橋梁頂升改造主要施工方法

主要施工方法2.2.1.1鉆孔樁施工綜合考慮施工地質(zhì)條件及節(jié)點工期要求，本標段內(nèi)樁基鉆孔采用沖擊鉆成孔，泥漿循環(huán)清孔方案。樁基混凝土施工采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?shù)轿?，汽車吊吊裝，混凝土為商品混凝土，樁基檢測委托第三方專業(yè)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→設置泥漿循環(huán)系統(tǒng)→鉆機對位→鉆機鉆進→成孔質(zhì)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。鉆孔樁施工步驟詳見“圖2.2-1鉆孔樁施工步驟圖”。圖2.2-1鉆孔樁施工步驟圖⑵施工工藝流程鉆孔灌注樁施工工藝流程見“圖2.2-2鉆孔灌注樁施工工藝流程”。2.2.1.2承臺施工承臺主要采用放坡明挖立大塊鋼模板現(xiàn)澆工藝，如因場地限制或其他因素影響放坡開挖，可采取圍堰開挖基坑方案。鋼筋由鋼筋車間加工，現(xiàn)場綁扎，商品混凝土澆筑考慮滑槽配合人工多點振動施工，部分位置限制處采用混凝土泵車澆筑。承臺施工工藝流程見“圖2.2-3承臺施工工藝流程”。2.2.1.3墩（臺）身施工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。墩身均采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(xiàn)場人工綁扎，考慮節(jié)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筑成型，10m以上的墩身分次澆筑成型。需改造的主線橋既有臺身可利用挖掘機與混凝土破碎機械聯(lián)合拆除，拆除混凝土塊由汽車吊裝，自卸車運離施工現(xiàn)場。墩臺身施工流程見“圖2.2-4墩（臺）身施工工藝流程圖”。2.2.1.4現(xiàn)澆箱梁施工主線橋現(xiàn)澆箱梁及拼寬采用鋼管樁貝雷梁支架法，匝道橋現(xiàn)澆箱梁采用支架法立模板進行現(xiàn)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扎，商品混凝土由混凝土泵車輸送。施工工藝流程見“圖2.2-5支架法現(xiàn)澆連續(xù)梁施工工藝框圖”。2.2.1.5橋梁頂升改造施工本標段內(nèi)因新建橋梁與成功路立交連接，既有福夏路高架橋第七聯(lián)（36+45+36鋼箱梁）、第八聯(lián)（3×36預應力混凝土箱梁）需進行頂升改造，其中鋼箱梁需將原有3孔連續(xù)梁切割為6段簡支梁后進行頂升，鋼梁最大頂升高度為3.369m，混凝土箱梁頂升最大高度為11.183m。頂升作業(yè)通過PLC同步控制系統(tǒng)進行控制，千斤頂組借助反力基礎對梁體和墩柱進行頂升，因要調(diào)整墊石高度并更換支座，本標段內(nèi)采用梁與柱分開頂升的方案。頂升施工順序為：頂升基礎施工→臨時支撐系統(tǒng)施工→梁體頂升→墩柱頂升→墩柱連接及橋梁恢復。頂升時設置水平限位裝置，千斤頂每個行程結束后利用事先準備的鋼墊塊抄墊，經(jīng)若干個行程后達到設計標高停止。本標段內(nèi)頂升施工改造內(nèi)容如“圖2.2-5橋梁改造前、后橋面示意圖”所示。圖2.2-5橋梁改造前、后橋面示意圖⑴主線橋第四聯(lián)頂升施工步驟步驟一：準備工作既有橋梁檢測；刨除橋面鋪裝，解除伸縮縫，同時施工頂升基礎；橋臺背墻破除。步驟二：臨時支撐及頂升系統(tǒng)安裝安裝臨時支撐體系，部分支撐與墩臺連接，安裝頂升系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)；安裝縱、橫向限位裝置。步驟三：梁體頂升試頂升，即按照理論箱梁重量將千斤頂加壓，直到梁體脫離支座；整體比例頂升，頂升時電腦控制系統(tǒng)同步監(jiān)控，頂升誤差控制在2mm范圍內(nèi)；每頂升至一定高度時相互連接臨時支撐。步驟四：墩柱頂升梁體頂升至一定高度，鑿除部分墩柱和墩頂支座墊石，拆除舊支座，更換新支座；鑿除橋臺的臺身部分，在原橋臺位置澆筑橋墩墩柱；切割原橋墩墩柱，頂升至設計高程。步驟五：墩柱連接及橋梁恢復墩柱連接，待混凝土達到設計強度后落梁于支座上；拆除頂升設備；施工橋面調(diào)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箱梁頂升施工步驟表”。

