桥梁顶升改造主要施工方法(共14页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上主要施工方法2.2.1.1钻孔桩施工综合考虑施工地质条件及节点工期要求，本标段内桩基钻孔采用冲击钻成孔，泥浆循环清孔方案。桩基混凝土施工采用拔球法导管水下灌注混凝土工艺，钢筋笼由钢筋车间加工，平板车运输到位，汽车吊吊装，混凝土为商品混凝土，桩基检测委托第三方专业机构进行超声波无损检测。施工工序桩位处整平测放中心线钢护筒埋设设置泥浆循环系统钻机对位钻机钻进成孔质量检测清孔安装钢筋笼安装混凝土灌注导管二次清孔检查签证灌注水下混凝土凿桩头桩身无破损检测。钻孔桩施工步骤详见“图2.2-1钻孔桩施工步骤图”。图2.2-1 钻孔桩施工步骤图施工工艺流程钻孔灌注桩施工工艺流程见“图

2、2.2-2 钻孔灌注桩施工工艺流程”。2.2.1.2承台施工承台主要采用放坡明挖立大块钢模板现浇工艺，如因场地限制或其他因素影响放坡开挖，可采取围堰开挖基坑方案。钢筋由钢筋车间加工，现场绑扎，商品混凝土浇筑考虑滑槽配合人工多点振动施工，部分位置限制处采用混凝土泵车浇筑。承台施工工艺流程见“图2.2-3 承台施工工艺流程”。2.2.1.3墩（台）身施工本标段工程墩身分别有双柱门式框架墩、花瓶墩及矩形立柱墩身。墩身均采用脚手架配合大块定型钢模板进行施工，墩身钢筋半成品由钢筋车间加工，现场人工绑扎，考虑节点工期下部结构施工工期较紧，墩帽钢筋由汽车吊整体吊装，墩高10m以下的墩身均一次浇筑成型，10m

3、以上的墩身分次浇筑成型。需改造的主线桥既有台身可利用挖掘机与混凝土破碎机械联合拆除，拆除混凝土块由汽车吊装，自卸车运离施工现场。墩台身施工流程见“图2.2-4 墩（台）身施工工艺流程图”。2.2.1.4现浇箱梁施工主线桥现浇箱梁及拼宽采用钢管桩贝雷梁支架法，匝道桥现浇箱梁采用支架法立模板进行现浇施工方案，钢筋半成品由钢筋车间加工，汽车吊配合人工进行箱梁钢筋骨架的吊装与绑扎，商品混凝土由混凝土泵车输送。施工工艺流程见“图2.2-5支架法现浇连续梁施工工艺框图”。2.2.1.5桥梁顶升改造施工本标段内因新建桥梁与成功路立交连接，既有福夏路高架桥第七联（36+45+36钢箱梁）、第八联（336预应力

4、混凝土箱梁）需进行顶升改造，其中钢箱梁需将原有3孔连续梁切割为6段简支梁后进行顶升，钢梁最大顶升高度为3.369m，混凝土箱梁顶升最大高度为11.183m。顶升作业通过PLC同步控制系统进行控制，千斤顶组借助反力基础对梁体和墩柱进行顶升，因要调整垫石高度并更换支座，本标段内采用梁与柱分开顶升的方案。顶升施工顺序为：顶升基础施工临时支撑系统施工梁体顶升墩柱顶升墩柱连接及桥梁恢复。顶升时设置水平限位装置，千斤顶每个行程结束后利用事先准备的钢垫块抄垫，经若干个行程后达到设计标高停止。本标段内顶升施工改造内容如“图2.2-5 桥梁改造前、后桥面示意图”所示。图2.2-5 桥梁改造前、后桥面示意图主线桥

5、第四联顶升施工步骤步骤一：准备工作既有桥梁检测；刨除桥面铺装，解除伸缩缝，同时施工顶升基础；桥台背墙破除。步骤二：临时支撑及顶升系统安装安装临时支撑体系，部分支撑与墩台连接，安装顶升系统和监控系统；安装纵、横向限位装置。步骤三：梁体顶升试顶升，即按照理论箱梁重量将千斤顶加压，直到梁体脱离支座；整体比例顶升，顶升时电脑控制系统同步监控，顶升误差控制在2mm范围内；每顶升至一定高度时相互连接临时支撑。步骤四：墩柱顶升梁体顶升至一定高度，凿除部分墩柱和墩顶支座垫石，拆除旧支座，更换新支座；凿除桥台的台身部分，在原桥台位置浇筑桥墩墩柱；切割原桥墩墩柱，顶升至设计高程。步骤五：墩柱连接及桥梁恢复墩柱连接

