中河立交桥一期支座更换设计与施工管理(论文).pdf

哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 1 中河立交桥一期支座更换设计与施工中河立交桥一期支座更换设计与施工管理管理 摘要 摘要 本设计为满足中河立交桥一期支座更换需要 中河立交桥一期建于 1989 年 地处 跨越运河上方 连接中河高架 上塘高架的重要交通枢纽桥梁 其中运河以北现为一 22m 47m 21 4m 三跨变高连续梁桥 而运河以南现为 16 跨简支空心板梁 设计时根据原设 计要求及实地踏勘了解支座现状和病害情况 充分考虑原设计图纸和支座的病害因素 掌握 本线路的设计标准 确定支座更换方案的设计 设计完成后进行支座更换施工管理 在施工 管理过程中针对设计中出现的问题 再进一步进行修改 对满足要求的设计进行施工组织选 用适当方法 为保证国家投资效益和企业经济效益 做到概算准确是其中不可缺少的重要环 节 本设计完成以下设计任务 支座更换设计 施工管理 关键词 关键词 中河立交桥 支座更换设计 施工管理 AbstractAbstract 第一章第一章 绪论绪论 随着城市化建设快速发展 改革开放的不断深入 社会经济得到快速发展 城市面貌日 新月异 城市品位提高了 市民的居住 出行环境也相应得提高了 然而桥梁作为城市不可 缺少的一部分 应从设计角度上 施工工艺上 审美观念上 城市品位上 建筑规模上做足 文章 来充分突显一座魅力城市的丰富内涵和文化底蕴 桥梁在城市发展进程中发挥着不可 替代的作用 而对桥梁养护有了新的标准 特别是上世纪 70 年代 80 年代 90 年代初的桥 梁相继经历十年 甚至几十年的运营 桥梁结构也相应出现这样那样的病害 现如今比较普 遍存在的结构性病害有 梁板位移 盖梁及梁板钙化 裂缝 支座脱空与滑移及错位 砼桥 面裂缝等等 目前我们针对产生的这些病害逐一制定相应修复方案进行解决 下面具体介绍 中河立交桥一期的支座更换 第二章第二章 支座更换支座更换工程工程简介简介 2 12 1 工程概况工程概况 杭州市中河立交桥一期建于 1989 年 以后又分别修建了二期和三期 为互通式立交桥 设计荷载为汽 20 挂 100 一期机动车道工程可分为三个部分 运河以北原为 16m 钢筋混 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 2 凝土预制空心板梁 现已全部改为箱梁并与上塘高架连接 跨越运河的为 22m 47m 21 4m 三跨变高度连续梁桥 运河以南原来为 20 跨简支空心板梁 板梁跨径有 8 4m 16m 23 3m 三种 梁高分别为 70 75 和 105 原设计中 20 跨板梁为连续桥面体系 只在首尾 设置伸缩缝 后因中河高架建设 将靠近中河高架二期的四跨拆除 现剩 16 跨简支空心板 梁 墩号自北向南编为 中高墩 01 17 01 02 墩之间因中河立交桥二期建设在 此跨西侧接一机动车匝道 故此跨桥面板只剩 15 片板梁 西侧与机动车匝道相接 其余各 跨均由 16 片板梁组成 其中 01 墩 02 墩与 05 墩 06 墩之间均有二层非机动车道通 过 中河立交桥自建成通车至今已有 17 年历程 桥梁在运营阶段承受车辆荷载和温度等作 用 已经引起部分结构与材料的性能退化和局部病害 尤其是部分支座已经出现了病害 表 现为橡胶支座老化开裂 钢板严重锈蚀 支座上下错位过大 部分梁体出现较大的滑移等情 况 2 22 2 支座现状 危害及对策支座现状 危害及对策 2 2 12 2 1 支座布置情况支座布置情况 本次工程包括的 01 17 墩上共有支座 974 个 每个墩上各有南北侧两排支座 其 中 01 墩有 44 个 02 03 09 12 墩各有支座 60 个 05 08 墩各有支座 64 个 13 16 墩各有支座 56 个 04 墩上支座 62 个 17 墩上北侧支座 28 个 原设计 将 09 墩设置为固定支座 普通板式橡胶支座 其余的均设为滑动支座 四氟板式橡胶支 座 2 2 22 2 2 存在的主要病害存在的主要病害 根据现场踏勘及华东堪测设计研究院工程检测研究中心的报告 桥梁的主要病害为 表 1 支座状况定义表 等级 状况 特征 完好 1 各部分清洁 完好 位置正确 2 活动支座伸缩与转动正常 3 锈蚀厚度1 0mm 2 橡胶支座老化开裂 3 混凝土支座碎裂 4 活动支座坏死 不能活动 5 支座上下错位过大 有倾倒脱落的危险 危险 支座错位 变形 破坏严重 已失去正常支承功能 使上下部件受到异 常约束 造成支承部位的缺陷和桥面的不平顺 报废 支座破坏严重 失去正常支承能力 使上部结构受到异常约束 造成桥 面不平顺 已无修复价值 1 中高墩 01 以下简称 01 墩 的支座损坏程度最严重 出现了支座钢板锈蚀 支 座混凝土碎裂 支座严重错位等状况 达到表 1 内定义的 4 类标准的占全部支座的 68 2 严重的 09 墩和 12 墩上支座损坏达到 4 类标准的分别为 20 和 21 7 较严重的 07 和 08 墩支座损坏程度达到 4 类标准的为 14 1 和 12 5 其余墩上支座损坏程度达到 4 类标准的都在 10 以下 有的墩上没有支座达到 4 类损伤标准 2 就支座的滑移错位情况来看 01 墩南侧支座滑移最为严重 检测报告表明南侧 30 个支座中有 4 个支座严重错位 2 个支座有错位 所有的支座都达到 4 类损坏标准 另外 11 13 墩南侧 30 个支座中也有 6 个支座上的钢板与橡胶板发生了分离 