, 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。
2.1.1. 3 箱梁顶升高度和新浇垫石厚度确定
结合施工实际情况, 在兼顾梁体与支座顶面之间能够脱空, 原支座能顺利取出、垫石能凿除和重新浇筑、新支座顺利安装的前提下, 梁体整体顶升高度确定为5mm。
为确保落梁后箱梁的高程和受力状态与支座更换前的状态相一致, 首先应使支座更换前后梁底楔块预埋钢板至墩顶面的距离相等, 即:f0+h0=f1+h1。由于顶升时箱梁出现了竖向顶升位移△h, 落梁后盆式橡胶支座受力产生一定的压缩变形△s, 因此若要使得落梁后箱梁高程不出现变化, 需要调整新浇筑垫石的厚度。其厚度计算公式如下:
式中:f0———原板式橡胶支座实测高度;h0———原垫石实测厚度;f1———新更换的盆式橡胶支座高度;△s———盆式橡胶支座受力产生的压缩变形。
2.1.1. 4 千斤顶布置
根据顶升力和布置方式, 千斤顶选用两种型号: (1) 单个千斤顶的顶升力不小于100t, 油缸外径最大值按17.5cm计算, 千斤顶本体高度不大于15cm。 (2) 单个千斤顶的顶升力不小于200t, 油缸外径最大值按24.5cm计算, 千斤顶本体高度不大于15cm。
千斤顶安装时, 为了增加局部承压面积, 在千斤顶与箱梁底面、墩柱顶面接触面放置钢垫板。千斤顶安装时应保证千斤顶的轴线垂直, 以免因千斤顶安装倾斜在顶升过程中产生水平分力。垫板必须水平, 安装时采用水平尺校准水平, 并采用砂浆找平, 再加设20mm厚钢板作为垫板。如果梁底混凝土面不平整或有一定的倾斜度, 先用砂浆找平, 再安装千斤顶。同时千斤顶的上下均设置钢垫板以分散集中力, 保证结构不受损坏。千斤顶安装示意见图所示。
对于La=130cm的柱式墩, 由于墩顶空间放置100t的千斤顶, 底盘直径17.5cm, 其布置靠近柱边, 受力主要作用在墩顶边缘位置, 顶升时有可能会出现混凝土劈裂现象, 存在安全隐患, 设计采用钢抱箍作为安全储备。
本方案拟采用100t的小千斤顶, 底盘直径仅为17.5cm, 在墩顶完全布置开, 且采用12个千斤顶在墩顶横桥向支座两侧布置, 顶升力分散在12个顶上, 集中力较小, 墩顶受力较为均匀。La=130cm的柱式墩顶面千斤顶布置方式详见下图, 钢箍构造详见下图所示, 其它柱式墩顶面千斤顶布置详见附件:千斤顶布置图。
2.1.2 主要工艺及要点
2.1.2. 1 顶升前安全检查
(1) 正式顶升前必须进行试运转, 检查其同步上升情况、千斤顶有无漏油以及构件有无卡死等情况, 同时检查同步顶升时操作是否灵活方便。 (2) 对液压系统、控制器、千斤顶等顶升设备进行检查, 确保其正常运行。 (3) 在每个墩顶设置一个百分表, 调试在合适量程范围内, 并进行初读数。
2.1.2. 2 顶升箱梁
顶升过程采用顶升力和位移双控的原则, 首先在顶升系统的控制下开始称重, 当实际顶升力接近设计吨位时, 放缓顶升速度, 并由专人在顶升过程试取原支座, 使用位移传感器确认楔块与原支座刚刚脱离, 能够取出支座, 说明桥梁的全部荷载已转移至油缸上, 此时记录各点反馈的实际荷载压力及位移量。通过反复调整各千斤顶的油压, 可以使各点的压力与上部荷载大致平衡, 并能保证顶升过程中的位移同步, 则该组数据即为最终的称重结果。
2.1.2. 3 持荷施工阶段
持荷施工阶段是整个支座更换施工过程中较为重要的步骤, 主要包括七个方面的内容: (1) 取出原支座。在桥梁顶升到位后, 立即将各组自锁千斤顶锁定观测确定锁定稳定后, 进行原支座拆除, 拆除采用3T手拉葫芦将支座取出。 (2) 垫石的凿除。采用小型电动工具将原垫石拆除。并进行垫石底面整平清理。如图1
