方案-郑漯高速公路改造桥梁顶升方案

郑深高速公路改造

第九标段桥梁顶升方案

四川固特建筑加固技术有限公司

二0一0年四月

目录

第一章概述.......................................................1

1.1工程概况.....................................................1

1.2本工程的施工特点和难点......................................2

第二章施工方案...................................................3

2.1编制依据....................................................3

2.2编制原则....................................................3

2.3顶升方式....................................................3

2.4顶升高度及垫石高度的确定....................................6

2.5千斤顶的选用、配置及分组....................................8

2.6垫石及支座的更换............................................9

2.7上要工序施工................................................9

第三章施工进度...................................................3

3.1施工进度....................................................9

3.2主要工程设备...............................................19

第四章PLC液压同步顶升系统......................................18

6.1同步顶升系统组成...........................................22

6.2系统特点...................................................22

6.3主要技术指标...............................................23

6.4液压控制系统...............................................24

6.5顶升系统控制原理...........................................24

6.6电控系统...................................................24

第五章监测方案..................................................28

7.1监测目的...................................................28

7.2监测部位及监测内容.........................................28

7.3监测准备...................................................28

7.4监测方案实施...............................................29

7.5监测组织安排...............................................29

第六章应急预案..................................................30

8.1电脑控制系统故障............................................30

8.2液压设备故障...............................................30

8.3梁体监测值超限事故.........................................31

8.4恶劣气候...................................................31

第七章质量管理体系和保证措施....................................32

9.1质量承诺...................................................32

9.2质量管理体系...............................................32

9.3质量检查程序...............................................32

9.4质量保证措施...............................................34

第八章安全生产、文明施工........................................36

10.1安全生产的计划与措施......................................36

10.2文明施工的计划与措施......................................38

10.3环境保护..................................................44

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第一章概述

1.1工程概况

京珠国道主干线郑州至漂河段高速公路是国家高速公路网及河南省公路网

主骨架的重要组成部分，也是河南省公路交通的核心部分，起于郑州机场互通式

立交南侧，北接席庄至薛店段高速公路和郑州至机场高速公路，向南经新郑东、

长葛东、临颍东、邸城东、漂河东，止于7累河市东南溪河南枢纽互通式立交南侧,

南接漂河至驻马店段高速公路，路线全长119.638公里。

京珠国道主干线郑州至瀑河段自1998年建成运营以来，交通量以较快的速

度递增，交通量总体规模保持在较高的水平，公路服务水平逐渐下降，而且部分

路段需要维修，目前实际服务水平基本处在三级，已不能满足发展需要；该路段

目前正在进行改扩建工程的施工。

为使旧路桥与新建部分具有同等的服务水平和使用寿命，新旧部分一体化，

全面提高郑深高速公路的通行能力，在加宽的同时，对旧路桥进行改建，全面提

升该路段的服务水平。

全线旧路面加铺，路线纵坡进行调整，老路老桥设计高程均需要提升，结构

物涉及梁体高程提升处理，其中连续钢构桥与T梁桥高程基本不变，通过桥头

附近调坡实现路面加铺；普通空心板桥梁进行顶升。

第九标段内共有七座桥梁列表如下：

表1-1试验段内顶升桥梁列表

序号桥梁桩号桥型孔数及跨径上部结构桥宽

1K77+253.30分离式立交1*20预应力混凝土空心板2*12

2K77+765.30分离式立交10+16+10预应力混凝土空心板2*12

3K78+168.30分离式立交1*20预应力混凝土空心板2*12

4K79+450.30分离式立交10+16+10预应力混凝土空心板2*12

5K80+507.30分离式立交1*20预应力混凝土空心板2*12

6K80+804.30中桥2*20预应力混凝土空心板2*12

7K81+792.30中桥2*20预应力混凝土空心板2*12

8K85+421.30中桥3*20预应力混凝土空心板2*12

9K86+122.30分离式立交16+20+16预应力混凝土空心板2*12

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上部结构：跨径不一的预应力空心板，桥面连续；

下部结构：双柱式单排架桥墩，桥台。

基础：均为钻孔灌注基础。

1.2本工程的施工特点和难点

1、由于新桥老桥在板梁建筑高度、水泥混凝土铺装及沥青混凝土铺装等方

面都存在一定的误差，实际顶升高度与设计顶升高度存在一定的误差，现场测量、

复核工作较为繁琐；

2、桥梁众多，不可预测因素较多，在顶升方式、设备配备等方面要考虑周

全；

3、工期紧，对各工序连续作业要求较高；

4、一次性投入的设备较多。

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第二章施工方案

2.1编制依据

1、《建筑物位移纠倾增层改造技术规范》(CECS225:2007)；

2、《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)；

3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)；

4、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)；

5、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)；

6、《钢筋混凝土结构后锚固规范》；

7、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)；

8、《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ107-2003)；

9、部分原设计图纸；

10、现场考察情况；

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，做到依靠科技，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；

