大跨徑鋼管砼系桿拱橋整體頂升施工工法

蕪申線（高溧段）航道整治工程南河特大橋整體頂升改造工程WSXGL-SG-QL7標，南河特大橋位于位于寧杭高速公路溧陽段與蕪申線運河交叉處，作為高速公路的一部分，南河特大橋于2003年建成通車，修建時間較短，使用狀況良好。現(xiàn)狀通航凈寬為60m，滿足三級航道凈寬；凈高為5m，不滿足三級航道要求，需調整為7m，因此需要抬高老橋，對老橋進行頂升改造，本次改造橋梁提升高度為2.161m。通過安全、技術比選，南河特大橋采取半幅通車、半幅封閉頂升施工，通過該方案，順利完成了南河特大橋整體頂升施工任務，并總結形成了“大跨徑鋼管砼系桿拱橋及組合箱梁整體頂升工程關鍵技術研究”這一國際先進的新成果，經(jīng)查新，結論為全國首例大跨徑鋼管砼系桿拱橋整體頂升施工，對同類橋梁整體頂升施工有積極的借鑒意義。2019年8月6日，經(jīng)中國鐵建股份有限公司組織的專家鑒定評審，認為研發(fā)的力均衡多點變頻調速頂升控制技術，保證了大跨徑橋梁同步頂升的位移高度一致，解決了頂升過程中頂升力與實際負載力一致的難題；研發(fā)了主動施力靜壓支撐機械保護頂自動控制技術，消除了鋼支撐的彈性變形量和連接間隙，解決了千斤頂?shù)鬼敃r受力不均的難題；研發(fā)的長距離控制系統(tǒng)應用技術，增強了PLC控制系統(tǒng)靈敏度計算精度與頻率，確保了信號傳輸?shù)臏蚀_性；采用的鋼筋混凝土抱柱梁托換方式，確保了橋梁整體頂升過程中反力支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該工程現(xiàn)場照片見圖1-1，右幅頂升到位對比圖見圖1-2。圖1-1現(xiàn)場照片圖1-2右幅頂升到位對比圖該工法在南河特大橋整體頂升改造施工中成功應用，取得了良好的社會、經(jīng)濟效益，具有推廣應用價值，總體達到國際先進水平。其中研發(fā)的力均衡多點變頻調速頂升控制技術及長距離控制系統(tǒng)的應用技術達到了國際領先水平?；诖顺晒P鍵技術申請專利12項，其中受理發(fā)明專利4項：《一種大跨徑系桿拱橋主橋頂升系統(tǒng)及頂升施工方法》(201910730851.4)、《一種大跨徑鋼管砼系桿拱橋頂升施工方法》（201910731474.6）、《基于橋梁液壓頂升系統(tǒng)的大跨徑系桿拱橋改造方法》（201910731840.8）、《一種大跨徑系桿拱橋引橋頂升系統(tǒng)及頂升施工方法》（201910732062.4授權實用新型專利8項：《橋梁頂升施工用鋼箱支撐墊塊》（ZL201921228143.2）、《一用隨動支撐裝置》（ZL201921228387.0）、《基于倒置千斤頂?shù)臉蛄喉斏┕び靡簤喉斏b置》（ZL201921250389.X）、《一種帶糾偏機構的橋梁頂升施工用液壓頂升裝置》（ZL201921250728.4）、《一種橋墩墩柱用液壓頂升裝置》（ZL201921276036.7）、《一種大跨徑系桿拱橋引橋頂升系統(tǒng)》（ZL201921276039.0）、《大跨徑鋼管砼系桿拱橋頂升施工用限位裝置》（ZL201921281751.X）《一種大跨徑系桿拱橋主橋頂升系統(tǒng)》（ZL201921281752.4）。2工法特點2.1針對主橋為鋼管砼系桿拱橋，且跨度大、重量大、柔性大等特點，對千斤頂?shù)倪x型和布置方案進行了專項研究，使得選型適合，布置更加合理，大大降低了頂升過程的風險。