其余墩台上的 支座滑移程度较轻微 3 01 02 墩之间的梁体出现了较大滑移 部分支座上钢板已经露出承台边缘 为 防止滑移增大 现在 01 墩南侧已打入木楔加固 2 2 3 2 2 3 造成病害的原因造成病害的原因 分析造成病害的原因 大致有以下几点 1 支座钢板锈蚀的原因可能是 渗水是造成钢板锈蚀很重要的因素 另外产品在生产 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 4 时未注重防腐工作 也是造成钢板锈蚀的原因之一 2 部分支座的橡胶已经出现了老化开裂 这很可能是当时建造时 橡胶支座的质量与 制作工艺未达到现在的要求所致 3 引起支座的错位和滑移的原因很复杂 首先温度 收缩徐变引起的变形会造成整个 桥面板的位移 导致支座出现错位 17 年运营期间 中河立交桥的交通流量非常大 汽车 制动力造成的梁体位移累计相当可观 由于支座的原因 这种位移又不具有可恢复性 另外 个别支座的错位很可能是当时施工吊装不到位造成的 4 梁体自重造成的滑移 原设计将运河桥以南的立交桥设计成 20 跨一联的连续桥面体 系 全长过大 桥梁纵坡最大纵坡达到 2 6 而整个桥面的纵向约束过少 只在 09 墩设 置了固定支座 其余均为滑动支座 梁体在长期的重力荷载作用下产生位移 超出板式支 座的正常变形范围 造成支座的损坏 2 2 42 2 4 可能造成的危害可能造成的危害 桥梁支座的主要作用是承受桥梁结构的恒载和活载 并将之传递到桥梁墩台上 同时满 足桥梁恒载 活载 温度变化和混凝土收缩徐变等因素下产生的位移和转动 如果任由其发展 可能造成的后果是 1 支座钢板的锈蚀使支座内的橡胶失去保护 钢板与梁体和盖梁脱离 加速支座的损 坏 2 橡胶的老化开裂造成滑动面的干涩 梁体的转动位移受到限制 上部结构受到异常 约束 同时支座功能削弱 会影响下部结构受力 3 支座的错位和滑移造成支座受力不均和应力集中 加速支座的损坏 并使支座失去 正常的支承功能 4 梁体的滑移则会造成支座脱落 梁体失去支承后 将支承力分摊在桥面横向联系上 将造成桥面联系的损坏 过大的梁体滑移会造成落梁的严重后果 危机行车安全 2 2 52 2 5 解决问题的对策解决问题的对策 为了解决上述问题 政府管理部门杭州市市政设施监管中心于 2005 年 12 月为此召开专 家会议 经过与会专家的讨论以及会后的意见汇总 建议采取如下措施 1 中河立交桥在杭州市交通运输中发挥着极大的作用 属于城市重要桥梁 为保证桥 梁的安全运营 避免整治后短时间内多次维修和施工对交通造成影响 决定更换所有支座 2 采用高质量的支座 对上下钢板进行防腐处理 保证产品在设计年限内不出现质量 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 5 问题 3 优化设计 桥梁目前 16 跨一联的桥面连续结构形式变形过大 超出了板式橡胶支座 发挥的正常长度 建议改成三联 第一联 01 06 墩 第二联 06 11 墩 第三联 11 17 墩 同时在每一联设置两排固定支座增加纵向约束 并在每一联的首尾增加伸缩缝 第三章第三章 支座更换支座更换设计设计 3 3 1 1 设计原则设计原则 1 更换支座时必须保证桥梁结构安全 不能因为更换支座而损坏桥梁 更换支座后 桥梁仍能满足原设计要求和今后的运营要求 2 由于更换支座时 必须要将梁体整体顶升 所以在更换期间可能对交通有一定的影 响 采取对机动车进行限速 40 码的要求 无需中断交通 故要求施工方便 工期短 尽可 能减少对交通的干扰 3 方案应具有较好的经济性和可行性 3 23 2 研究对象 目的及要求研究对象 目的及要求 本次研究对象为中河立交桥一期运河以南 01 17 墩之间的支座 其余支座不在本 次研究范围内 根据有关资料和现场踏勘 对支座状况进行评估分析 对必须更换的支座提 出更换的方法 改善支承条件 延长桥梁的使用寿命 保证其安全运营 要求支座更换方案不破坏桥梁构件 施工方便 工期短 对交通影响小 有较好的经济 性和可操作性 同时尽可能在设计中消除以前产生病害的原因 从根本上避免出现同样的病 害 3 3 3 3 设计依据设计依据 设计的主要依据如下 1 杭州市中河立交桥工程施工图 2 杭州市中河立交桥工程竣工图 3 杭州市中河立交桥一期支座及梁体构件外观检查报告 4 相关规范及标准 3 43 4 方案选择方案选择 桥面连续的简支空心板结构更换支座一般有两种方法 1 单块板吊装更换 先断开桥面板之间的纵横向联系 即断开跨与跨之间的连接 清 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 6 除桥面铺装和桥面板之间的铰缝 然后用吊机起吊桥面板后更换支座 这种方法的优点是不 需要搭设支架 施工方便 缺点是工程量大 施工时间很长 对交通影响很大 从工程实际 情况而言 中河立交桥连接中河高架和上塘高架 是现杭州市区内唯一一条南北向的高架道 路及快速干道 桥上交通流量非常大 长时间中断交通的可能性不大 根据设计原则 这种 方法显然是不符合要求的 2 整体顶升法更换 顾名思义整体顶升法是将桥面板整跨或整联的抬升 这种施工方 法的优点是工程量较小 施工时间相对较短 对交通的影响较小 不足之处是需要特别的顶 升设备和设施 施工中对设备和人员的要求较高 需要有经验的施工单位来施工 根据桥面板顶升的范围 可以分为三种整体顶升更换方式 1 单跨顶升更换法 即断开每跨之间的桥面联系 包括铺装层 栏杆及照明线路 使被顶升的桥跨成为完全简支 