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。

在编制过程中，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。

2.3顶升方式

从现场测量复核的情况来看，需顶升的桥梁顶升高度都较小(不大于30cm),

考虑到工期、成本以及工程实际的问题，主要采用以下三种顶升方式：

根据每个桥或同一个桥不同墩(台)处的具体情况确定采用哪种顶升方式，

分述如下:

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1、直接顶升式（梁底与盖梁底有足够的空间高度的情况）

将千斤顶直接安装在梁底与盖梁底间的空间内实施顶升梁板，其示意图如下

图所示:

图2-1直接顶升梁板方式示意图

此种方法比较简便，工期最短，是顶升工程中首选的方案。从现场勘察的情

况来看部分桥梁可以采取此种顶升方案。

2、安装牛腿式顶升（梁底与盖梁间空间高度较小，且桥下地面未做过硬化处理

或地面不适宜做硬化处理的情况）

在盖梁、台帽或台身立面上植入化学锚栓，安装钢牛腿、千斤顶构建成钢牛

腿一千斤顶顶升体系后直接顶升梁板的顶升方式，其示意图如下图所示:

千斤顶

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钢牛腿

图2-2牛腿式顶升示意图

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如果盖梁端部建筑高度较小，可采用专门设计的'Z字形'钢牛腿。

3、安装分配梁顶升式（梁底与盖梁间空间较小，但桥下地面做过硬化处理的情

况）

一般式利用承台或桥下地面做反力基础（在桥下浇筑一定厚度的混凝土或摆

放枕木等构件），安装钢支撑、千斤顶并在梁底横桥向安装分配梁，构建钢支撑

一千斤顶一分配梁顶升力系实施顶升梁板，其示意图如下图所示：

图2-4分配梁式顶升示意图

该标段部分分离式立交可以利用此种方案。

从现场测量复核的情况来看，个别多孔桥各墩台处需要顶升的高度不同，且

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存在由大变小或由小变大的递增、递减规律，各墩台处采用比例顶升的方法实施

顶升，以尽量减小顶升后桥面标高与设计值的误差。

下图为比例顶升的示意图

1K升10cm顶升11cmK升12cm顶升13cm

图2-5比例顶升示意图

比例顶升时，各墩（台）处的顶升高度及顶升速度均按跨径比例设定，以保

证顶升过程中梁板结构不发生弯、扭等对整体结构不利的变形。

根据顶升桥梁的结构形式，采用一联半幅整体同步实施顶升，各顶升点同步

到位。采用超薄千斤顶顶升时，超薄顶最大行程3cm,需要多个循环顶升。顶升

时准备与顶升高度、行程相对应的临时垫块。

采用精度为0.01mm的拉线式传感器监测顶升行程。

2.4顶升高度及垫石高度的确定

2.4.1顶升高度

由于新桥老桥在板梁建筑高度、水泥混凝土铺装及沥青混凝土铺装等方面都

存在一定的误差，实际顶升高度与设计顶升高度存在一定的误差实际顶升高度以

现场测量为准。

顶升前新加宽桥梁水泥混凝土铺装已经完成，老桥沥青铺装层已铳刨完毕，

以新老桥梁底高差为准、辅以水泥混凝土铺装顶面高差修正。

高差测量控制点

1）老桥：墩台盖梁中心线与老桥外侧墙式护栏内边缘线交点；

2）新桥：墩台盖梁中心线与新桥最靠近老桥外侧墙式护栏一侧的边缘线的

交点。

其示意图如下所示：

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图2-6顶升高度测量控制点

如果hl<h2,hl为准；如果hl>h2,h2为准。保证老桥顶升后沥青铺装厚

度不会太小，同时又避免了老桥水泥混凝土铺装层的大面积凿除。

实际顶升高度=按上述方法确定的两控制点高差（hl或h2）+桥面横坡度

（2%）*两控制点间的距离（L）。

2.4.2垫石高度的确定

顶升改造后梁板整体性能否与顶升前相一致，主要取决于垫石的预制高度及

安装精度，所以预制垫石高度的确定尤为关键。

预制混凝土垫石的高度=顶升高度+（盖梁顶标高-梁底标高）-新支座高度-

砂浆层高度（-支座上下钢板

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每个墩（台）上的垫石预制为同一个高度，安装时，微小的差异通过干拌砂