2.2主橋系桿拱拱腳底與過度墩蓋梁頂之間凈距小，不足放置500t千斤頂，該工法針對此情況，研究了一套托換方式，避免了對主橋受力結構的鑿除和切割，保證了主橋受力性能的完好，給主橋頂升提供了可靠、有效的保障措施。2.3本次頂升高度2.16m，頂升高度較高，頂升過程中由于頂升循環(huán)次數(shù)多，臨時支撐系統(tǒng)的鋼墊塊更換數(shù)量及次數(shù)多，故對支撐結構整體穩(wěn)定性提出了更高的要求，該工法研究的分級墊塊，確保了縱橫支撐體系的牢固、可靠、不失穩(wěn)。2.4主橋跨度大、重量大、點位多，為避免出現(xiàn)液壓系統(tǒng)失常及油管爆裂的情況發(fā)生，采用了可靠的監(jiān)控及精密度傳感器，確保了液壓系統(tǒng)穩(wěn)定。2.5在過程中采取了拉線式位移傳感器及應力實時監(jiān)控措施，對每個行程根據(jù)實時數(shù)據(jù)進行糾偏，每個行程的精度可控制到0.01mm，確保了橋梁頂升及落梁的誤差控制及糾偏。2.6采用半幅通車、半幅封閉的頂升施工方法，與傳統(tǒng)的拆除后新建相比具有工期短、投入少的特點，且不會占用航道，不存在支架被過往船舶沖撞的隱患。2.7該工法高效、便捷，克服了安全風險高、高速封閉施工時間短等困難，解決了施工的主要矛盾，施工安全和航道正常運營、高速正常通行得到了保障，社會、經(jīng)濟效益良好。3適用范圍本工法適用于類似本工程的系桿拱橋及其它大跨徑、大重量橋梁的整體頂升，以及類似航道升級改造施工。4工藝原理首先根據(jù)主橋結構形式進行千斤頂點位的比選布置，將已經(jīng)檢驗合格的千斤頂按照確定的點位進行現(xiàn)場布置，連接油壓管，使千斤頂與液壓泵站可靠連接。在連接過程中根據(jù)分布設置進行分組連接，主橋共分為8個點，分別是橋南4個，橋北4個。但是因為主橋鋼筋混凝土拱腳自身剛性較大，而左右2拱腳底的千斤頂布置點位相隔很近，僅僅1m，假如通過單點控制，在整體頂升施工過程中會因拱腳自身剛性，而帶動旁邊點位，將會出現(xiàn)相隔較近的點位受力偏差較大的風險，故又將相鄰2點進行串聯(lián)，避免兩點之間的相互帶動作用，從而使得頂升更加精確。4.1通過分階段頂升，避免了對拱腳的鑿除和切割破壞，用280t千斤頂將拱腳底部空間頂升至65cm位置，然后利用500t大千斤頂進行整體頂升。4.2采用PLC液壓同步頂升控制系統(tǒng)，分組控制，實現(xiàn)橋梁整體同步頂升。4.3在每個布置點上設置拉線式位移傳感器，該傳感器在頂升過程中將位移數(shù)據(jù)實時傳遞給總控臺，總控臺根據(jù)實時數(shù)據(jù)信號進行誤差比對，顯示每個點的誤差，總控臺負責人員根據(jù)誤差，輸入調整指令，以在過程中對誤差糾偏。4.4在原有位移閉環(huán)的基礎上增加力均衡（力跟隨）控制程序，在PLC主控系統(tǒng)及千斤頂泵站增設改進后程序及模塊，將8點控制優(yōu)化為4點控制。5施工工藝流程及操作要要點5.1施工工藝流程主跨蓋梁頂及拱腳底面處理→280噸液壓千斤頂安裝→試頂升→正式頂升→楔形鋼板抄墊保護→重復頂升與鋼板安裝，使拱腳底至蓋梁頂凈空達到65cm→保壓環(huán)鎖定液壓千斤頂（第一階段頂升完成）→拆除原支座→安裝500噸隨動千斤頂→液壓千斤頂更換為500噸→試頂升→正式頂升→重復頂升，交替更換墊塊→達到預定頂升高度→保壓環(huán)鎖定液壓千斤頂→拆除隨動千斤頂→安裝新支座→調整鋼箱墊塊高度→澆筑墊石→拆除→蓋梁加高→主跨系桿拱同步下落就位。