再使用顶升设备将整跨顶升后更换支座 这种方法的特点是 能够将施工时间缩短 但整个工程对交通的干扰很大 且需要有专门的顶升设备 有时还需 要配备相应的顶升设施 工程前期投入较大 而在承担重要交通枢纽任务的中河立交桥出现 3 6 个月的交通中断几乎是不现实的 因此这种方法不符合工程实际情况 2 单墩顶升更换法 即在不断开桥面联系 不包括栏杆 的前提下 只在单个桥墩 处使用顶升设备顶升桥面板 待桥面板抬升到一定高度 H 10mm 后再进行支座更换 这 种方法的特点是不需要断开桥面联系 只需使用顶升设备在桥墩处盖梁上强行抬升桥面板 与前一种方法相比 这种方法的施工时间短 对交通的干扰很小 但是由于没有断开桥面联 系 对桥面板的抬升类似于连续梁的强迫位移 因此需要更大的顶升力 而作为顶升设施的 下部基础盖梁完全能符合施工要求 这种方法对交通造成的影响很小 因此完全可以考虑采 用 3 一联 数跨 顶升法 即首先将中河立交桥需要更换支座的 16 跨简支梁按 5 6 跨断开首尾的桥面联系 然后将这 5 6 跨桥面板作为一联顶升 这种方法的特点是能够将 桥面板顶升的次数和时间大大缩短 从而使工程对交通的干扰减少到最低限度 但是缺点在 于 投入大 由于同时顶升 5 6 跨桥面板 因此设备 千斤顶 支架 投入是上面两 种方法的 5 6 倍 相应的人员配备也要增加 虽然整个工期可以缩短 但是工程费用可能 上面两种方法的 2 3 倍 技术含量高 一联顶升的难点在于如何协调顶升设备 即千斤顶 协调工作 如果 各个千斤顶之间的行程差过大 桥面板之间的铰缝就会破坏 因此各个千斤顶之间的行程量 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 7 必须控制在允许范围内 经过计算 顶升一联需要千斤顶大致约 50 60 台 协调这些数量 的千斤顶同步工作需要非常精密的仪器设备和严密的施工组织 对施工队伍的要求很高 顶升过程时间长 虽然一联顶升所需的总体时间是最短的 但是其单位顶升时间却 是最长的 因此顶升时支点多 设备复杂 人员协调较困难 工程的不可预测性较大 具有 较大的不确定性和风险性 综合以上原因 不推荐一联顶升的方法 综合以上分析 优先推荐单墩顶升法 这种方法是最经济也是最安全稳妥的 是整体顶 升法的首选 采用此法应事先选择一个桥墩进行试顶 试顶成功进行推广 3 3 5 5 方案设计方案设计 根据方案选择的思路 采用单墩顶升法 中河立交桥一期支座更换的顶升体系主要由盖 梁 顶升设备和支架三部分组成 由于支座旁拥有的空间有限 不够放置千斤顶 应充分利用盖梁现有空间 采取利用盖 梁作为支撑点 要求盖梁与梁底的空间高度大于 7cm 清除盖梁与梁板之间的砂石及垃圾 凿除松散的混凝土 并用吹风机吹净 测量盖梁与梁底的空间高差 对于盖梁顶到梁底高度 小于 7cm 要用电锤在盖梁上放置千斤顶位置破除保护层进行开槽并修复平整 开槽宽度 25 28cm 顶升设备为液压扁形千斤顶 高压电动油泵 平衡分流阀 百分表和钢垫块 设计考虑 千斤顶的尺寸 200 60mm 设计行程为 2 5cm 但最大行程不能超出 2 0cm 高压电动油泵 用以控制顶升压力数值 经计算确定最大压力值为 P 16MPa 用百分表读数控制抬升高度 平衡分流阀控制油压平均分配到每个千斤顶上 钢垫块用以调节千斤顶的高度 考虑到施工简便 支架由 600 8mm 的钢管用连接件联结而成 为了节省材料和方便 运输 将钢管设计成若干节段 根据桥墩的实际高度选择节段进行拼接 3 63 6 顶升设备顶升设备 顶升设备包括液压扁形千斤顶 高压电动油泵 平衡分流阀 百分表和钢垫块 钢垫块 主要用于调整千斤顶的高度 保证能够贴近桥面板 表 2 桥面板自重统计表 规格 部件 单位自重 G T 数量 总重 T 16m 简支梁 70cm 梁高 中梁 17 21 14 241 00 边梁 24 70 1 24 70 桥面铺装 72 85 1 72 85 栏杆 14 86 1 14 86 恒载总重 353 41t 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 8 16m 简支梁 75cm 梁高 中梁 17 84 14 249 73 边梁 25 83 1 50 65 桥面铺装 81 10 1 81 10 栏杆 14 86 1 29 71 恒载总重 411 20t 23 3m 简支梁 105cm 梁高 中梁 31 43 14 440 00 边梁 42 33 1 84 67 桥面铺装 118 10 1 118 10 栏杆 21 63 1 43 27 恒载总重 686 04t 千斤顶的选取是根据顶升桥面板所需的支承力并考虑一定的安全储备系数 采用单墩顶 升法 在无需断开桥面联系 桥跨的重量 桥跨重量见表 2 由两边的千斤顶均摊 根据桥 面板的宽度和重量 选取 28 32 个千斤顶是比较经济和安全的 设计拟采用每边 14 16 个千斤顶 每个千斤顶之间的距离 30 或 35cm 则最大需要 71 16t 的顶升力 这样选用定 推力为 100t 的千斤顶完全能够满足荷载要求 采用单墩顶升法 在没有断开桥面联系的前提下强行顶升桥面板 理论上千斤顶的顶升 力类似于连续梁强迫位移时的支反力 而桥跨间的桥面联系相当于一个具有抗弯弯距的弹塑 性铰 但在实际计算中 要精确的模拟出这样一个弹塑性铰是很困难的 即无法通过计算模 型得出单墩顶升时所需的顶升力 但如果简化计算模型 将顶升处的连接条件改为刚性和铰 接就能够得到比较准确的顶升力 