桥梁顶升施工专项方案.docx
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桥梁顶升施工专项方案.docx
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桥梁顶升施工专项方案
*****桥梁顶升
专
项
施
工
方
案
*****年十一月
第一章工程概况
1、工程简介
*******位于浦东新区高科中路上,跨越张江路和马家浜,为一座11孔预应力混凝土梁桥,桥梁中心桩号:
K0+318。
桥梁全长267.0m,横向分为南、北两幅桥,跨径组合东向西:
北幅桥25.0m×4+23.5m+40.0m+19.5m+17.9m+22.1m+22.0m×2;
南幅:
25.0m+25.1m+20.9m+25.1m+19.5m+40.0m+23.5m+22.0m×4,桥面总宽为28.0m。
该桥K11孔南北幅该桥共有20块球冠橡胶支座出现环向开裂,且存在较大剪切变形现象;南幅西侧桥头搭板滑移,致使桥面铺装层与伸缩缝白带脱开,宽度在2~3cm;在桥头搭板西段出现铺装层横向开裂;南幅桥7#墩型钢伸缩缝有3处止水带破损,且伸缩缝型钢宽度超限,2014年9月中旬现场测量达到7.8cm,远超过限值要求(常规80型钢伸缩缝,在平均温度25度情况下安装宽度在控制在4cm,夏天达到2cm,冬天达到6cm)。
2、编制依据与编制原则
2.1、编制依据
(1)《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89)
(2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85)
(3)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)
(4)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
(5)《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ107-2003)
(6)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JGJ025-1986)
(7)《公路桥涵加固设计规范》(JTGTJ22-2008)
(8)《公路桥涵加固施工技术规范》(JTGTJ22-2008)
(9)现场踏勘及桥梁现状
(10)我司以往类似桥梁顶升改造经验。
2.2、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,依靠科技,精心组织,合理安排,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,尽量缩短工期、减少不必要的施工投入;
(4)坚持科学态度,积极创新;采用新工艺、新方法,确保工程安全,减少工程实施对交通和环境的影响。
(5)在编制过程中,根据设计图纸的改造目标,通过方案比选,推出能比较实际解决当前桥梁顶升的总体方案,并侧重工程的可实施性。
3、主要工程内容
实施多点同步整体顶升,对开裂,剪切变形严重的支座进行更换。
第二章施工总体计划
本工程按项目法管理施工。
为使本工程达到“安全、优质、高效”的预期目标,将安排我司优秀的对此类项目有成熟经验的施工、及技术人员,负责本工程项目的组织、实施及管理。
1、质量管理目标
确保全部工程符合国家及行业工程质量验收规范或标准,达到业主针对本工程制定的有关规定和要求,一次验收合格。
2、安全管理目标
全面贯彻“安全第一,预防为主,综合治理”的安全生产管理方针,实现“三无,一杜绝,一创建”即无重伤、交通、火灾事故,杜绝伤亡事故,创建安全文明工地的安全管理目标。
3、工期管理目标