5.1.1頂升前結構受力分析采用橋梁結構計算分析專用程序Midas/Civil2015對主橋系桿拱橋上部結構建立結構離散模型，劃分了258個單元、191個節(jié)點，支點位置節(jié)點編號為3#、4#、188#、189#，計算幾何模型見圖5.1.1-1。圖5.1.1-1主橋系桿拱結構計算模型130m鋼管砼系桿拱在頂升施工過程中按支點不同步位移3mm進行計算，計算工況見表5.1-1：表5.1-1鋼管砼系桿拱工況表工況應力拱肋端橫梁系梁上緣下緣上緣下緣上緣下緣1單支座不均勻位移4#節(jié)點位移3mm0.370.45-0.020.04-0.030.022雙支座不均勻位移（扭轉）4#、188#節(jié)點位移3mm0.750.91-0.020.08-0.120.08工況1位移見圖5.1.1-2；工況2位移見圖5.1.1-3；工況1應力見圖5.1.1-4；工況2應力見圖5.1.1-5。圖5.1.1-2工況1位移圖圖5.1.1-3工況2位移圖（1）上緣（2）下緣圖5.1.1-4工況1應力圖（1）上緣（2）下緣圖5.1.1-5工況2應力圖根據(jù)以上計算，后續(xù)監(jiān)控截面選擇拱肋截面作為監(jiān)控截面。5.1.2鋼管砼系桿拱橋整體頂升施工概述主橋為130m跨度下承式系桿拱結構體系，經(jīng)現(xiàn)場勘查，端橫梁底與蓋梁頂之間凈空為33cm。為了盡量減少頂升力對橋梁結構應力分布的影響，充分利用原蓋梁結構承載力，在支座周圍布置液壓千斤頂進行頂升。由于主墩千斤頂安裝位置凈空的限制，分兩階段進行主橋頂升：第一階段：由于280噸千斤頂高度28cm加上找平砂漿層和鋼墊板總厚度約為41cm，所以首先適當剔除過渡墩蓋梁頂面及拱腳底面的保護層混凝土，使拱肋底至蓋梁頂凈空達到44cm左右。以便安裝鋼墊板及280噸液壓千斤頂進行第一階段頂升，280t千斤頂安裝細部圖見圖5.1.2-1，安裝實例見圖5.1.2-2。圖5.1.2-1280t千斤頂安裝細部圖圖5.1.2-2280t千斤頂安裝實例第一階段頂升完成，當拱腳底至蓋梁頂凈空達到65cm以后，擰緊保壓環(huán)鎖定液壓千斤頂。這一階段頂升過程無隨動頂保護，采用抄墊的方法保證安全，即在頂升過程中逐步向支座頂與梁底出現(xiàn)的縫隙內插入鋼板，單幅主跨系桿拱橋四只支座頂上插入鋼板一樣多，使各支座上累計厚度保持一致，防止液壓失效時梁體出現(xiàn)突然下落。根據(jù)橋梁荷載狀況，施工圖設計明確主跨第一階段頂升單墩布置280噸液壓千斤頂48臺，頂升荷載6400噸，安全系數(shù)2.0。第二階段：當頂升至梁底凈空達到65cm時，用保壓環(huán)鎖死液壓千斤頂，形成液壓千斤頂保壓支撐，然后拆出原支座。將原支座位置蓋梁頂以灌漿料找平，安裝500噸隨動千斤頂，將上部荷載全部轉移至隨動千斤頂形成由隨動頂支撐橋梁上部結構。然后將280噸液壓千斤頂更換為500噸液壓千斤頂，繼續(xù)進行第二階段頂升。傳統(tǒng)的頂升控制模式是單點位移閉環(huán)控制，適用于單跨跨度小、單墩自重荷載輕的橋梁，因本工程主橋為單跨跨徑130米鋼管砼系桿拱橋，半幅上部結構自重7000噸，具有跨度大、柔性大、自重大的特點，對整體同步頂升的精準度要求極高，因此為確保4個拱腳處8個頂升點位頂升力及位移偏差及安全風險降到最低，在原有位移閉環(huán)的基礎上增加力均衡（力跟隨）控制程序，既在PLC主控系統(tǒng)及千斤頂泵站增設改進后程序及模塊，將8點控制改為4點控制。