显然 工程所需的顶升力要小于两跨刚接时的顶升力而大 于铰接时的顶升力 经过计算 在顶升位置上升 10mm 时 两跨间为铰接时最大顶升力为 51 97t 而两跨间为刚接时最大的顶升力为 85 99t 梁体顶升的拉应力为小于等于 16MPa 如果同样采取每排 16 个千斤顶顶升 根据刚度分配原则千斤顶最大的定推力为 113 5t 单墩顶升法其优点时顶升前不需要断开桥面联系 顶升时注意观察桥面情况 尽量不破 坏桥面 这样可减少桥面施工的工程量以及交通的影响 3 3 7 7 支座支座分布情况分布情况 原支座受力上符合设计荷载的要求 而且梁底的空间不允许更换其他型号的支座 因此 新换支座的尺寸仍可参照原设计标准 具体尺寸可根据竣工图纸确定 但需加设固定支座以 增加纵向约束 即在 03 04 08 09 13 和 14 墩处放置普通板式橡胶支座 其余墩放置四氟橡胶支座 参见表 3 表 3 支座尺寸略表 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 9 适用墩号 下钢板 氯丁橡胶支 座 四氟板 不锈钢板 上钢板 L1 L3 L14 L16 200 260 8 100 200 19 100 200 2 300 240 1 5 320 260 H1 H2 L6 L7 L9 南 L8 北 L10 L13 200 260 8 100 200 19 100 200 2 300 240 1 5 220 260 H1 H2 L2 L4 200 260 8 100 200 19 120 200 2 300 240 1 5 320 260 H1 H2 L8 南 L9 北 200 260 8 100 200 21 无 200 240 1 5 220 260 H1 H2 注 L1 为 01 墩 02 墩之间的桥跨 其余桥跨编号依次类推 选择支座时钢板的材质为 Q235A 并做好钢板防腐措施 具体步骤为 喷砂除锈 要求 达到 Sa3 级 电弧热喷铝不少于 180 m 氟碳漆防锈底漆 2 道共计 70 m 涂氟碳漆面漆 2 道共计 70 m 采用的橡胶支座的性能必须符合下列要求 极限抗压强度 70MPa 抗压弹性模量 E E 20 抗剪弹性模量 G G 20 橡胶片容许剪切角正切值 tg 0 7 最小容许转角正切值 tg 1 300 四氟板与不锈钢板摩擦系数 加硅脂时 f 0 06 支座与混凝土表面摩擦系数 f 0 3 支座与钢板摩擦系数 f 0 2 注 E 66 S 162 S La Lb 2 La Lb 1 其中 La 为矩形支座短边尺寸 Lb 为矩形支座长边尺寸 1为单层橡胶片厚度 单位均为 mm 3 83 8 施工方法施工方法 3 83 8 1 1 施工方法和施工方法和步骤步骤 1 施工准备 施工单位应到现场进行踏勘 详细了解周围的情况和各类部件的尺寸 绘制当前支座位置和情况调查表 根据设计要求选择相应的支架搭设 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 10 2 搭设操作施工架 清除盖梁与梁板之间的砂石及垃圾 凿除松散的混凝土 并用吹 风吹净 针对现场调查情况 盖梁与梁底高度在 4 5cm 6 5cm 之间 每个板两个支座之间的距 离为 30 35cm之间 而千斤顶的净高为 6cm 直径为 20cm 所以在安装千斤顶的位置上 将其安 装在梁端头的两支座之间偏中心线 3cm 因顶升安装千斤顶的净空不够 要用电锤在盖梁上开 槽 达到净空 7 0 8 5cm 并且要求平整 同时为了尽量在顶升时不对梁板有所损伤 在千斤顶 的上放1块1cm厚长宽为28 28cm的钢板 增大其受力面积 在千斤顶下面放上一块0 6 1cm 厚的钢板用于找平 对坑洼不平的部位 采用高标号水泥砂浆进行修复平整 3 逐个支座梁板底端挂设百分表 记录原始基准数据 并用直尺逐个丈量盖梁和梁板 间距离 并逐个记录支座病害状况 完全脱空的用 标记 并记录脱空的尺寸 半脱空 的用 标记 并记录半脱空的尺寸 无支座的用 标记 并记录空间尺寸 支座损 坏变形的用 标记 并记录空间尺寸 填制支座原始数据表 4 在单墩盖梁上 每块梁板梁端头的两支座之间安设一个千斤顶 由于整桥有每个墩 台有 28 32 片板 根据情况须同时安设 28 32 个千斤顶 千斤顶的安放要求与原梁板底面 平行紧贴 所有千斤顶安装完毕后 进行检查 吊线 看千斤顶是否水平 同时将高压电动 油泵架设到位 联结到每个千斤顶上 并检查油路是否畅通 设备是否运转正常 5 在每个千斤顶附近安装一个百分表 0 50mm 每个工人监控两个板的百分表 以便 在顶升时同步监控顶升的高度及梁板状况 填制百分表初始数据 6 试顶及整体顶升 采用液压分离式可控全自动分离系统先顶升 1 让扁形千斤顶 和梁板以及盖梁之间 整体均衡受力 顶升之后观测桥面及盖梁和梁板的受力变化及受力均 衡状态 待无发现问题开始整体顶升 先顶升 1 再次观测桥面及盖梁和梁板的受力变化 及受力均衡状态 同时采用专用支座更换工具移动支座 看支座是否可移动 若不能移动 再将桥面顶升 1 这样经过 5 10 次的反复操作后 将桥面板抬离支座 5mm 10mm 左右 顶升时统一泵油步骤 每台千斤顶的泵油速率相等 保持各千斤顶的行程一致 缓慢平稳地 抬升桥面板 同时派人在桥面上观察桥面板的顶升情况 及时指挥协调 根据可更换支座的 情况决定是否停止顶升 千斤顶在施工过程中不回油 顶升到位后 取出旧支座 立即放上 相同高度的钢块 起临时支撑 7 