(3) 新支座安装。 (1) 新支座预埋下钢板与新支座安装。将新支座临时固结件解除, 取出支座内橡胶和垫块, 将支座钢盆和垫石预埋钢板焊接固定, 并重新组装进行安; (2) 新支座安装。a.支座位置进行测量放样, 安装时使支座中心线与垫石中心线重合。b.安装位置到位后, 通过厂家提拱支座压缩变形量控制标高并采用小型千斤顶预紧消除支座装配间隙进行安装, 支座上钢板和楔块预埋钢板焊接。c.支座下钢板和垫石竖向钢筋焊接固定; (如图2) (4) 新垫石浇筑。本阶段施工应避免对已完成顶升的千斤顶支撑系统造成影响, 新垫石浇筑前, 应进行准确放样, 精确定位垫石中心线, 中心线及新支座中心线必须与支座垫石中心线重合。垫石的施工工艺如下: (1) 采用定型小钢模板, 确保垫石模板的四周封闭良好; (2) 启动空压机, 利用压缩空气将垫石底面灰尘清理干净, 并用自来水进行充分湿润; (3) 按厂提供的水灰比, 将灌浆料充分搅均后进行垫石浇筑, 确保垫密实。 (4) 现场抽样做砂浆试块, 不间断洒水养护, 待其强度至少达到30MPa以上时再拆除模板, 再检查其密实性。如产生空洞等不密实现象必须重新浇筑, 如果表面局部有蜂窝麻面, 则用结构补压修补完整。
2.1.2. 4 落梁
落梁过程采用顶升力和位移双控, 各千斤顶同步回油。落梁前, 先解除支座临时锁定装置, 千斤顶加油, 直至可以卸除千斤顶机械锁定螺母, 再同步进行千斤顶回油。落梁过程中, 严格控制同一桥墩横桥向、相邻墩之间的同步回落。
为了确保落梁后同一桥墩各墩柱处支座受力均匀、符合原设计要求, 落梁前仍应对同一桥墩各支座垫石顶面至楔块底面的净距进行测量, 以确保各支座处净距相同。净距测量点位采用施工准备阶段所设的永久点。
2.1.2. 5 支座更换过程监控
由于梁体顶升与回落过程中结构可能产生较大的附加内力, 因此在顶升中我公司委托上海市公路工程质量检测中心 (交通部甲级试验室资质[交GJC甲042号]) , 对梁体控制截面的位移、应力和裂缝情况等进行监测。顶升施工监控的原则是位移和应力双控。
(1) 顶升过程立柱受力验算。混凝土构件局部承压验算计算公式见下式所示, 左式为顶升力, 右式为局部承压承载力。
(1) La=1.3m立柱、支座φ=900×184mm。该类型立柱的最大恒载支反力为4315k N, 顶升力取为1.2倍的支反力, 最大顶升力γ0Fld=5178k N。
满足规范要求。
(2) La=1.4m立柱、支座φ=1000×184mm。该类型立柱的最大恒载支反力为6850k N, 顶升力取为1.2倍的支反力, 最大顶升力γ0Fld=8220k N。
满足规范要求。
(3) La=1.6m立柱、支座φ=1000×184mm。该类型立柱的最大恒载支反力为6550k N, 顶升力取为1.2倍的支反力, 最大顶升力γ0Fld=7860k N。
满足规范要求。
(4) 顶升时墩顶实体单元应力分析。La=1.3m、支座直径φ=900mm的立柱顶部布置12个100吨千斤顶, 其计算的最大压应力为15.3MPa, 最大拉应力为-1.85MPa, 应力云图详见图所示;La=1.3m、支座直径φ=750mm的立柱顶部布置6个200吨千斤顶, 其计算的最大压应力为15.9MPa, 最大拉应力为-1.85MPa, 应力云图详见图所示。
(2) 各墩顶顶升位移不同步情况下箱梁应力和支反力变化量。为了解顶升位移不同步对箱梁应力变化的影响, 分别计算了边墩比中墩顶升量高5mm和10mm以及中墩比边墩顶升量高5mm和10mm几种工况条件下的梁体应力情况, 从计算结果来看, 顶升位移不同步10mm情况下, 箱梁最大的应力变化仅为0.48MPa, 影响并不大, 说明只要将顶升位移不同步情况控制在5mm以内, 结构受力是安全的。