這一階段的主橋頂升由隨動千斤頂跟隨保護，鋼管支撐墊塊和鋼箱混凝土支撐墊塊逐級加高，直至逐級頂升到設計標高。根據(jù)橋梁荷載狀況，施工圖設計明確主跨第二階段頂升單墩布置500噸液壓千斤頂32臺，500噸隨動千斤頂32臺，單只支座處頂升荷載4000噸，安全系數(shù)大于1.8。液壓千斤頂支撐采用Φ500鋼管作為支撐，隨動千斤頂下支撐采用精加工鋼箱墊塊作為支撐，第一階段頂升布置見圖5.1.2-3，第二階段頂升布置見圖5.1.2-4。圖5.1.2-3第一頂升階段280噸液壓千斤頂平面布置圖圖5.1.2-4第二頂升階段500噸液壓千斤頂平面布置圖5.2操作要點5.2.1主橋頂升步驟第一步：剔除過渡墩蓋梁頂及拱腳底部分混凝土保護層，找平，安裝280噸液壓千斤頂，在支座沿縱橋向前后兩側分別安裝48臺280噸液壓千斤頂。拆除現(xiàn)有盆式支座上鋼板錨固螺栓，解除橋梁上、下部結構之間所有連接、約束，使橋梁上部結構在頂力作用下可認自由上升。280t千斤頂布置示意見圖5.2.1-1，280t千斤頂布置實例見圖5.2.1-2。圖5.2.1-1280t千斤頂布置示意圖圖5.2.1-2280t千斤頂布置實例圖第二步：將主橋頂升32cm，支座頂面與梁底之間逐步添加鋼板進行保護，使拱腳底凈空由33cm增加至65cm。頂升至65cm示意見圖5.2.1-3，頂升至65cm實例見圖5.2.1-4。圖5.2.1-3頂升至65cm示意圖圖5.2.1-4頂升至65cm實例圖第三步：保壓環(huán)鎖定液壓千斤頂，取出原支座，安裝500噸隨動千斤頂，將荷載轉換至500噸隨動千斤頂，并將280噸液壓千斤頂更換為500噸液壓千斤頂。安裝500t千斤頂示意見圖5.2.1-5，更換為500t千斤頂實例見圖5.2.1-6。圖5.2.1-5安裝500t千斤頂示意圖圖5.2.1-6更換為500t千斤頂實例圖第四步：繼續(xù)向上頂升，至累計頂升2.16m，保壓環(huán)鎖定液壓千斤頂，拆除隨動千斤頂，調整鋼箱墊塊高度，并安裝新支座。拆除隨動頂及增加墊塊示意見圖5.2.1-7,增加鋼箱墊塊及安裝新支座實例見圖5.2.1-8。圖5.2.1-7拆除隨動頂及增加墊塊示意圖圖5.2.1-8增加鋼箱墊塊及安裝新支座實例圖第五步：植筋澆筑蓋梁接高混凝土，將鋼箱墊塊澆筑于混凝土內，鋼箱墊塊預留支座錨栓安裝孔，等支座錨栓插入后采用灌漿料固定。液壓千斤頂回油卸載，系桿拱主跨同步下落就位，拆除液壓千斤頂。拆除隨動頂及增加墊塊示意見圖5,2.1-9,主墩墊石加高實例見圖5.2.1-10。圖5.2.1-9拆除隨動頂及增加墊塊示意圖圖5.2.1-10主墩墊石加高實例5.2.2主橋整體頂升方案實施5.2.2.1鋼箱支撐墊塊制作及安裝1、墊塊制作由于千斤頂?shù)男谐逃邢?，所以每次頂升行程?0cm，而對于整體頂升216cm來說，需整體頂升19個行程。每頂升一個行程，千斤頂需在其下墊一個墊塊，墊塊根據(jù)頂升高度做成工具式墊塊，根據(jù)頂升高度設置墊塊高為10cm、20cm，若安裝方便，墊塊高度也可設置為50cm，但因實際重量太重不便于安裝，頂升高度通過10cm、20cm兩種墊塊來組拼。墊塊采用鋼箱混凝土，外形為長方體或圓形鋼箱，鋼箱內放置鋼筋網(wǎng)片。單個墊塊高度誤差小于±0.3mm,同一支點1870mm高的墊塊累計誤差不超過6mm。為控制頂升墊塊的誤差最小化，墊塊采用鋼板焊接成型，并上車床銑刨，內灌高強(C50)混凝土。