支座更换专用粘钢调平胶 清除盖梁上堆积物后 即可去除原有支座 精确计算出 需增加的高度 下钢板用专用粘钢调平胶先固定调平其位置 安装支座时 上钢板在其上表 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 11 面涂上一层适量的专用粘钢调平胶后与支座 不锈钢板一起放回旧支座位置 其整体的调平 由上钢板的专用粘钢调平胶层的厚度来调平 待达到强度要求时 清除盖梁上的杂物 千斤 顶慢慢回油 直至桥面板重新回到支座 3 83 8 2 2 施工要求和措施施工要求和措施 1 施工队伍应是具有成熟施工经验的队伍 对整个施工过程应制定相应的施工组织方案 交通组织方案 应急措施及其他协调措施 2 支架及联结构件使用前应仔细检查 确保连接质量 保证各个节点之间连接牢固 严 禁使用有扭曲变形 焊接不牢或损伤严重的钢管和扣件 3 设计采用的千斤顶高度为 6cm 钢垫块的高度则应根据相应的剩余高度进行调整 千 斤顶在使用前 应检查调试好 选择型号相同的千斤顶 以便于顶升时协调控制 配备备用 千斤顶 以防意外情况下可及时更换 4 顶升刚开始时 控制好千斤顶的出油量 协调千斤顶之间的受力 保证各个千斤顶的 行程相同 要求同排千斤顶之间的行程误差不得超过 1mm 试顶过程中 千斤顶的受力应保 持相同 即保持千斤顶油压表读数大致相等 顶升过程应缓慢平稳 若发现有异常情况 应立即停止顶升 查找原因 顶升到指定位置后 应尽快加设钢垫块 5 顶升时密切注意顶升设施的变化 桥面上观察人员应该与指挥千斤顶操作的人员保证 联系通畅 顶升平台上和支架下严禁站人 此后在支座更换过程中也应有专人负责观察整个 顶升设施的变化情况 6 新安装的支座应在同一水平线上 并达到设计标高 如果标高不够 可用钢板垫高至 设计标高 支座安装完毕 千斤顶卸载时也应缓慢回油 使桥面板平稳回落 第四第四章章 施工施工管理管理 4 1 工程工程施工施工前期准备前期准备 4 1 1 交通 交通 本工程位于杭州市区内 并与中河高架 上塘高架相连接 交通较方便 施工材料 机 具可直接运至工地 4 1 2 水源 电源 水源 电源 施工用水可采用在附近接居民生活用水 施工用电采用在施工场地附近搭接 或工地上 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 12 配备四台内燃式发电机 充分解决施工用电问题 4 1 3 施工施工工期安排工期安排 本工程工期业主要求工期为 2006 年 11 月 15 日至 2007 年 1 月 15 日 工期为 2 个月 4 2 劳动力安排 劳动力安排 以工期 质量为目标 合理安排劳动力 拟在高峰期上配备各工种人员共 60 人 其配 备计划见表 4 表 4 劳动力计划表 单位 人 工种 按工程施工阶段投入劳动力情况 10 20 30 40 50 60 电工 1 1 1 1 1 1 专业桥梁混凝土破 除工 3 3 3 3 3 3 起重工 12 12 12 12 12 12 石工 4 4 4 4 4 4 高压电动油泵司机 3 3 3 3 3 3 液压顶升指挥员 2 2 2 2 2 2 裂缝处治工 2 2 2 2 2 2 电焊工 1 1 1 1 1 1 安全防护员 4 4 4 4 4 4 架子工 8 8 8 8 8 8 机械修理工 1 1 1 1 1 1 混凝土工 7 7 7 7 7 7 合计 48 48 48 48 48 48 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 13 4 3 拟投入的主要施工机具及设备 拟投入的主要施工机具及设备 4 3 1 主要施工机具配备 主要施工机具配备 表 5 拟投入的主要施工机械设备表 序 号 机械或 设备名称 规格 型号 单位 数量 国别产 地 额定功 率 KW 生产 能力 备注 1 直流电焊机 AX3 300 台 4 中国 10KW 好 2 电锤 GBH 11 DE 把 20 德国 3 5KW 好 3 空压机 1 8 5 台 1 中国 3m3 好 4 切割机 HQS5 台 2 中国 1 5KW 好 5 发电机 120GF 台 3 中国 120KW 好 6 扁形千斤顶 YBD1000 15 台 50 中国 自动 好 7 高压电动油 泵 2YBZ2 80 台 3 中国 3KW 好 8 高强混凝土 角磨片 100 片 100 中国 好 9 角磨机 100 型 台 20 中国 好 10 电缆线 四芯 米 1000 中国 好 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 14 4 3 2 主要试验 测量 质检仪器的配备 主要试验 测量 质检仪器的配备 表 6 拟投入的主要试验 测量 质检仪器设备表 序号 仪器设备名称 规格 型号 产地厂牌及出厂时间 单位 数量 备注 1 钢卷尺 10m 浙江 2000 年 把 20 2 皮尺 50m 浙江 2000 年 把 2 3 多功能检验尺 50cm 浙江 1997 年 套 2 4 水平尺 50cm 成都 1999 年 把 10 5 游标卡尺 8 成都仪表 仪器厂 2003 4 把 2 6 锤球 1kg 成都 1999 年 个 10 7 直尺 3m 天津 1998 年 把 3 8 百分表 成量集团 2006 年 个 50 4 4 支座选择 支座选择 支座选择参照 3 5 支座分布情况 原桥梁板自重及桥梁顶升计算力学分布图 表 2 桥面板自重统计表 规格 部件 单位自重 G T 数量 