表2.2-3箱梁頂升施工步驟表⑵主線橋第三聯(lián)箱梁頂升步驟主線橋第三聯(lián)即原福廈路高架橋第七聯(lián)，為36+45+36=117m鋼箱梁。頂升施工步驟如下：步驟一：準備工作既有橋梁檢測；刨除橋面鋪裝，解除伸縮縫；施工頂升基礎；步驟二：梁體切除及頂升系統(tǒng)安裝根據(jù)設計要求切除需替換的梁段，使連續(xù)梁變成6段簡支梁段；安裝頂升系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)；安裝縱、橫向限位裝置。步驟三：梁體頂升試頂升，即按照理論箱梁重量將千斤頂加壓，直到梁體脫離支座；整體比例頂升，頂升時電腦控制系統(tǒng)同步監(jiān)控，頂升誤差控制在2mm范圍內(nèi)；每頂升至一定高度時相互連接臨時支撐。步驟四：墩柱頂升鑿除部分墩柱和墩頂支座墊石；拆除舊支座，更換新支座；鑿除橋臺的臺身部分，澆筑橋墩墩柱；切割橋墩墩柱，頂升至設計高程。步驟五：墩柱連接及橋梁恢復墩柱連接；吊裝各新制作的梁段，與頂升梁段焊接成連續(xù)箱梁，待墩柱混凝土達到設計強度后落梁于支座上；拆除頂升設備施工橋面調(diào)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鋼梁頂升施工步驟表”表2.2-4鋼梁頂升施工步驟表⑶頂升系統(tǒng)頂升系統(tǒng)主要由PLC同步控制系統(tǒng)、千斤頂組群與油泵、臨時支撐及限位三大部分組成。①頂升千斤頂千斤頂?shù)墓ぷ髂芰皵?shù)量主要由各墩位的頂升重量決定，第四聯(lián)梁體頂升參數(shù)詳見“表2.2-4第四聯(lián)頂升參數(shù)表”。表2.2-4第四聯(lián)頂升參數(shù)表墩號F26F27F28F29墩中心里程K4+61.844K4+97.844K4+133.844K4+169.844豎向頂升位移（mm）34426022860311183頂升重量（KN）11000210002100011000由表中可看出第四聯(lián)頂升最大重量為2100t，綜合考慮頂升力要求，在F27、F28墩位處各投入16臺320t/200mm液壓千斤頂，其中12臺頂升梁體，4臺頂升墩柱。在F26、F29處各投入12臺320t/600mm液壓千斤頂，其中8臺頂升梁體，4臺頂升墩柱。千斤頂外徑350mm，與臨時支撐交替布置于既有橋承臺上。千斤頂布置如圖2.2-1所示。圖2.2-6千斤頂平面布置示意圖（16臺）臨時支撐與千斤頂基礎均與承臺連接，各節(jié)支撐間通過法蘭盤連接。第三聯(lián)鋼梁頂升方案為是將原來3孔連續(xù)梁切分為6段簡支梁，簡支梁在臨時支架上有7個頂升點，除小里程方向第一個支點外其余支點均設千斤頂組進行頂升。頂升系統(tǒng)布置原理與第四聯(lián)混凝土連續(xù)梁頂升相同。②頂升行程監(jiān)測頂升行程監(jiān)測采用精度為0.1mm的位移傳感器；

③支撐體系采用型鋼與鋼管柱支撐組成的支撐體系。采用專用鋼墊塊作為頂升過程的臨時支撐，鋼墊塊長度與千斤頂?shù)男谐滔噙m應。④PLC控制系統(tǒng)本系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)原理（圖2.2-7）：多點的位移檢測裝置和壓力傳感器的信號由信號電纜連接到超高壓泵站的電氣控制箱內(nèi)，經(jīng)信號放大器放大后將頂升位移和負載噸位送至可編程控制器PLC中，可編程控制器PLC中根據(jù)操縱臺發(fā)出的操作指令，啟動多臺泵的電機，驅(qū)動油泵工作，油泵的動力油源經(jīng)控制閥組，輸出到外接的液壓油缸中，使液壓油缸上下運動。同時可編程控制器根據(jù)檢測的位移信號，不斷與指令信號進行比較，將誤差值修正后改變變頻器的輸出頻率，以改變電機的轉速，形成連續(xù)可調(diào)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。可編程控制器PLC多臺泵站可編程控制器PLC多臺泵站位移檢測裝置壓力傳感器操作臺橋梁頂升圖2.2-7PLC液壓同步控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)原理⑷梁體頂升①頂升準備頂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，并做好記錄，在取得設計認可的基礎上，確定各點的精確頂升高度。并作好如下準備工作：