同時墊塊準備使用前，對其進行編號組合試拼，組合成功后對其進行加載，盡量消除壓縮變形等；若試拼精度不符合要求的再進行精調。各墊塊參數(shù)如下：主墩頂升千斤頂下墊塊為400*400,隨動千斤頂下墊塊大小均為450*450mm，主橋支座下墊塊大小為直徑φ1250mm*100（200）mm，千斤頂和支座下方墊塊示意及實例見圖5.2.2-1，千斤頂下400*400墊塊見圖5.2.2-2。圖5.2.2-1千斤頂和支座下方墊塊圖5.2.2-2千斤頂下400*400墊塊2、主墩墊塊安裝安裝難點：頂升墊塊單個相對較重，墊塊安裝施工空間狹小。由于主墩單個墊塊的體量與千斤頂?shù)捏w量大致相似，故施工空間狹小的位置處墊塊安裝與千斤頂?shù)陌惭b方式相同。由于支承墊塊體積較大且重量較重，因箱梁底與墩柱頂空間有限，采用吊車施工很困難，必須采用機械和人工配合安裝。墊塊安裝實例見圖5.2.2-3。圖5.2.2-3墊塊安裝實例圖3、支撐墊塊的穩(wěn)定性加固支撐下部的鋼箱墊塊隨著頂升高度的增加會越來越高，鋼箱墊塊最高可堆積1.87米。為保證其鋼箱墊塊的穩(wěn)定性，在原墩柱頂面鋼箱墊塊四周植入直徑為Φ20的鋼筋，然后與鋼箱墊塊外部的鋼板焊接，使墩柱與堆積的鋼箱墊塊形成穩(wěn)定的整體。4、頂升前系統(tǒng)檢查、調試頂升前，項目部由項目經(jīng)理組織各部門主管及相關人員對系統(tǒng)、設備等進行檢查，并調試。檢查項目包括鋼支撐的垂直度、限位安裝的合適度、約束是否解除等；調試項目：油管是否裝反、液壓油的利用程度、頂升電量是否有富余、PLC控制系統(tǒng)運行是否正常、位移傳感器是否正常、頂升過程中的監(jiān)測工作是否已準備好等。5、試頂升在正式頂升之前，應進行試頂升，頂升高度為10mm。試頂升時，打開頂升控制系統(tǒng)界面，打開液壓泵站及隨動泵站，加載頂升力，位移置零，設置位移上限為10mm及頂升速度等，然后開始試頂升。試頂升時，密切關注程序是否異常、是否聯(lián)動正常，密切關注液壓油泵是否運行正常，密切關注油管是否漏油，通訊設備是否在一個頻道上且溝通正常，兩種千斤頂是否正常伸出受力，操作人員、管理人員是否已完全準備好，后勤保障工作是否到位等。若不正常，逐一排查，直至解決：（1）若程序有問題，信號連接不上，對程序進行編碼檢查，同時逐個檢查位移傳感器；（2）若油管漏油，暫停，更換備用油管；（3）若液壓泵站運行異常，聲響異常等，檢查閥塊是否正常等；（4）通訊、人員、后勤保障等未滿足要求，可及時調整。6、正式頂升試頂升結束后，準備正式頂升。每一個標準頂升行程為100mm，并作好記錄。正式頂升時，頂升千斤頂作用，同時機械跟隨頂自動跟隨，頂升完一個行程，頂升千斤頂與機械跟隨頂交叉更換墊塊，待兩者都更換完墊塊后進行下一個行程頂升。共19個行程。單個頂升行程詳細步驟如下：準備工作到位（包括人員等），設置置零壓力，開始置零，置零結束。設置位移上限10mm，然后設置頂升速度為每分鐘1mm，開始同步升。觀察頂升壓力是否有異常，以及位移的同步性，確認每個控制點的同步。到10mm時，更改位移上限，根據(jù)現(xiàn)場情況設置頂升速度每分鐘3~5mm之間，頂升過程中注意每個控制點壓力是有過載的情況，如過有過載，暫停頂升及時檢查液壓油管是否漏油，或者閥門的堵塞，以及千斤頂?shù)膬刃埂Ｎ灰剖欠裼衅?，位移的偏差如非現(xiàn)場觸碰，則判斷拉線傳感器是否出現(xiàn)問題，及時更換。