总重 T 16m 简支梁 70 梁高 中梁 17 21 14 241 00 边梁 24 70 1 24 70 桥面铺装 72 85 1 72 85 栏杆 14 86 1 14 86 恒载总重 353 41t 16m 简支梁 75 梁高 中梁 17 84 14 249 73 边梁 25 33 2 50 65 桥面铺装 81 10 1 81 10 栏杆 14 86 2 29 71 恒载总重 411 20 t 23 3m 简支梁 105 梁高 中梁 31 43 14 440 00 边梁 42 33 2 84 67 桥面铺装 118 10 1 118 10 栏杆 21 63 2 43 27 恒载总重 686 04 t 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 15 桥梁外加动荷载按每跨梁板 50 吨计算 则以上顶升时的荷载总量 403 41T 461 20T 736 04T 平均每个千斤顶受力为 28 82T 4 5 施工 施工管理管理方案方案 由于该桥处于杭州市主要交通干道 承担着重要的交通运输任务 为了保证桥梁的行车 安全和交通的通畅 必须采用在不中断交通的情况下更换旧支座 根据该桥的实际情况 采 用最先进的一组液压扁形千斤顶连动整体顶升系统进行单墩整体顶升 顶升原理为利用盖梁 将桥面板顶升 0 5cm 1 0cm 左右 使结构整体发生 0 5 1600 1 0 1600 和 0 5 2300 1 0 2300 的转角变化 这样最小限度的不破坏桥面达到更换支座的目的 顶升系统主要由一组液压扁 形千斤顶 高压电动油泵 平衡分流阀 百分表和动力电源组成 液压扁形千斤顶主要用于 桥梁多点顶举施工用 将该千斤顶 包括配套电动油泵 安装在需要更换支座的梁底下面 通过高压电动油泵向千斤顶供油 采用平衡分流阀来控制梁体的起顶高度 当梁体达到支座 更换高度后 千斤顶持荷 保证梁体高度 然后更换旧的橡胶支座 落梁时直接卸荷 千斤 顶活塞在梁体的自重作用下回程 结束支座更换工作 该系统在保证桥梁不间断交通正常营 运下 不破坏桥梁结构 且不破坏桥面连续系统 的情况下 快捷的更换受损支座 4 5 1 顶升顶升设备设备的性能及技术参数的性能及技术参数 1 扁形千斤顶的性能及技术参数 扁形千斤顶是一种单油路液压专用千斤顶 主要由油缸和活塞组成 活塞端部安装有球 形矫正装置 当向千斤顶供油时 活塞伸出油缸外 将需起顶的梁体顶举起来 该千斤顶活 塞的回程是通过外力 梁体自重 来完成的 该千斤顶体积小 重量轻 结构简单 操作方 便 千斤顶结构图 见图 1 图 2 及技术参数 见表 7 如下 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 16 图 1 扁形千斤顶结构示意图 图 2 扁形千斤顶外形图 表 7 扁形千斤顶技术参数表 千斤顶型号 YBD1000 25 技术参数 单位 公称压力 MPa 50 公称顶举力 KN 1000 公称行程 mm 25 外形尺寸 AXH Mm 200X60 2 高压电动油泵的性能及技术参数 2YBZ2 80 高压电动油泵为小流量 高压力的油泵 主要与额定压力在 80Mpa 以内的各 种预应力拉伸机 液压钢丝镦头器 液压弯曲切断器及各类型千斤顶配套使用 是预应力液 压设备的主要操作和动力部分 该油泵结构紧凑 重量轻 体积小 操作简单 能广泛使用 于各种施工条件的场所 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 17 表 8 2YBZ2 80 高压电动油泵的技术性能 技术参数 技术参数 额定压力 Mpa 80 油泵转速1430 额定流量 L min 2 2 电机型号 功Y100L2 4 3KW 理论流量 L min 2 2 3 用油种类 32 46 机械油 容积效率 80 油箱容积 L 35 柱塞直径 行程 个数 10 5 1 8 质量 Kg 105 外形尺寸 长 宽 高 740 500 850 4 5 2 具体施工工艺具体施工工艺 1 施工准备 施工单位应到现场进行踏勘 详细了解周围的情况和各类部件的尺寸 绘制当前支座位置和情况调查表 根据设计要求选择相应的支架搭设 施工材料与施工机械 进场 2 采用液压扁形千斤顶连动整体顶升 千斤顶要求放置在盖梁的顶端 通过高压电动 油泵向千斤顶供油 采用平衡分流阀和百分表来控制梁体的起顶高度 当梁体达到支座更换 高度后 千斤顶持荷 保证梁体高度 3 利用盖梁作为支撑点 要求盖梁与梁底的空间高度大于 7cm 清除盖梁与梁板之间的 砂石及垃圾 凿除松散的混凝土 并用吹风机吹净 测量盖梁与梁底的空间高差 对于盖梁 顶到梁底高度小于 7cm 要用电锤在盖梁上放置千斤顶处开槽并修复平整 开槽宽度 25 28cm 4 逐个在支座旁盖梁端头安装百分表 记录原始基准数据 并在盖梁上放水平基准线 并用直尺逐个丈量盖梁基准线和梁板底的高差数据并填表记录 同时丈量下钢板到盖梁基准 线的高差数据并填表记录 并逐个记录支座及上下钢板病害情况 填制支座更换前的检查记 录表 5 在单墩盖梁上 每块梁板中间下方盖梁千斤顶安放槽内 在梁板端头安放一个千斤 顶 一个盖梁上南北两侧有 28 32 片梁板 共安设 28 32 个千斤顶 千斤顶的安放要求与 梁底板面上垫钢板平行紧贴 与盖梁下垫钢板平行紧贴 所有千斤顶安装完毕后 进行检查 看千斤顶是否平行 同时将高压电动油泵架设到位 连接到每个千斤顶上 并检查油路是否 畅通 设备是否运转正常 