桥梁顶升施工方案881.pdf
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1、 目 录 第一章 编制依据及原则.1 第二章 工程概况.1 一、桥梁概况.1 二、改造后满足标准.2 第三章 总体施工方案.2 一、总体施工方案.2 二、施工总流程图.4 三、施工部署.6 第四章 主要施工工序.8 一、托架体系.8 二、限位施工.9 三、控制系统.9 四、液压系统.9 八、试顶升.15 九、正式顶升.15 十、立柱连接.17 十一、支撑体系和液压系统拆除.18 十二、恢复工作.18 第五章 主要分部分项工程施工.18 一、土方工程.18 二、模板工程.18 三、钢筋工程.19 四、混凝土工程.19 第六章 PLC 液压同步顶升系统.20 一、同步顶升系统组成.20 二、系统特
2、点.20 三 主要技术指标.21 五 顶升系统控制原理.22 第七章 顶升监测方案.23 一、监测目的.24 二、监测部位及监测内容.24 三、监测方案实施.24 四、监测组织安排.25 第八章 应急措施.25 一、电脑控制系统故障处理措施.25 二、液压设备故障处理措施.26 三、顶升监测值超限处理措施.26 四、恶劣气候处理措施.26 第九章 工程质量目标、创优规划及保证措施.26 一、质量目标.26 二、质量保证体系及说明.27 三、保证工程质量的主要技术措施.27 第十章 安全保证体系说明及安全措施.30 一、安全保证体系及说明.30 二、保证行车安全的措施.32 三、保证施工安全的主
3、要措施.33 四 保证人身安全的主要措施.34 五、顶升安全防护措施.35 第十一章 文明施工及环境保护保证措施.36 第十二章 总体安排.37 一、施工临时设施布置.37 二、施工队伍及劳力安排.37 三、工期安排.37 四、机械设备使用计划.38 京九线 K1145 回龙公路桥梁顶升施工组织设计 第 1 页 共 40 页 第一章 编制依据及原则 一、编制依据 1、K1145+638.25公跨铁立交桥顶升设计图(中铁第四勘察设计院);2、铁道部第四工程局六处京九线阜九段沈家湾立交桥竣工图。二、编制原则 1、遵照国家现行的技术规范和标准。2、充分发挥我公司专业优势,做到依靠科技,精心组织,合理
4、安排,做到施工方案最优化,确保顶升过程中结构的稳定和安全。3、合理优化施工方案,对铁路不影响正常行车。4、重视环境保护及文明施工,严格控制弃渣、噪音等污染。第二章 工程概况 一、桥梁概况 京九线 K1145 回龙公路桥梁顶升施工组织设计 第 2 页 共 40 页 京九线K1145+638。25位于回龙镇回龙公路上的公跨铁立交桥,该桥于1994年11月竣工通行。孔跨类型:10+16+10m的T梁 墩台类型:U型桥台及(1.01.1m)单柱墩 实测轨面到梁底高度:上行线:6。608m;下行线:6。681m 桥梁整体现状良好,其东坡度为6.48,西坡度为1。73桥面为混凝土路面,桥面北侧人行道约5米
5、处有电线。二、改造后满足标准 预留京九线铁路通行双层集装箱条件,根据京九铁路电化工程施工设计阶段 公跨铁立交桥表(铁道第四勘察设计院),桥梁底距离铁路轨面不小于7。567米.顶升高度:7。567m(桥下预留最小净空)6。608m(当前净空)=0.959m96cm 为让净空足够,本次设计顶升高度为100cm。第三章 总体施工方案 一、总体施工方案 本桥通过利用原桥台及墩扩大基础形式作为顶升的反力基础。桥梁整体抬高,我们采用牛腿法作为桥墩的顶升方法,而桥台我们利用U型顶升托架实现整体的抬高.将顶升着力点设在牛腿底面及托架底板上,再将墩柱切断后,通过整体顶升来改变桥面标高,顶升完成后连接并加强墩柱及
6、桥台.1、反力基础 将原桥墩基础挖出,然后根据设计图纸要求,进行加宽处理,待混凝土强度达到设计要求后,将临时支撑固定在上边,进行顶升。桥台部位架设U型托架,抱住T梁底端,然后将千斤顶安放在U型托架底板下端,进行顶升。2、顶升牛腿及托架体系 京九线 K1145 回龙公路桥梁顶升施工组织设计 第 3 页 共 40 页 在距墩帽底端98。8cm处,安装钢牛腿(钢牛腿示意图),作为顶升墩位的顶升着力点。桥台部位在T梁底部安装U型托架作为顶升着力点(顶升支撑布置及限位装置安装示意图).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