以每10mm更改一次位移上限，重復以上步驟，等到100mm時頂升結束，位移清零，設置位移下限，開始同步降。千斤頂脫離以后，總停，開始強制收缸。缸體收完，單個行程結束。7、頂升過程控制整個頂升過程應保持頂升點處位移傳感器誤差小于設定值誤差2mm，一旦位置誤差大于2mm，同步控制系統(tǒng)需對該點單獨調整。每一輪頂升完成后，對計算機顯示的各千斤頂?shù)奈灰坪颓Ы镯數(shù)膲毫η闆r，隨時整理分析，如有異常，及時處理。頂升并固定完成后，測量各標高觀測點的標高值，計算各觀測點的頂升高度，作為工程的內頁資料存檔。8、同步落梁關鍵點（1）落梁時與頂升時工序正好相反，每次落梁均需拆除臨時支撐下臨時墊塊，在拆除這些墊塊時，可能要先頂升方能實現(xiàn)，所以落梁時需同時用到同步頂升和同步下降程序。（2）支座安放調整到位后，打開油缸，液壓千斤頂頂升1～2mm，并填塞薄鐵皮或灌漿料使支座與梁體完全密貼，然后支承千斤頂缸體回收，梁體重量轉移至支座上。落梁速度為1～2mm/min。檢查支座的安裝位置、支座與梁體的密貼性，符合要求后，拆除液壓千斤頂及墊塊等。（3）在下落過程中的最大難點是液壓泵站在打開一瞬間，連接泵站的千斤頂均是承載較輕的先打開，這樣造成原來支墊的千斤頂重載越重，輕載越輕，這對下落造成致命的危險。本方案中提到的均載保護閥(平衡保護閥)解決了這一關鍵難點。當多個帶均載保護閥的油缸同時支撐一重載時，同步下降時，載荷較大的油缸會先打開。9、主橋過渡墩接高頂升到位后，對過渡墩進行接高。拆除隨動千斤頂后代以鋼箱墊塊墊高，在鋼箱墊塊上安裝支座，高度直至梁底，同時在墩頂鑿除原墩柱，鑿出墩頂原主筋，焊接原有主筋作為接高部分主筋，然后綁扎鋼筋、立模，鋼箱墊塊不拆除，連同鋼箱墊塊一起澆筑混凝土，主橋過渡墩接高立面示意圖見圖5.2.2-4，平面示意圖見5.2.2-5，主橋過渡墩接高照片見圖5.2.2-6。圖5.2.2-4主橋過渡墩接高立面圖圖5.2.2-5主橋過渡墩接高平面圖圖5.2.2-6主橋過渡墩接高照片6材料與設備6.1主要材料施工主要材料見表6.1-1。表6.1-1施工主要材料序號材料名稱規(guī)格數(shù)量（重量）性能1鋼管Φ630×16、Φ630×10110m臨時支架及操作平臺2工字鋼I20a、I40a50t分配梁及限位結構3槽鋼［16a5t剪刀撐4鋼板Q235、Q345各種尺寸反力座及其他5鋼筋各種型號40t混凝土臨時墩、鉆孔樁及其他6混凝土C50150m3蓋梁、墊石接高6.2主要設備施工主要設備見表6.2-1。表6.2-1主要機具設備序號名稱型號單位數(shù)量用途1千斤頂500t臺60主橋整體頂升2千斤頂280t臺80主橋頂升3灑水車EQ140輛2揚塵灑水4汽車起重機QY25輛2起重5汽車起重機QY50輛2起重6破碎機T130臺1破碎混凝土7破碎機T70臺1破碎混凝土8鋼筋彎曲機GW6-40B臺3加工鋼筋9鋼筋切割機CQ40臺2加工鋼筋鋼筋直螺紋滾絲機SGS-40B臺2對焊鋼筋電焊機B*315臺20焊接鋼筋混凝土攪拌站HZS120座1生產(chǎn)混凝土混凝土罐車XZJ5281GJB輛運輸混凝土混凝土汽車泵HLQ5160THB輛1泵送混凝土發(fā)電機HD200GF臺2備用發(fā)電裝載機ZL50C臺2拌合站上料平板車HDLC160輛2設備材料運輸變壓器500KVA臺2供電挖掘機PC220-6臺3土方、基坑開挖7質量控制7.1頂升過程中重點控制橋面縱橫梁線形變化及整體姿態(tài)變化，主要包括含偏差量的平面線形控制、整體高程控制、各點位移偏差控制。