由于该项目对工期的要求高,所以在施工准备时要充分做好机械设备、材料和人员的准备。
在施工封道前安装好顶升支撑反力平台,布置好顶升设备,并联机完成,确保封道后顶升施工的连续作业,保证整个工期得到有效控制。
第三章、施工组织机构
1、管理层安排
技术施工管理人员一名,由具有丰富施工经验和管理水平的并参加、负责过同类型桥梁建设的人员担任,全面负责指挥本工程的施工实施;安全员一名,负责现场施工安全及协助本工程的现场生产和施工管理工作。
2、人员安排
施工工人均选用长期跟随我公司施工的熟练工。
计划组织近10人进场作业,其中顶升工人8人,顶升技术人员2人。
第四章、施工作业流程
1、施工思路
根据本工程施工环境、施工特点及我公司类似工程施工经验,施工思路做如下安排:
1、本工程仅需更换板式支座,顶升高度5mm以内,可以在桥上交通不封闭的状态下进行。
2、本工程采用50T超薄千斤顶以桥台或墩台作为返利点,对于个别位置空间有限,无法满足放顶要求部位进行局部凿除,以达到放顶要求。
3、顶升到设计高度后,将梁体用临时抄垫钢板塞填密实,顶升设备持载,然后组织人员及时更换支座,最后落梁。
2、施工总体计划
2.1施工前准备
按照现场施工要求,对无法满足放顶要求的空间位置进行凿除。
临时支墩采用的抄垫用钢板、钢垫块全部到场;
顶升用设备、千斤顶及连接管线全部到场;
做好现场临时用电的接入工作,若现场无法提供外接电源,则需准备发电机现场发电;
2.2正式施工
安装连接顶升设备,并进行控制程序调试→桥梁整体顶升称重、试顶升→正式分级逐步顶升→顶升到位、更换支座→同步进行梁体回落;
2.3撤场
完成全部施工内容后进行验收;
清理现场,墩柱、桥台局部修补,拆除临时结构;
3、人员计划安排
我公司本项目拟派遣以下人员组成项目部进行该项目的施工作业。
项目部管理人员设置:
现场管理人员1名,施工技术人员1名,安全员1名。
施工作业人员设置:
施工队伍为我公司从事顶升作业多年的专业队伍。
4、主要材料、机械进场计划
施工材料计划表
材料名称
数量
规格
备注
支座
48块
/
甲方提供
抄垫钢板
若干
2-10mm不等
机械计划表
机械名称
数量
型号
备注
PLC同步顶升系统
1台
SHYC-PLC-BP
液压千斤顶
24
50t
液压泵站
2套(2点)
顶升车
1辆
第五章顶升专项方案
既有桥梁结构升降控制技术是利用既有桥梁桥墩建立支承系统,在支承体系上架设顶升支架和液压升系统,用液压顶升系统同步将桥梁上部结构按顺序小幅度的顶升至一定高度后,更换支座,落梁,最后拆除顶升系统。
既有桥梁升降控制技术具有工期短、投资小等特点,已成为目前国内外老桥改造建设中的一项主要方法,国内在这方面已有较多成功的实例。
1、施工工艺流程
本工程主要支座更换集中在K11孔处,南北幅支座剪切变形均较为严重。
施工主要步骤流程如下:
2、PLC多点同步升降系统介绍
本工程拟采用公司自有、国内较为先进的“PLC多点同步液压顶升控制系统”,该系统是将同步液压顶升系统、计算机PLC信号处理、位移监控与桥梁结构分析和施工技术等进行集成,并在集成系统上进行的成套技术开发。
其核心是在桥梁结构分析与施工技术总结的基础上,根据桥梁特性设计计算机PLC信号处理与液压系统,输入外部监控设施的位移信号,输出液压系统油量控制信息,利用多组液压终端超薄油缸来达到桥梁顶升目的。
其顶升/降落精度≤±0.50mm,达到国内领先,该技术已申请多项国家专利。
目前我司拥有多套该设备,每套设备的标准最大顶升重量为16000吨,且可以多套设备并联使用。
同时我单位的PLC多点同步升降系统是全国首家通过国家级质量监督检验部门精度鉴定的同类型顶升设备。
PLC同步顶升液压控制系统技术参数如下表所示:
PLC同步顶升液压控制系统技术参数
序号
项目
单位
技术指标
1
系统工作电源
V/Hz
AC380V/50Hz三相五线制
2
系统泵站电机功率
kW
4×3kW(单泵站四点)
3
系统最高工作压力