因为根据计算中板与边板各承受的重量不一致 边板明显重于中 板 因此具体 2 台油泵连接方法为 1 台高压电动油泵带梁中板 24 28 台千斤顶 1 台高压 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 18 电动油泵带 4 块边板千斤顶 6 试顶及整体顶升 采用液压分流式可控制全自动分离系统先顶升 1mm 让千斤顶和 梁板及盖梁之间 整体均衡受力 顶升之后观测桥面及盖梁和梁板的受力变化及受力均衡状 态 待发现无问题开始整体顶升 再继续分 5 10 次顶升 每次顶升 1mm 顶升时统一油泵 操作步骤 每台千斤顶的油泵速率相等 保持各千斤顶的行程一致 行程误差为 1mm 缓慢 平稳地抬升梁板 顶升过程观察盖梁裂缝宽度及长度变化情况 是否出现裂缝 及时指挥协 调 将梁板抬离支座 5 10mm 左右根据可更换支座的情况决定是否停止顶升 千斤顶在施工 过程中不回油 顶升到位后 立即在梁板中间和梁板与梁板之间放上相同高度的钢垫块 起 临时支撑作用 7 支座更换 先在梁板下按 1 3 5 跳格顺序 取出上钢板 旧支座 下钢板和清除 杂物 将松散不密实的混凝土破碎胶层清理干净 用吹风吹净 按顶升后现有支座安装中心 点 测量梁板底端到盖梁基准水准线的高差尺寸 减去安装下钢板 上钢板 新支座高差尺 寸 同时减去准备回落的梁板高差尺寸 并结合原下钢板到盖梁基准线的高差 计算出下钢 板调平层粘钢调平胶的厚度 用水平尺控制 将下钢板四角调平安装 同时将支座粘接水平 安装到下钢板上 待 1 小时左右粘钢调平胶初凝固化后 将上钢板不涂粘钢调平胶按原薄厚 方向水平放置在支座上方 另外 再将梁板底下按 2 4 6 跳格顺序及以上工艺顺序时间 安装更换另一批支座钢板 待全墩支座上下钢板都更换安装完毕后 检查计算上钢板粘钢调 平胶尺寸 将上钢板取出 涂上高于上钢板粘钢调平胶的胶层厚度的粘钢调平胶 重新水平 回放到支座上方位置 待全桥检查支座安放水平 下钢板安装水平后 进行下钢板与支座之 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 19 间 上钢板与支座之间缝隙检查 检查方法采用胶片或硬打印纸三边塞缝方式进行检查 检 查无逢后 取出临时支撑钢板 整体回油 回梁高度比原顶升高度小 1 2mm 梁板回落过 程中 将上钢板粘钢调平胶挤压四溢 以达到上钢板与梁体紧密粘接 回梁高度到达计算值 上后 停止回油 检查支座与下钢板之间 支座与上钢板之间 上钢板与梁板之间的密实情 况 无误后 千斤顶持荷 12 小时后 然后全部千斤顶回油到零压力 最后取出千斤顶 检 查新换支座安装质量及运行情况 4 6 脚手架搭设 脚手架搭设管理方案管理方案 第 2 3 4 墩搭设挑架 其他墩台则在其围绕单墩四周 搭设井字脚手架 宽 2 米 脚 手架高度根据现场墩台情况确定 脚手架斜向搭设固定斜撑 脚手架上满铺竹跳板 四周采 用安全防护网进行防护 4 7 交通管制 交通管制管理方案管理方案 在进行 03 04 墩施工时 因下面为环城北路主干道 施工中要占用一定的路面 则要求对桥下主干道交通进行管制大约 7 天 东西双向为六车道 其中各占用靠中央绿化带 侧的一个车行道空间 其余桥墩处于绿化带上不影响交通 但是在其整个施工过程中虽然可 以不中断交通 但是为了安全 在顶升过程中要求限制桥面车辆的行驶速度 限速 40 码 4 8 绿化占用 绿化占用管理方案管理方案 第 5 17 号墩施工在绿化带 由于该施工方案的搭设脚手架为井字架 占用破坏绿化少 每墩大约占地 10 15 平方 总计占用 200 平方米 第五第五章章 工程质量工程质量管理管理 5 1 质量质量组织组织措施措施 在全体员工中不断强化质量意识 实行全员质量管理 严格执行各项规章制度 把质量 作为企业生存和发展的头等大事抓紧抓好 拟成立质量管理组织机构见表 9 质 量 执 行 小 组 质 量 管 理 小 组 组长 项目经理 副组长 常务副经理 组长 工班长 副组长 副工班长 以班为单位的工班全员 各职能部门负责人质 量 员 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 20 表 9 质量管理组织机构框图 项目经理部与各施工班组共同制定全部工程创优规划 制定目标 提出要求 明确任务 落到实处 各施工班组制定分项工程创优措施和分期实施计划 落实任务 找准关键 选定 课题 成立 QC 小组 积极开展活动 确保质量全优 根据自己的创优任务拟订项目工程具 体的实施计划 责任到人 严格要求 全员保证 精益求精 5 2 质量目标 质量目标 遵照 坚持标准 依托科技 严格管理 信守承诺 奉献优良建筑产品 的质量方针 严格按照施工设计文件 现行的施工技术规范进行施工 加强全面质量管理 树立精品意识 落实质量措施 保证实现下列质量目标 本工程达优质工程 消灭质量事故 工程一次交验合格率达到 100 优良率达到 95 以上 竣工文件真实 可靠 完整整洁 做到一次交接合格 5 3 建立质量 建立质量管理管理体系体系 质量管理体系见表 10 表 10 质量管理体系框图 工程竣工文件编制 竣工质量自检 工程交工验收建设单位签发交工证书 项 目 经 理 总 工 程 师 质 检 工 程 师 工程部 制定质保措施 施 工技术质量 安全检查控制 物 资 设 备部 材 料 设备 采 购 进 场 使 用 检 验 人事教育部 技术教育和培训 项 目 经 理 质 量 责 任 制 项 目 总 工 质 量 