7.2根據(jù)《橋梁頂升移位改造技術規(guī)范》（GB/T51256-2017第7章質量檢驗第7.0.5條要求，橋梁各檢驗批、分項和分部檢測的主控項目質量檢測項目與新設計值偏差應符合表7.2-1規(guī)定。表7.2-1橋梁總體檢測項目項次檢測項目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率1橋面中心偏差（mm）全站儀或經(jīng)緯儀，每10m檢查1處2橋面橫坡（%m）±0.15水準儀，每跨檢查5處～7處3橋頭高程銜接（mm）水準儀：在橋臺搭板范圍內順延橋面縱坡，每1點測量標高4墩柱垂直度或斜度（mm）0.3%H且不大于20吊垂線或經(jīng)緯儀：測量2點5墩柱或蓋梁頂面高程（mm）水準儀：測量3處斷柱后澆筑檢測項目與新設計值偏差應符合表7.2-2。表7.2-2墩柱檢測項目項次檢測項目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率1斷面尺寸（mm）尺量，檢查3個斷面2節(jié)段間錯臺（mm）尺量，每節(jié)段檢查4處3大面積平整度（mm）2m直尺，檢查垂直、水平兩個方向，每20m24混凝土強度（mm）滿足設計要求按回彈法檢查5混凝土保護層和鋼筋間距（mm）滿足設計要求7.3對混凝土鋼墊塊等剛性支撐必須經(jīng)過嚴密的設計計算，其強度、剛度、局部承壓和穩(wěn)定性應符合相關要求。施工過程由質檢工程師全程監(jiān)督，驗收合格后方可進行下一道工序。7.4千斤頂?shù)牟贾门c選用均經(jīng)嚴格計算和一定安全系數(shù)確定，本橋頂升中采用了200t、500t自鎖千斤頂以及200t、500t隨動千斤頂；本次采用的500t機械跟隨保護千斤頂是目前頂升行業(yè)內最新最先進的，其平衡油缸內置在底部，鑲嵌于隨動千斤頂內，與隨動千斤頂組成整體，其特點是可避免平衡油缸不均勻受力，不需要人工調整，相對以往更加方便、安全實用。自鎖方式是在千斤頂?shù)母讖酵庠鲈O自鎖螺紋和自鎖螺母裝置，在千斤頂整個油缸伸進狀態(tài)下都能實現(xiàn)自鎖，不受其他因素影響。采用機械螺母與缸體頂部接觸實現(xiàn)鎖定，有效行程與千斤頂有效行程同步。經(jīng)采用以上方法，有效可靠的保證了橋梁同步頂升中的梁體平穩(wěn)，從而頂升反力也保持了相對的平衡，使得頂升的總體荷載處于可控的波動范圍。7.5液壓同步頂升控制過程確保設備狀態(tài)正常過程控制級分散布置在各個泵站上，由四組PLC組成。水平方向上各PLC之間是相互獨立的，在完成數(shù)據(jù)上傳和操作管理級指令的同時，各PLC之間也可進行數(shù)據(jù)交換。過程控制級PLC主要用來完成實時性強的控制任務，電液比例減壓閥和壓力傳感器組成的快速閉環(huán)調壓回路就是在這一層實現(xiàn)的。為了保證液壓缸同步，該系統(tǒng)還安裝了位置閉環(huán)。位移傳感器測得位移，通過3軸正交編碼卡上傳給工控機，工控機對位移進行比較決策后，下傳結果給各PLC，由PLC對各液壓缸進行實時同步控制。位移的測量、比較決策之所以在上層操作管理級完成，是因為位移傳感器和液壓缸之間的分組關聯(lián)是任意的，根據(jù)工程實際布置情況時刻在變，位移傳感器并不固定屬于某PLC的某一缸，這種設計方案的通用性強。7.6除了過程中位移傳感器實時反饋的信息調整指令外，每個行程頂升之后均進行高程及線性的監(jiān)測，同時對位移傳感器進行檢查，保證其完好靈敏且沒有被外界物體碰撞移位?？