MPa
65~70
4
系统泵站流量
L/min
4×2.6
5
系统同步控制精度
mm
≤±0.50
6
系统泵站工作介质
N46-N68#抗磨液压油
7
工作油温
℃
0~70
8
环境温度
℃
-25~+45
9
油箱容量
L(升)
450(单泵站)
10
泵站重量
Kg
(约)700(单泵站)
11
系操纵台重量
Kg
(约)100
12
标准最大顶升重量
t(吨)
16000
13
位移传感器
±0.5mm
PLC同步顶升液压控制系统实物如下图所示:
顶升控制系统全貌顶升控制台
部分千斤顶(液压终端)顶升工程车
位移传感器、千斤顶精度检验报告
图示说明:
A值:
为每顶升点的顶升负载吨位,该值可与理论计算的顶升重量相校核。
B值:
该值为位移传感器反映出每顶升点实际顶升位移,该值可与布设在桥梁上的百分表数值即桥面高程测量结果进行校核。
C值:
为每顶升点的位移误差,即实际顶升位移与指令位移的差值,反映各点的顶升同步性。
根据多个项目的实际应用效果及设备本身所具有的精度,同步顶升误差基本可控制在±0.5mm内,完全满足本工程需求。
D值:
为每顶升点的位移上限值,该值可设定为同步分级顶升、降落时,每级的位移限值,当位移达到该值时,系统自动停止,以达到分级同步顶升的目的,方便在顶升过程中进行实时监控。
3、PLC多点同步升降系统的优点
a)多点同步,减小不均匀位移对桥梁结构的损坏;
12点同步顶升示意图
b)控制点多,扩展能力强,布点容易。
由于系统采用先进的工业数控理念,系统可以根据实际需要进行扩展;
顶升系统多点扩展示意图
c)具有顶升重量、位移数据的采集和监控功能。
如下图所示,顶升主控系统可以收集各个控制点的负载压力、负载吨位、实际位移、指令位移、位移误差等关键性信息。
d)可以通过多点同步,单点异步的控制来达到调节桥梁横坡、纵坡和纠偏的目的。
4、顶升支撑体系搭设
根据本工程现场特点,特选用在桥台、盖梁顶面直接放置超薄千斤顶的方式进行顶升。
超薄千斤顶本体高度35mm,预留10mm抄垫空间后,梁板与墩台顶面间隙需要45mm高度。
经现场勘查,本工程部分梁板与墩台顶面间隙小于45mm,最小部位约20mm,施工时需要对铰缝部位的墩台顶面混凝土保护层进行局部凿除,用来放置超薄千斤顶。
如下所示:
超薄千斤顶布置示意图
5、顶升平面布置
原桥梁结构为预应力混凝土梁桥,桥面铺装处连续处理,同一墩柱前后两跨的梁端处顶升高度基本一致,则顶升时,每个墩柱处视为一个顶升高度控制点,按照该原则进行顶升设备的布置。
顶升平面布置图
顶升期间需要对桥梁进行钢板抄垫,抄垫工具为1-2cm厚钢板。
顶升过程中抄垫钢板抄垫在原支座垫石附近部位,待顶升到位后,更换破损支座。
6、顶升施工
6.1顶升前准备工作
1.顶升前对桥梁现状进行勘察,对支座型号进行核对。
2.顶升前应实测各联各墩点的桥面高程情况,在取得设计、监理认可的基础上,作为顶升的对比数据。
3.复测桥面与桥下各导线点坐标和水准点的高程,作为顶升监控及顶升复核的依据。
4.墩顶面及桥梁底面清理,用人工配合钢丝刷及高压空气或者高压水对墩顶进行清理,保证支座更换时作业面干净整洁。
6.2顶升系统调试
PLC多点同步液压顶升控制系统的调试主要包括以下内容:
(1)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;
(2)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;
♦各种阀的工作状况是否正常,是否需要更换;
(3)监测系统检查
♦位移传感器的安装是否牢固、正确,无遗漏;
♦信号传输确认无误;
(4)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;
6.3试顶
(1)试顶前的检查
♦千斤顶安装是否垂直牢固;
♦影响顶升的设施是否已全部拆除;