頂升系統(tǒng)可靠性檢驗；成立頂升指揮系統(tǒng)；頂升液壓系統(tǒng)布置；

頂升系統(tǒng)測試；確定觀測點；檢查橋梁是否存有連接現(xiàn)象。

A、頂升設備使用計劃本項目工程工期緊，為有效利用頂升設備，提高施工效率；就必須對設備的使用和周轉做出周密的計劃。

本工程項目擬投入頂升液壓千斤頂60臺（最多時使用48臺），12臺備用，PLC控制系統(tǒng)1套，液壓泵站6臺。B、頂升系統(tǒng)可靠性檢驗元件的可靠性檢驗元件的質(zhì)量是系統(tǒng)質(zhì)量的基礎，為確保元件可靠，本系統(tǒng)選用的元件均為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品或國際認可品牌產(chǎn)品。在正式實施頂升前，將以70％-90%的頂升力在現(xiàn)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(tǒng)可靠的保證，本系統(tǒng)的設計和裝配工藝，除嚴格按照污染控制的設計準則和工藝要求進行外，連接軟管在工廠進行嚴格沖洗，封口后移至現(xiàn)場，現(xiàn)場安裝完畢進行10次空載運行，以排除現(xiàn)場裝配過程中，可能意外混入的污垢。力閉環(huán)的穩(wěn)定性：所謂力閉環(huán)就是當系統(tǒng)設定好一定的力后，力的誤差在5%內(nèi)，當力超過此范圍后，系統(tǒng)自動調(diào)整到設定值的范圍；力閉環(huán)是本系統(tǒng)的基礎，力閉環(huán)的調(diào)試利用死點加壓，在工廠內(nèi)逐臺進行位置閉環(huán)的穩(wěn)定性：所謂位置閉環(huán)就是當系統(tǒng)給位移傳感器設定頂升高度后，當頂升高度超過此高度系統(tǒng)自動降至此高度，當頂升高度低于此高度系統(tǒng)自動升至此高度，保證系統(tǒng)頂升的安全性與同步性。C、成立頂升工程現(xiàn)場領導組

現(xiàn)場指揮組設總指揮1名，全面負責現(xiàn)場指揮作業(yè)，指揮組下設4個職能小組：分別是監(jiān)測組、控制組、液壓組和作業(yè)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(xiàn)場指揮組。

各職能小組的功能分別是：

a監(jiān)測組：負責監(jiān)測橋梁的整個運動軌跡、整體姿態(tài)等，定期將監(jiān)測結果匯總后報現(xiàn)場總指揮，當出現(xiàn)異常情況或監(jiān)測結果超出報警值時，則應及時向總指揮匯報，并提出建議。

b控制組：根據(jù)總指揮的命令對液壓系統(tǒng)發(fā)出啟動、頂升或停止等操作指令。對于啟動、頂升或停止指令，只聽從總指揮的指令，當出現(xiàn)異常情況需緊急停止時，應在得到信息的第一時間對系統(tǒng)發(fā)出停止指令，而不管這一信息是否自總指揮發(fā)出。

c液壓組：負責整個液壓系統(tǒng)的安裝與形成，維護與保養(yǎng)，檢查與維修等。根據(jù)總指揮的要求調(diào)整液壓元件的設置。

d作業(yè)組：負責頂升期間的勞力配置，在頂升的整個過程中提供勞務作業(yè)。其工作內(nèi)容包括施工準備時的場地清理、頂升時的墊鐵安裝等。各職能小組受總指揮統(tǒng)一指揮，向總指揮匯報工作，總指揮匯總領導組其它成員的意見后做出決策，并由總指揮向各職能小組發(fā)出指令，進入下一道工序工作；D、人員培訓

所有參與頂升的施工的人員都進行工作的嚴格分工，在進入現(xiàn)場前進行充分的培訓。E、頂升系統(tǒng)結構部分檢查a千斤頂安裝是否垂直牢固；b頂升支架安裝是否牢固；c限位結構安裝是否牢固，限位值設值大小是否符合要求；d影響頂升的設施是否已全部拆除；e主體結構上確已去除與頂升無關的一切荷載；f主體結構與其它結構的連接是否已全部去除。F、頂升系統(tǒng)調(diào)試調(diào)試的主要內(nèi)容包括：a液壓系統(tǒng)檢查油缸安裝牢固正確；泵站與油缸之間的油管連接必須正確、可靠；