刂剖矣蓪Ｈ诉M行指揮，并且采用了UPS不間斷電源，能夠確保意外斷電后80分鐘的延續(xù)供電，這個時間足夠完成隨動千斤頂?shù)逆i定以及其他保證橋梁安全的措施。8安全措施8.1根據(jù)《內河交通安全管理條例》，施工前報告海事部門。8.2成立以項目經(jīng)理為組長、各職能部門負責人為成員的經(jīng)理部安全領導小組，小組設專職安全員、聯(lián)絡員，負責檢查安全制度的制定和執(zhí)行。8.3施工前，必須對施工作業(yè)隊進行詳細的施工技術交底和專項安全交底。8.4實行全日制值班制，日常監(jiān)控、巡查，及時發(fā)現(xiàn)問題，立即停工整改。8.5特殊工種作業(yè)人員持證上崗。作業(yè)前由作業(yè)班組長檢查安全裝備及安全設施的牢靠性，并對作業(yè)人員進行安全教育。8.6施工作業(yè)人員必須分工明確，統(tǒng)籌管理，做到有條不紊、細致周全，交叉作業(yè)須由專人指揮。8.7主橋頂升施工涉及高空及臨水作業(yè)，作業(yè)人員必須穿戴好安全防護用品，無關人員不得靠近施工現(xiàn)場。8.8施工期間實時了解作業(yè)區(qū)域的水深、流速等有關情況，須及時掌握氣象和水文情況，遇有大風天氣或雨水天氣，暫停施工。8.9執(zhí)行安全用電制度，重點對配電箱、線路進行全面檢查，確保施工過程用電安全。8.10施工區(qū)域應按要求設置醒目的警示牌或警示燈，及時更換道路防撞桶及水馬等交安設施。9環(huán)保措施9.1施工中，按公司ISO14001體系文件的規(guī)定，嚴格控制好工程的環(huán)保指標，建設綠色工地。9.2建立環(huán)境保護責任體系，加強環(huán)境保護的宣傳力度。9.3在施工過程中，禁止把多余的混凝土隨意傾倒，將廢棄物拋灑入航道，污染環(huán)境，損害施工形象。9.4施工作業(yè)要在不影響周圍居民正常休息的時間進行，一般為6：00-22：00，并遵守當?shù)赜嘘P部門對夜間施工的規(guī)定，同時施工作業(yè)盡量采取能減少噪聲的方法進行。9.5現(xiàn)場用電不得隨意亂接、亂用，設專人對現(xiàn)場用電進行管理。10效益分析10.1經(jīng)濟效益南河特大橋改造工程，初步方案為“先拆除老橋，再建新橋”。根據(jù)最初預算，該橋拆除重建投入總額為1.2億元，且施工工期預計為2年。優(yōu)化采用橋梁整體頂升，然后在頂升后的南北側各建4跨和6跨新橋，預算成本為0.82億元，較原來拆除重建方案節(jié)約成本約3000萬元，且整體工期縮短一半。經(jīng)濟效益極其顯著。故，降低直接成本3000萬元，經(jīng)濟效益顯著。10.2社會效益頂升技術是指通過液壓頂升系統(tǒng)將橋面頂高至期望標高的一項技術。橋梁頂升技術在國內橋梁改造和支座更換中應用較廣，而且橋梁液壓同步頂升也有一定的研究和工程應用，實踐證明，在橋梁頂升平移改造中完全可以達到安全運營、節(jié)約投資、造型美觀等方面的要求，同時相對拆除重建而言，無論從社會影響方面還是成本投入方面，均能夠達到較為理想的狀態(tài)，同時還減少拆除過程的風險。施工單位中鐵二十局集團第一工程有限公司在南河特大橋整體頂升改造工程施工中，采取半幅通車半幅封閉的方式對寧杭高速公路進行交通轉換，大大減少了對交通的影響程度，且半幅施工時間僅為4.5個月，給常州人民提供了極大的便利條件。