♦顶升部分结构与其它结构的连接是否已全部去除。
(2)顶升系统启动后现场各组人员各就各位,密切观察桥梁、钢牛腿是否有异常状况出现,设备、仪表是否正常工作,显示读数是否在合理范围内。
(3)控制顶升速度不超过1mm/分钟,最大顶升高度不超过5mm。
(4)顶升就位后,持荷120分钟,观察梁体及设备状况。
如有异常情况,应立即回油、落梁,问题解决后再进行试顶,直至梁体受力及设备运行正常。
(5)顶升就位后,根据控制系统显示的顶升重量复核支座型号及各支座承受的压力,如有异常,则应考虑调整支座型号。
(6)试顶正常后,应平稳落梁。
6.4梁体同步顶升
(1)顶升过程中以每顶升2mm为一步,分级顶升,各顶高差严格控制在1.0mm范围内,全程采用位移传感器监测梁体顶升位移情况。
实时监测整个千斤顶间位移传感器升量高差,若高差超过控制值时,必须进行适时调整后才进入下一个顶升周期,达到同步顶升的目的。
(2)顶升时速度控制在5mm/min;顶升时梁每升高2mm,临时支撑加垫一块薄钢板。
顶升到位后将梁体由千斤顶转落至临时支撑上。
(3)梁体二侧布设百分表监测梁体顶升高度的情况,同时也作为位移传感器的对比验证数据,梁体每顶升一级百分表读数一次。
观测人员随时根据监测值反馈致控制室,指导操作人员进行操作。
(4)根据本工程施工需要,顶升高度约20—40cm不等,则对顶升控制高度分级顶升控制,每一级完成后,由专职顶升技术人员进行现场巡视,并复核百分表与位移传感器的高程控制数据。
(5)由于本工程顶升高度线形为折线状,不是传统意义上的同步顶升或线性调坡顶升,故顶升时以同步顶升为基础,当其中某个墩柱达到设计高度要求后,停止顶升,其余墩柱继续顶升,直至全部达到设计高度位置。
(6)同步顶升高度根据分级控制要求进行,如下表所示。
(7)顶升时的监控措施:
Ø顶升由专人指挥,统一发令。
Ø每个支座专人负责,随时监控千斤顶伸长值,保证每个千斤顶的顶升高度基本保持一致。
6.5落梁
(1)开启同步顶升系统,平稳降落梁体。
(2)梁体就位后检查支座与梁底之间的密贴情况,应尽量保证支座上下面全部密贴。
如果支座出现偏心受压、不均匀支承或脱空的现象,则应重新顶升梁体,并在支座下钢板下加设一层环氧砂浆后再次落梁,直至支座上下面全部密贴。
(3)支座检查合格后拆除千斤顶、临时支承钢板等他顶升设备。
第六章施工安全保障措施
(一)、施工安全保障措施
(1)、在施工期间施工人员,均穿戴反光背心,安全帽;
(2)、加强对项目部人员特别是专职安全员的交通知识法规和施工安全法规培训。
(3)、项目部设置相应的急救药品,急救设备等;
(二)、设备安全保证措施
(1)、储备一定数量的设备易损构件,一旦有设备出现故障能在最短时间内进行修复和更换。
(2)、设备供电系统留有备用发电机,并将线路安装到位,随时处于待用状态。
(3)、设备周边做好防护措施,防止设备被其他物体碰撞、砸落,导致设备损坏。
(4)、施工设备未经允许,不得允许非专业人员进行操作。
(三)、顶升安全保障措施
顶升过程中最大的安全隐患在于设备的突然故障可能引起桥梁结构的失稳,甚至坍塌,针对该隐患本方案从三方面进行安全防护。
(1)、顶升期间,由工人进行跟随抄垫,抄垫钢板为刚性防护手段,可以最大程度的保护桥梁结构的顶升安全。
(2)、我公司的顶升设备采用了目前最为先进的自锁防护装置,在突然断电、设备故障等情况发生的时候,顶升设备可以进行自锁,形成闭路,防止千斤顶的突然下沉。
从根本上减小了设备故障对安全的影响。
(3)、我公司使用的液压千斤顶都内置有液压平衡阀,该阀门在千斤顶突然失压的情况下会自动关闭油路,保证顶升过程的安全。
第七章工期计划
根据施工内容与业主方工期要求,我公司拟在2天内(2014.11.29-2014.11.30)完成本项工程。
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