7、桥顶升工程、莘奉金高速公路(A4高速)颛兴路跨线钢桥顶升、上海(A5一期)吴淞江大桥顶升工程等沪昆线电气化改造桥梁顶升工程多项抬升工程中成功运用;4、千斤顶选用:采用200吨千斤顶,顶身长度31cm,底座直径23。5cm,顶帽12cm,行程为15cm(如上图)。千斤顶均配有液压锁,可防止任何形式的系统及管路失压,从而保证负载的有效支撑;5、千斤顶布置:在两侧桥台处根据设计图纸要求各布置6台千斤顶顶升布置需要,在每个桥墩的每根柱子上布置2台千斤顶。这样桥台处可提供1200吨的顶升力,每个桥墩可以提供200吨的顶升力,完全满足顶升需求。再加4台备用千斤顶,全桥共需千斤顶20台。6、千斤顶分组:全桥
8、一共使用16个千斤顶,使用一个控制系统,即16点同步,作为一个组.7、顶升行程监测:采用精度为0。1mm的位移传感器;8、支撑体系:采用万能杆件支撑,作为其主要支撑承力体系。采用40040015mm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.9、限位:上部限位由万能杆件设支撑;下部限位支架由角钢扁钢组成。设置在每个桥墩的每个柱子上用四根角钢抱住方形柱的四个角,再用扁钢相互焊接起来,作为限位装置。10、柱切割:本次工程采用链锯切割系统,链锯切割系统具有轻便、高效、无粉尘、噪音低的特点,能适应各种不同环境的切割施工,灵活性大,适用于不规则造型物体、大面积及大体积物体、水下切割
9、等.京九线 K1145 回龙公路桥梁顶升施工组织设计 第 4 页 共 40 页 二、施工总流程图 施工总流程图如图所示。(一)、施工准备 顶升设备安装 顶升设备校检调试 部分附属设施拆除 试顶升 封锁公路交通 施工总体设计 施工准备 安装钢牛腿及安装顶升托架 限位装置安装 分级顶升至施工所需高度 墩柱加高加固 进行桥体称重,确认各顶升点反力 顶升阶段监测 恢复交通 截断立柱 引道顺接 京九线 K1145 回龙公路桥梁顶升施工组织设计 第 5 页 共 40 页 施工进场前,做好详细的人员及设备组织,根据工程内容,下好材料单。以便提高施工进度,减少施工成本。(二)、封锁公路交通 由于该桥采取的的是
10、全桥整体顶升方案,故在施工的过程当中需进行桥梁两侧断道.因为其为乡村道路,行车辆很少,主要是行人、畜等。固在顶升工程中人、畜可以通过,但是,车辆必须通过绕道走回龙镇。在此,为让施工完成的更好,在封锁道路前,将与当地乡村干部积极联系和沟通,通知村民绕道行驶,避免不必要的争端。(三)、顶升支撑体系的施工 1、基础开挖 基坑开挖采用人工开挖.在桥墩的开挖过程当中,首先要拆除护坡片石,然后对每个桥墩四侧开挖周围采取维护措施,防护措施采用插打木桩的形式进行安全防护.挖出后的土方堆放到两侧的桥墩和桥台之间的位置上,以准备将来回填。并且为了保证施工人员的安全,在施工工程中,安排施工安全防护员进行防护。2、基
11、础施工 加宽基础采用钢筋砼结构。基础开挖完成后,根据设计图纸在桥墩基础上进行植筋处理,然后进行混凝土浇筑;基础砼采用 C30 砼;砼捣固采用插入式振捣器捣固。3、万能杆件支撑拼装 在基础浇筑强度达到后,进行万能杆件组拼.4、钢限位装置安装 顶升限位采用钢结构,钢限位装置现场加工制作安装.钢限位采用型钢焊接。(四)切割断柱 京九线 K1145 回龙公路桥梁顶升施工组织设计 第 6 页 共 40 页 1、柱钢筋砼采用链锯切割系统 柱切割在保压平衡状态下进行,切割采用链锯切割机将柱切断。柱切断后,桥梁荷载转换至钢支撑上。即可进行桥梁顶升施工。(五)、PLC 液压顶升系统安装、调试 本桥顶升设备采用一