(3) 位移监测。各顶升点处的顶升量应严格按照设计要求进行。在箱梁底板两侧设置百分表, 顶升时通过百分表的读数控制顶升量并控制梁体的转动。顶升过程中, 要确保同一墩顶百分表的读数变化应一致;同时为防止施工过程中碰到百分表导致读数有误, 分别在墩顶四角位置设置固定观测点, 采用游标卡尺进行测量, 并和百分比读数相互校核, 并为新浇筑垫石厚度计算提供数据。具体测点布置详见图所示。
(4) 应力监测。应力监控主要是在顶升、持荷和梁体回落过程中对关键截面 (支点、跨中截面) 监控, 将实测应力数据与理论计算数据进行比较。如果施工过程中出现实测与理论值差异较大的情况, 应立即停止施工, 查找原因并及时调整。
应力监测采用振弦式传感器和配套的读数仪进行测量, 具体测试截面和测点布置详见图。
(5) 裂缝监测。裂缝观测主要对受力关键截面的裂缝开展情况进行观测。施工前, 对箱梁已有裂缝进行长度、宽度的测量, 并作好记录。裂缝观测截面的选择与应力监测截面相同。在顶升过程中, 应对原有裂缝观测其宽度及长度的变化情况, 并检查有无新增裂缝, 做好裂缝性状的记录与分析。裂缝主要采用裂缝观测仪进行观测, 见图所示。
(6) 监控预警机制。为避免监控单位在发布预警报告时不分轻重缓急, 监控采用二级预警机制, 即分别为一般预警和紧急预警。
一般预警的主要目的是把监控过程中发现的一些问题和异常情况及时传递给各方, 提出相应的改进建议, 合理的指导支座更换施工, 以便更好的控制支座更换施工质量, 并确保结构受力安全, 主要在以下几种情况下发出: (1) 当各墩之间的顶升高差超过1mm时; (2) 同一墩顶横桥向两支座顶升高差超过0.3mm时; (3) 当箱梁控制截面实测应力变化量的平均值小于0.8计算值或大于1.2计算值时; (4) 当检查发现箱梁梁体出现有裂缝时; (5) 当发现现场施工流程有误或存在其它不合理的操作时。
紧急预警是当通过监测数据发现结构有重大安全隐患的时候发出, 主要有以下几种情况:a.箱梁控制截面测试的拉应力值超过规范允许值-2.44MPa时;b.当各墩之间的顶升高差超过5mm时;c.同一墩顶横桥向两支座顶升高差超过1mm时;d.当发现梁体出现受力裂缝, 且裂缝长度、宽度等不断发展, 处于不稳定状态时;e.墩顶混凝土出现开裂时;f.顶升过程中箱体出现异常声响, 致使结构出现崩裂时;
一般预警的报告流程为:监控单位以书面形式写明情况, 并分析原因和提出改进建议, 交给监控领导小组的业主代表, 由业主下发总监办, 并由总监办监督施工方遵照实施。
紧急预警的报告流程为:监控单位以电话形式报告给监控领导小组组长 (并在24小时内补充书面形式) , 由领导小组组织召集各方开会, 研究和商讨处治方案。
3 效益分析
(1) 经济效益。本工法与其它顶升方法相比, 减少了临时支撑的搭设, 按照本项目为例如果采用其它顶升方法进行施工, 共计需要支座更换的90个墩, 平均每个墩身搭设临时支撑成本按照6000元计算, 可以节约成本45万元, 经济效益明显。 (2) 社会效益。 (3) 缩短工期, 降低了工程成本。 (4) 安全性高, 最大程度的确保了梁体本身的结构安全和施工过程的安全性。 (5) 整个施工工艺易于掌握, 容易提高生产工人施工的熟练程度, 便于施工队伍建设, 为企业带来无形的经济效益。
4 结语
综上所说利用PLC液压同步控制系统, 使千斤顶同步工作, 整体抬升梁体, 保证抬升梁体的整体稳定, 避免受力传递的相对集中, 最大程度的消除由于不同步而产生的附加内力, 规避对梁体的二次破坏, 保证结构安全;千斤顶由大化小, 化整为零, 最大限度的利用梁体与墩身之间的狭小空间, 采用自锁式超薄液压千斤顶, 将原有墩身作为反力支撑体, 不需另做支撑体, 同时也规避了新做支撑体而导致的不均匀沉降问题, 且大大提高了顶升的安全性。为需要支座更换的桥梁积累了一定的施工经验。
摘要：本文以苏州中环快速路园区段娄江立交主线老桥为例, 对同步千斤顶顶升更换支座施工技术作了简要的概述。