6、，待混凝土达到设计强度后落梁于支座上；拆除顶升设备；施工桥面调平，加高防撞护栏，铺设桥面铺装，安装伸缩缝。具体施工步骤详见“表2.2-3箱梁顶升施工步骤表”。表2.2-3箱梁顶升施工步骤表主线桥第三联箱梁顶升步骤主线桥第三联即原福厦路高架桥第七联，为36+45+36=117m钢箱梁。顶升施工步骤如下：步骤一：准备工作既有桥梁检测；刨除桥面铺装，解除伸缩缝；施工顶升基础；步骤二：梁体切除及顶升系统安装根据设计要求切除需替换的梁段，使连续梁变成6段简支梁段；安装顶升系统和监控系统；安装纵、横向限位装置。步骤三：梁体顶升试顶升，即按照理论箱梁重量将千斤顶加压，直到梁体脱离支座；整体比例顶升，顶升时电

7、脑控制系统同步监控，顶升误差控制在2mm范围内；每顶升至一定高度时相互连接临时支撑。步骤四：墩柱顶升凿除部分墩柱和墩顶支座垫石；拆除旧支座，更换新支座；凿除桥台的台身部分，浇筑桥墩墩柱；切割桥墩墩柱，顶升至设计高程。步骤五：墩柱连接及桥梁恢复墩柱连接；吊装各新制作的梁段，与顶升梁段焊接成连续箱梁，待墩柱混凝土达到设计强度后落梁于支座上；拆除顶升设备施工桥面调平，加高防撞护栏，铺设桥面铺装，安装伸缩缝。具体施工步骤详见“表2.2-4钢梁顶升施工步骤表”表2.2-4钢梁顶升施工步骤表顶升系统顶升系统主要由PLC同步控制系统、千斤顶组群与油泵、临时支撑及限位三大部分组成。顶升千斤顶千斤顶的工作能力及

8、数量主要由各墩位的顶升重量决定，第四联梁体顶升参数详见“表2.2-4 第四联顶升参数表”。表2.2-4第四联顶升参数表墩号F26F27F28F29墩中心里程K4+61.844K4+97.844K4+133.844K4+169.844竖向顶升位移（mm）34426022860311183顶升重量（KN）11000210002100011000由表中可看出第四联顶升最大重量为2100t，综合考虑顶升力要求，在F27、F28墩位处各投入16台320t/200mm液压千斤顶，其中12台顶升梁体，4台顶升墩柱。在F26、F29处各投入12台320t/600mm液压千斤顶，其中8台顶升梁体，4台顶升墩柱。

9、千斤顶外径350mm，与临时支撑交替布置于既有桥承台上。千斤顶布置如图2.2-1所示。图2.2-6 千斤顶平面布置示意图（16台）临时支撑与千斤顶基础均与承台连接，各节支撑间通过法兰盘连接。第三联钢梁顶升方案为是将原来3孔连续梁切分为6段简支梁，简支梁在临时支架上有7个顶升点，除小里程方向第一个支点外其余支点均设千斤顶组进行顶升。顶升系统布置原理与第四联混凝土连续梁顶升相同。顶升行程监测顶升行程监测采用精度为0.1mm的位移传感器；支撑体系采用型钢与钢管柱支撑组成的支撑体系。采用专用钢垫块作为顶升过程的临时支撑，钢垫块长度与千斤顶的行程相适应。PLC控制系统本系统的电气控制系统原理（图2.2-

10、7 ）：多点的位移检测装置和压力传感器的信号由信号电缆连接到超高压泵站的电气控制箱内，经信号放大器放大后将顶升位移和负载吨位送至可编程控制器PLC中，可编程控制器PLC中根据操纵台发出的操作指令，启动多台泵的电机，驱动油泵工作，油泵的动力油源经控制阀组，输出到外接的液压油缸中，使液压油缸上下运动。同时可编程控制器根据检测的位移信号，不断与指令信号进行比较，将误差值修正后改变变频器的输出频率，以改变电机的转速，形成连续可调的动力油源，供给外接液压油缸，来保持多点液压油缸同步上下运动。可编程控制器PLC多台泵站位移检测装置压力传感器操作台桥梁顶升图2.2-7 PLC液压同步控制系统电气控制系统原理