12、台 PLC 控制室、2 台液压泵站、16 台 100 吨液压千斤顶;PLC 控制室放置在桥面上,2 台泵站分别放置在两侧桥台上。安装完成后,进行顶升系统的空载调试。(六)、整体顶升施工 全桥整体顶升在由 PLC 控制室发出指令后,顶升系统即全面起动,千斤顶每次顶升 100mm 后,用临时钢支撑顶紧、千斤顶回油、荷载转换至钢临时支撑上,再在千斤顶顶下对应处钢支撑上安置钢垫块垫紧后,进行下一轮顶升,如此循环至设计顶升高度(1000mm)后,将钢结构临时支撑顶紧、桥梁荷载转换至钢支撑上后,千斤顶收油完成顶升工作;即可拆除 PLC 液压顶升系统,将顶升系统转移至下一工地.(七)、立柱接高及全面恢复 顶
13、升完成后即可进行接柱工作和全面的恢复工作.三、施工部署 1、施工管理目标 该工程均按部优良工程等级标准进行施工,确保建设单位对工程工期、质量、安全要求。工期管理目标 本工程总工期 45 天,其中顶升前施工 14 天,顶升施工 6 天,顶升后接柱及凿除施工 10 天,引道施工 15 天。质量管理目标 京九线 K1145 回龙公路桥梁顶升施工组织设计 第 7 页 共 40 页 质量目标:争取优良工程。在施工过程中,争取做到交替有序,计划周密,组织 QC 小组,精心施工,认真细致地抓紧抓好工程进度、工程质量,应按照优良标准制定周密底施工方案,确保结构及观感质量达优.安全管理目标 安全管理目标:死亡和
14、重伤事故确保为零,确保安全评分达到优良标准。2、施工现场项目组织机构 施工组织机构体系 工程实行项目经理负责制,以项目经理为主组织项目经理部,负责该工程的指挥和管理,执行各项国家规范、规程、标准以及本工程项目设计,保质保量完成施工任务。项目经理部设项目经理、技术负责人、施工员、安全员、预算员、材料员、质检员等五大员管理岗位,各工作人员一律持证上岗。项目经理部人员配备、项目经理部人员 工程项目部实行项目经理负责制,以项目经理为主组成项目经理部,负责该工程的指挥与管理,执行各项国家规范、规程、标准以及本工程项目组织设计,保质保量完成施工承包合同任务。为了高效、优质地完成本工程的施工任务,经公司研究
15、决定,抽调管理经验丰富的职能人员和技术素质高的施工人员,组成强有力的项目管理班子和施工操作队伍进场施工.、主要管理人员职责 1)项目经理职责 京九线 K1145 回龙公路桥梁顶升施工组织设计 第 8 页 共 40 页 a 负责项目施工生产、经营管理等全面工作,完成生产计划。认真学习并贯彻执行国家方针、政策、及公司有关规章制度.b 负责质量体系在本工程中的运行工作,定期召开工作例会,及时解决各种问题,落实岗位责任制,将各项工作落实到人.c 负责对操作人员的培训,提高操作人员的技术水平。d 做好与业主及有关单位的协调工作。2)技术负责人职责 a 开工前参与施工与施工预算的编制及审定工作,工程竣工后
16、参与工程结算工作,整理设计变更、材料试验、特种作业等经济技术签证资料.b 负责单位工程图纸的审查和交底。c 参与编制单位工程施工组织设计和项目质量计划,并认真贯彻执行。d 负责技术复核、隐蔽工程验收。e 负责贯彻执行各项专业技术标准,严格执行工艺标准,验收规范及质量评定标准。4)施工员、安全员、预算员、材料员、质检员五大员职责:在项目副经理和技术负责人的直接领导下,按分工管理的范围实施自己的职责。第四章 主要施工工序 一、托架体系 托架体系由钢牛腿及 U 型托架组成.扩大基础作为反力基础,钢牛腿及 U 型托架作为顶升托盘。在托架与反力基础间设置钢管支撑系统,通过顶升托架及支撑体系,实现桥梁的京
17、九线 K1145 回龙公路桥梁顶升施工组织设计 第 9 页 共 40 页 整体抬升。顶升托架在顶升到位后进行拆除。牛腿设计时考虑该桥为单柱墩,在盖梁下端与柱子连接下部设置钢牛腿。而桥台设计用顶升 U 型托架,是充分利用了台帽下空间,节约了支撑及基础处理两块成本。二、限位施工 由于千斤顶安装的垂直误差及顶升过程中其它不利因素的影响,在顶升过程中可能会出现微小的水平位移,为避免出现此类情况,需在各桥墩上设置平面限位装置,限制纵横向可能发生的位移。限位支架应有足够的强度,并应在限位方向有足够的刚度。在此工程中,我们采用角钢限位架安装在桥台帽上。限制桥梁因为误差而引起的纵横向水平倾向位移.三、控制系统