浆垫层调整。

2.5千斤顶的选用、配置及分组

2.5.1千斤顶的选用、配置

如果梁底与盖梁间的空间高度够13cm,选用12.5cm高的双行程超薄千斤顶,

单孔桥每侧布置13台千斤顶，单个千斤顶最大顶升力200吨，单孔桥配置的千

斤顶最大可提供4800吨的顶升力，远大于单孔梁板的重量，满足顶升要求。千

斤顶的布置如下图所示。

,原支座。超薄千斤顶

图2-7双行程超薄千斤顶布置图

该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。此种千斤顶另一大比较适合在该工程中应用的特点是：顶身顶部均

配有螺旋装置，顶升到位后，拧紧螺帽，可以实现长期负荷，便于支座更换及后

序工作。

如果梁板与盖梁间空间高度较小，不能安装双行程超薄千斤顶，而利用桥下

地面或钢牛腿作为顶升反力基础，则选用行程较大的200吨千斤顶，该千斤顶最

大行程140cm，可以大大提高顶升速度。

如果利用桥下地面做顶升反力基础，单孔每侧沿横桥向均匀布置5台千斤

顶，利用分配梁实施顶升，这样更容易实现顶升同步性。

如果安装钢牛腿作为顶升反力基础，则千斤顶的布置形式与数量跟超薄千斤

顶的布置相同。

该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。

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上述该工程中选用的两种千斤顶均多次在支座更换、桥梁顶升中应用，千斤