11、梁体顶升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：顶升系统可靠性检验；成立顶升指挥系统；顶升液压系统布置；顶升系统测试；确定观测点；检查桥梁是否存有连接现象。A、顶升设备使用计划本项目工程工期紧，为有效利用顶升设备，提高施工效率；就必须对设备的使用和周转做出周密的计划。本工程项目拟投入顶升液压千斤顶60台（最多时使用48台），12台备用，PLC控制系统1套，液压泵站6台。B、顶升系统可靠性检验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优

12、质产品或国际认可品牌产品。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。液压油的清洁度：液压油的清洁度是系统可靠的保证，本系统的设计和装配工艺，除严格按照污染控制的设计准则和工艺要求进行外，连接软管在工厂进行严格冲洗，封口后移至现场，现场安装完毕进行10次空载运行，以排除现场装配过程中，可能意外混入的污垢。力闭环的稳定性：所谓力闭环就是当系统设定好一定的力后，力的误差在5%内，当力超过此范围后，系统自动调整到设定值的范围；力闭环是本系统的基础，力闭环的调试利用死点加压，在工厂内逐台进行位置闭环的稳定性：所谓位置闭环就是当系统给位移传感器设定顶升高度后，当顶升

13、高度超过此高度系统自动降至此高度，当顶升高度低于此高度系统自动升至此高度，保证系统顶升的安全性与同步性。C、成立顶升工程现场领导组现场指挥组设总指挥1名，全面负责现场指挥作业，指挥组下设4个职能小组：分别是监测组、控制组、液压组和作业组，负责相关的工作，各职能小组设组长一名，与总指挥共同组成现场指挥组。各职能小组的功能分别是：a监测组：负责监测桥梁的整个运动轨迹、整体姿态等，定期将监测结果汇总后报现场总指挥，当出现异常情况或监测结果超出报警值时，则应及时向总指挥汇报，并提出建议。b控制组：根据总指挥的命令对液压系统发出启动、顶升或停止等操作指令。对于启动、顶升或停止指令，只听从总指挥的指令，当

14、出现异常情况需紧急停止时，应在得到信息的第一时间对系统发出停止指令，而不管这一信息是否自总指挥发出。c液压组：负责整个液压系统的安装与形成，维护与保养，检查与维修等。根据总指挥的要求调整液压元件的设置。d作业组：负责顶升期间的劳力配置，在顶升的整个过程中提供劳务作业。其工作内容包括施工准备时的场地清理、顶升时的垫铁安装等。各职能小组受总指挥统一指挥，向总指挥汇报工作，总指挥汇总领导组其它成员的意见后做出决策，并由总指挥向各职能小组发出指令，进入下一道工序工作；D、人员培训所有参与顶升的施工的人员都进行工作的严格分工，在进入现场前进行充分的培训。E、顶升系统结构部分检查a千斤顶安装是否垂直牢固；

15、b顶升支架安装是否牢固；c限位结构安装是否牢固，限位值设值大小是否符合要求；d影响顶升的设施是否已全部拆除；e主体结构上确已去除与顶升无关的一切荷载；f主体结构与其它结构的连接是否已全部去除。F、顶升系统调试调试的主要内容包括：a液压系统检查油缸安装牢固正确；泵站与油缸之间的油管连接必须正确、可靠；油箱液面，应达到规定高度；备用2桶液压油，加油必须经过滤油机；液压系统运行是否正常，油路有无堵塞或泄漏；液压油是否需要通过空载运行过滤清洁。b控制系统检查系统安装就位并已调试完毕；各路电源，其接线、容量和安全性都应符合规定：控制装置接线、安装必须正确无误；应保证数据通讯线路正确无误；PLC控制系统运

16、行是否正常，液压系统对控制指令反应是否灵敏；各传感器系统，保证信号正确传输；系统能否升降自如；位移传感器的工作情况：各种阀的工作状况是否正常，是否需要更换；监测系统检查百分表安装牢固、正确，没有遗漏；信号传输无误；c初值的设定与读取系统初始加载由液压工程师会同土建工程师共同确定并报总指挥，最终由系统操作员输入PLC；读取控制系统力传感器和位移传感器初值或将其归零；读取监测系统中百分表的初值或将其归零。G、交验点的确定在每个桥墩处的桥面上取3个监测点，两点在桥面两侧，一点在中线上，分别用于监测顶升过程中桥梁的标高及中线位置变化，并作为顶升结束后的交验点。顶升前应测得标高点初始值，以便顶升完成后进