责 任 制 质 检 工 程 师 质 量 责 任 制 试 验 人 员 质 量 责 任 制 测 量 人 员 质 量 责 任 制 班长质量责任制 质 检 员 质 量 责 任 制 质量管理体系框图质量管理体系框图 对存在缺陷 病害及其它不合格之处进行修补 重建 操 作 工 人 质 量 责 任 制 分 部 工 程 质 量 检 查 分 项 工 程 质 量 检 查 工 序 交 接 质 量 控 制 工 程 质 量 自 检 控 制 临 时 工 程 施 工 现 场 及 环 境 的 质 量 控 制 施 工 机 械 设 备 的 质 量 性 能 控 制 工 程 原 材 料 构 件 半 成 品 的 质 量 检 验 挑 选 合 格 的 技 术 人 员 和 技 术 工 人 提 交 工 程 进 度 计 划 编 制 实 施 性 施 组 处理报告制 质量教育定期与日常检查制 验工质量签证制 分 项 工 程 质 量 评 定 制 隐 蔽 工 程 检 查 签 证 制 分 阶 段 技 术 交 底 制 工程试验检测制 测量复测制 设计文件复核制 开工报告审批制 质量责任制 中间产品质量控制 施 工 工 艺 质 质 量 控 制 施工技术 抽量保证交底 质 量 管 理 体 系 工 作 管 理 组 织 管 理 制 度 管 理 施 工 准 备 阶 段 施 工 阶 段 竣 工 阶 段 缺 陷 责 任 期 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 21 4 1 5 推行全面质量管理 实行项目分解及目标管理 对重大技术问题组织 QC 小组攻 关 科学指导施工 积极推广新技术 新工艺 为创质量全优的目标共同努力 4 1 6 坚持质量双检制 隐蔽工程签证 质量挂牌 质量讲评 质量双检 质量事故分 析等行之有效的质量管理 4 1 5 推行全面质量管理 实行项目分解及目标管理 对重大技术问题组织 QC 小组攻 5 4 质量质量管理管理的主要措施的主要措施 1 在职工中树立 质量关系千万家 搞好质量人人抓 的观念 使其认识到质量工作 的好坏与企业 个人利益的关系 把质量工作贯穿到施工的全过程中 深入到企业的每一个 人 形成道道工序齐抓共管 上下自律 工地设立工地试验室 使工程质量始终处于受控状 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 22 态 2 施工前组织技术人员 对照工地实际 细致复核图纸 发现问题及时与设计单位取 得联系 待设计单位确认后 方可进行施工 3 严格按照有关工程施工规范和设计要求施工 4 推行 技术管理条例 和 分级技术负责制 使基层单位技术工作规范化 5 推行全面质量管理 实行项目分解及目标管理 对重大技术问题组织 QC 小组攻关 科学指导施工 积极推广新技术 新工艺 为创质量全优的目标共同努力 6 坚持质量双检制 隐蔽工程签证 质量挂牌 质量讲评 质量双检 质量事故分析 等行之有效的质量管理 7 严格执行施工前的技术交底制度 对作业人员坚持进行定期质量教育和考核 8 项目部建立严格的质量检查组织机构 全力支持和发挥质检机构和人员的作用 主 动接受监理工程师的监督和帮助 积极为监理工程师的工作提供和创造便利条件 其检验质 量管理程序见表 11 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 23 表 11 检验质量管理程序 第六第六章章 工程工程进度进度与技术与技术管理管理 6 1 施工施工进度管理进度管理 时间就是生命 工期就是效益和信誉 为使该项目按合同工期建成 尽早发挥投资 效益 控制重点 关键工程的进度 调整 优化网络 有效控制工期 1 指挥机构迅速成立及时到位 为保证和加快工程建设速度 迅速成立强有力的项目组织机构行使职能 见表 12 无异议 有问题 检验过程质量管理 人员培训选定检测标准 仪器设备 检定校核 环境控制 检 测 准 备 考试 核 选定规程 制定细则 维 护 管 理参数记录 组配人员 上 班 人员技术 素质保证 确 定 试验方法 组配检测 仪器设备 调整检验 环 境 执行技术 标 准 仪器性能 保 证 检测环境 保 证 检 测 质 量 管 理 体 系 重新检测 提出处理意见 分析原因 检测事故处理 检测样品取样 检 测 检测复核 数据处理 检测报告审核签发 用 户结 束 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 24 项 目 经 理 潘忠雄 常 务 副 经 理 王玉柱 技术负责人 王高强 施工负责人 陈闯 现场技术员 方黎刚 施工员 舒华 任旭峰 质量工程师 崔红星 安全员 吴明尧 何红头 表 12 项目部组织机构 2 施工力量迅速进场 实施本项目的施工队伍已选定进场 并进行施工准备 3 强化施工管理严明劳动纪律 对劳动力实行配套管理 优化组合 使作业专业化 正规化 4 实行内部经济承包责任制 既重包又重管 使责任和效益挂钩 个人利益和完成工程量挂钩 作到多劳多得 调动 班组 个人的积极性和创造性 5 加强机械设备管理 切实做到加强机械设备的检修和维修工作 配齐维修人员 配足常用配件 确保机械正 常运转 对主要工序储备一定的备用机械 6 2 施工施工技术技术管理管理 1 施工准备工作 哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计 论文 25 施工准备抓早抓紧尽快做好施工准备工作 认真复核图纸 编制实施性施工组织设计 落实重大施工