油箱液面，應達到規(guī)定高度；備用2桶液壓油，加油必須經(jīng)過濾油機；液壓系統(tǒng)運行是否正常，油路有無堵塞或泄漏；液壓油是否需要通過空載運行過濾清潔。b控制系統(tǒng)檢查系統(tǒng)安裝就位并已調(diào)試完畢；各路電源，其接線、容量和安全性都應符合規(guī)定：控制裝置接線、安裝必須正確無誤；應保證數(shù)據(jù)通訊線路正確無誤；PLC控制系統(tǒng)運行是否正常，液壓系統(tǒng)對控制指令反應是否靈敏；各傳感器系統(tǒng)，保證信號正確傳輸；系統(tǒng)能否升降自如；位移傳感器的工作情況：各種閥的工作狀況是否正常，是否需要更換；監(jiān)測系統(tǒng)檢查百分表安裝牢固、正確，沒有遺漏；信號傳輸無誤；

c初值的設定與讀取系統(tǒng)初始加載由液壓工程師會同土建工程師共同確定并報總指揮，最終由系統(tǒng)操作員輸入PLC；讀取控制系統(tǒng)力傳感器和位移傳感器初值或?qū)⑵錃w零；讀取監(jiān)測系統(tǒng)中百分表的初值或?qū)⑵錃w零。G、交驗點的確定在每個橋墩處的橋面上取3個監(jiān)測點，兩點在橋面兩側，一點在中線上，分別用于監(jiān)測頂升過程中橋梁的標高及中線位置變化，并作為頂升結束后的交驗點。頂升前應測得標高點初始值，以便頂升完成后進行復核。H、檢查橋梁是否存在連接現(xiàn)象

頂升前要對橋梁的各個部位進行仔細的檢查，檢查是否存有連接現(xiàn)象。以滿足有釋放空間。I、稱重

保壓試驗：a油缸、油管、泵站操縱臺、監(jiān)測儀等安裝完畢檢查無誤；

b按計算荷載的70％～90％加壓，進行油缸的保壓試驗5小時；

c檢查整個系統(tǒng)的工作情況，油路情況；稱重

：a為保證頂升過程的同步進行，在頂升前應測定每個頂升點處的實際荷載。b稱重時依據(jù)計算頂升荷載，采用逐級加載的方式進行，在一定的頂升高度內(nèi)（1～10mm），通過反復調(diào)整各組的油壓，可以設定一組頂升油壓值，使每個頂點的頂升壓力與其上部荷載基本平衡。

c、為觀察頂升處是否脫離，需用百分表測定其行程。d、將每點的實測值與理論計算值比較，計算其差異量，由液壓工程師和結構工程師共同分析原因，最終由領導組確定該點實測值能否作為頂升時的基準值。如差異較大，將作相應調(diào)整。

②

試頂升

為了觀察和考核整個頂升施工系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及對稱重結果的校核，在正式頂升之前，應進行試頂升，試頂升高度20mm。

試頂升結束后，提供整體姿態(tài)、結構位移等情況，為正式頂升提供依據(jù)。

③

正式頂升

試頂升后，觀察若無問題，便進行正式頂升，千斤頂最大行程為200mm，每一頂升標準行程為1頂升流程見“圖2.2-8頂升流程圖”。頂升準備頂升系統(tǒng)調(diào)試頂升準備頂升系統(tǒng)調(diào)試試頂升2cm第一次頂升10cm加鋼墊塊且千斤頂回油重復第一次頂升步驟至設計標高拆除頂升系統(tǒng)頂全程監(jiān)控圖2.2-8頂升流程圖正式頂升，須按下列程序進行，并作好記錄：

操作：按預設荷載進行加載和頂升；

觀察：各個觀察點應及時反映測量情況；測量：各個測量點應認真做好測量工作，及時反映測量數(shù)據(jù)；校核：數(shù)據(jù)匯交現(xiàn)場領導組，比較實測數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的差異；分析：若有數(shù)據(jù)偏差，有關各方應認真分析并及時進行調(diào)整；決策：認可當前工作狀態(tài)，并決策下一步操作。④頂升注意事項

每次頂升的高度應稍高于墊塊厚度，能滿足墊塊安裝的要求即可，不宜超出墊塊厚度較多，以避免負載下降的風險;

頂升關系到主體結構的安全，各方要密切配合；

整體頂升過程中，認真做好記錄工作；

頂升過程中，應加強巡視工作，應指定專人觀察整體個系統(tǒng)的工作情況。若有異常，直接通知指揮控制中心；

結構頂升空間內(nèi)不得有障礙物；

在施工過程中，要密切觀察結構的變形情況；頂升過程中，未經(jīng)許可不得擅自進入施工現(xiàn)場。頂升過程控制

整個頂升過程應保持位移傳感器的位置同步