17、行复核。H、检查桥梁是否存在连接现象顶升前要对桥梁的各个部位进行仔细的检查，检查是否存有连接现象。以满足有释放空间。I、称重保压试验：a油缸、油管、泵站操纵台、监测仪等安装完毕检查无误；b按计算荷载的7090加压，进行油缸的保压试验5小时；c检查整个系统的工作情况，油路情况；称重：a为保证顶升过程的同步进行，在顶升前应测定每个顶升点处的实际荷载。b称重时依据计算顶升荷载，采用逐级加载的方式进行，在一定的顶升高度内（110mm），通过反复调整各组的油压，可以设定一组顶升油压值，使每个顶点的顶升压力与其上部荷载基本平衡。c、为观察顶升处是否脱离，需用百分表测定其行程。d、将每点的实测值与理论计算值

18、比较，计算其差异量，由液压工程师和结构工程师共同分析原因，最终由领导组确定该点实测值能否作为顶升时的基准值。如差异较大，将作相应调整。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20mm。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。正式顶升试顶升后，观察若无问题，便进行正式顶升，千斤顶最大行程为200mm，每一顶升标准行程为100mm。顶升流程见“图2.2-8顶升流程图”。顶升准备顶升系统调试试顶升2cm第一次顶升10cm加钢垫块且千斤顶回油重复第一次顶升步骤至设计标高拆除顶升系统顶全程监控图2.2-8顶升流程

19、图正式顶升，须按下列程序进行，并作好记录：操作：按预设荷载进行加载和顶升；观察：各个观察点应及时反映测量情况；测量：各个测量点应认真做好测量工作，及时反映测量数据；校核：数据汇交现场领导组，比较实测数据与理论数据的差异；分析：若有数据偏差，有关各方应认真分析并及时进行调整；决策：认可当前工作状态，并决策下一步操作。顶升注意事项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;顶升关系到主体结构的安全，各方要密切配合；整体顶升过程中，认真做好记录工作；顶升过程中，应加强巡视工作，应指定专人观察整体个系统的工作情况。若有异常，直接通知指挥控制中心

20、；结构顶升空间内不得有障碍物；在施工过程中，要密切观察结构的变形情况；顶升过程中，未经许可不得擅自进入施工现场。顶升过程控制整个顶升过程应保持位移传感器的位置同步误差小于2mm，一旦位置误差大于2mm或任何一缸的压力误差大于5%，控制系统立即关闭液控单向阀，以确保梁体安全。每一轮顶升完成后，对计算机显示的各油缸的位移和千斤顶的压力情况，随时整理分析，如有异常，及时处理。顶升并固定完成后，测量各标高观测点的标高值，计算各观测点的抬升高度，作为工程竣工验收资料。墩柱顶升墩柱切割墩柱切割采用液压链锯，最大速度为27米/秒，为防止卡锯，切割坡口按45度仰斜切割。墩柱顶升墩柱顶升靠安装牛腿结构与支撑于千

21、斤顶上，进行顶升，顶升过程与梁体顶升中描述基本一致。千斤顶布置见“图2.2-6 千斤顶平面布置示意图（16台）”墩柱连接顶升施工完成后,即可进行立柱连接工作。A、在立柱实施连接前应首先按图纸对上下截断面各凿除20cm左右高度的混凝土,并将立柱新老混凝土结合部分进行表面凿毛处理,以利于新老混凝土的连接。混凝土凿除后须用水清洗,不得留有灰尘和杂物。B、钢筋施工根据设计图纸,立柱加高部分采用与原立柱同规格等数量的竖向主筋和箍筋。竖向主筋与立柱两端露出部分的主筋连接。a露筋：去除上下两面立柱段混凝土使主筋露出主筋6倍直径长度；b接筋：采用挤压套筒机械连接；模板施工钢模板按设计制作，其底部直接就位于承台顶面，与承台接触处应以砂浆填塞以防漏浆。混凝土浇筑连接立柱的混凝土采用微膨胀混凝土,在混凝土浇筑过程中应缓慢放料,并分层浇捣密实。通过总的混凝土用量,推算出浇筑混凝土的高度,每隔30cm左右为一层,确保所浇捣的每层混凝土的密实性。专心-专注-专业