18、 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造成的附加应力从而引起构件失效,具有极大的安全隐患。本工程所采用的 PLC 液压同步顶升技术,从根本上解决了这一长期困扰移位工程界的技术难题,填补了我国在该领域的一项空白,且已达到国际先进水平.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,精确地按照桥梁的实际荷重,平稳地顶举桥梁,使顶升过程中桥梁受到的附加应力下降至最低,同时液压千斤顶根据分布位置分组,与相应的位移传感器组成位置闭环,以便控制桥梁顶升的位移和姿态,同步精
19、度为2.0mm,这样就可以很好的保证顶升过程的同步性,确保顶升时盖梁、板梁结构安全。PLC 控制系统性能及先进性详见第五章介绍。四、液压系统 1、千斤顶布置 在两侧桥台处根据设计图纸要求各布置 6 台千斤顶,在每个桥墩的每根柱子京九线 K1145 回龙公路桥梁顶升施工组织设计 第 10 页 共 40 页 上布置 2 台千斤顶,这样桥台处可提供 1200 吨的顶升力,每个桥墩可以提供 200吨的顶升力,完全满足顶升需求。再加备用千斤顶 4 台,全桥共需千斤顶 20 台。2、根据液压控制系统的性能,为便于顶升精度的控制,在桥台南北面分别布置两台位移传感器,每个桥墩中心位置布置一个位移传感器,以便更
20、好的监测顶升姿态。根据力及位移信号,由主控室的 PLC 控制整个顶升过程.3、顶升液压缸由泵站控制,通过安装在盖梁东西两侧的位移传感器监测顶升姿态。根据力及位移信号,由主控室的 PLC 控制整个顶升过程。五、专用垫块 顶升专用临时钢垫块分别用在千斤顶下和临时支撑下.临时钢垫块与顶升托架体系相对应,也采用 40040020mm 方形钢垫块。钢垫块共有、四种类型,为适应千斤顶的顶升行程,钢垫块的高度分别为100mm、200mm。每个临时支撑顶部均配置一对楔块和薄厚不一的钢板,以满足不同顶升高度的要求。六、柱切割(链锯切割)DSNSS30 液压链锯,最大速度为 27 米/秒,为防止卡锯,切割坡口按
21、45度仰斜切割。通常公路上跨铁路结构均为立柱式桥墩,为减小切割面,一般顶升结构均选立柱为切割断面。由于切割顶升需要加长立柱高度,其结合面为新老混凝土的结合面,从结构受力角度来看,宜选在立柱的上方,这一方面可减小顶升的重量,另一方面结合面所受的轴向力和弯矩较小,但是切割面所处位置较高将给施工带来不便.若将切割面选在立柱下方,施工就比较方便,但连接段质量要有一定保京九线 K1145 回龙公路桥梁顶升施工组织设计 第 11 页 共 40 页 证。在保证新老混凝土连接质量、钢筋植筋可靠以及断面钢筋接头率满足规范要求情况下,一般应将切割面设置在立柱下方,以便于切割作业和立柱接长作业的操作.并且,切割按施
22、工图纸断面进行切割,避免接高立柱时出现钢筋薄弱断面。七、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.1、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 20 台(最多时使用 16 台),PLC 控制系统 1 套,液压泵站 2 台。2、顶升系统可靠性检验 元件的可靠性检验:元件
23、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 Enerpac 的优质产品或国际品牌产品。在正式实施顶升前,将以 7090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,连接软管在工厂京九线 K1145 回龙公路桥梁顶升施工组织设计 第 12 页 共 40 页 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
24、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。3、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
25、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
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