顶本身的质量得到了很好的验证，作业性能也得到了很好的发挥。

2.5.2千斤顶的分组

为了更好的监控所有顶升千斤顶、更好的实现所有千斤顶的顶升同步性，顶

升前将所安装的所有千斤顶分组。

每孔桥单侧的所有千斤顶（12个或是5个）分为一组。

•原支座。超薄千斤顶

图2-8千斤顶分组示意图（以两孔桥为例）

每个桥台或桥墩处配置一台变频式泵站。

每组千斤顶设两个监控点，每个监控点配置一台拉线式传感器，顶升过程中

实时检测并控制顶升高度及顶升速度。

2.6垫石、支座的更换

顶升到位后，顶升结构的荷载全部转换至千斤顶上，将原垫石取出，将垫石

下水泥砂浆凿除干净，打磨平整，铺设一定厚度（3-5mm）的干拌水泥砂浆，安

装新预制钢管混凝土垫石、新支座，将荷载转换至支座上。

新垫石安装完成后，在盖梁顶浇注一定厚度的混凝土，其厚度根据垫石高度

而定：垫石高度小于等于30cm时，现浇8cm厚混凝土；垫石高度大于30cm时，

现浇15cm厚混凝土。

混凝土均采用C40细石混凝土。

2.7主要施工工序

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2.7.1千斤顶的安装

1、梁底与盖梁间安装千斤顶

安装此千斤顶前，将安装千斤顶的范围内的混凝土面打磨平整。千斤顶活塞

与梁底间垫设一块10mm的钢板，防止由于应力集中造成梁底混凝土损伤。

2、构建钢支撑一千斤顶一分配梁顶升力系

钢支撑基础采用枕木、混凝土块等构件，临时基础要有足够的刚度，以保证

顶升过程中不会发生突然的下陷。安装钢支撑时要严格控制其垂直度不超过2%,

防止在顶升时出现失稳的情况。

3、安装钢牛腿

首先用模板确定安装钢牛腿的位置确定，以保证牛腿承压面与梁底间的高度

足够安装顶升千斤顶（40cm）。据老桥病害检测报告，部分盖梁沿横桥向在正负

弯矩较大的部位存在不同长度的竖向裂缝，确定植入化学锚栓打孔的位置时，尽

量避开这些竖向裂缝，以免出现承载力大幅折损的情况，给顶升留下安全隐患。

小于20cm。

2.7.2清理伸缩缝

千斤顶安装完成以后，顶升前仔细检查顶升段两端伸缩缝内是否有妨碍顶升

的杂物，尤其是混凝土，以免顶升时对梁体造成破坏。

如果伸缩缝里有混凝土，顶升前必须予以凿除，此项工作由伸缩缝施工队负

责。

2.7.3横桥向限位装置的安装

由于该顶升工程顶升高度较小，不会超出盖梁两侧抗震挡块的高度范围，所

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以利用抗震挡块做横桥向限位装置：顶升前在两侧梁板与抗震挡块间的空隙内塞

入一定厚度的钢板，留有3mm的空隙。如下图所示：

2.7.4控制系统

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。我公司采用的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。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（光栅尺）组成位置闭环，以便控制桥梁顶升的位移和姿态，同步精度为土

2.0mm,这样就可以很好的保证顶升过程的同步性，确保顶升时梁体结构安全。

2.7.5顶升准备

1、顶升系统可靠性检验

a、元件的可靠性检验：元件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70%-90%的顶升力在现场保压5小时，再次确认密封

的可靠性。

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b、系统的可靠性：液压系统在运抵现场前进行3L5MPa满荷载试验24小

时，进行0—3L5MPa循环试验，使系统无故障无泄漏。

c、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

管在进行严格冲洗，封口后移至现场，现场安装完毕进行空载运行，以

排除现场装配过程中，可能意外混入的污垢。系统的清洁度应达到NAS9

级。

d、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，逐台进行。

e、位置闭环的稳定性：所谓位置闭环就是当系统给光栅尺设定顶升高度

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。

2、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、副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。

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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，并由总指挥向各职能小组发出指令，进入下•道工序工

作；

3、人员培训

所有参与顶升的施工人员都进行工作的严格分工，在进入现场前进行充分的

培训；

4、顶升控制区域划分及液压系统布置

控制点的划分原则为顶升过程安全可靠，特别着重同步性和桥体的姿态控

制。

控制区域设置光栅尺控制位移的同步性，根据桥梁的结构，位移同步精度控

制在2mm。位移传感器与中央控制器相连形成位移的闭环控制从而实现顶升过

程中位移的精确控制。

光栅尺尺体固定于立柱侧面上端梁体上，读数头固定于立柱上端面。光栅尺

量程为1200mmo

5、泵站安装

顶升泵站10台，尽量使千斤顶油管长度经济合理。

6、顶升系统结构部分检查

a、千斤顶安装是否垂直牢固；

b、顶升支架安装是否牢固；

c、限位结构安装是否牢固，限位值设值大小是否符合要求；

d、影响顶升的设施是否已全部拆除；

e、主体结构与其它结构的连接是否已全部去除。

7、顶升系统调试

调试的主要内容包括：

a、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；

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♦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；

b、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；

♦光栅尺的工作情况；

♦各种阀的工作状况是否正常，是否需要更换；

c、监测系统检查

♦百分表安装牢固、正确，没有遗漏；

♦信号传输无误；

d、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；

2.7.6称重

1、保压试验

a、油缸、油管、泵站操纵台、监测仪等安装完毕检查无误；

b、按计算荷载的70%〜90%加压，进行油缸的保压试验5小时；

c、检查整个系统的工作情况，油路情况；

2、称重

a、为保证顶升过程的同步进行，在顶升前应测定每个顶升点处的实际荷载

b、称重时依据计算顶升荷载，采用逐级加载的方式进行，在一定的顶升高

度内（l~10mm）,通过反复调整各组的油压，可以设定一组顶升油压值，使每个

顶点的顶升压力与其上部荷载基本平衡。

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C、为观察顶升处是否脱离，需用百分表测定其行程。

d、将每点的实测值与理论计算值比较，计算其差异量，由液压工程师和结

构工程师共同分析原因，最终由领导组确定该点实测值能否作为顶升时的基准

值。如差异较大，将作相应调整。

2.7.7试顶升

为了观察和考核整个顶升施工系统的工作状态以及对称重结果的校核，在正

式顶升之前，应进行试顶升，试顶升高度10mm。

试顶升结束后，提供整体姿态、结构位移等情况，为正式顶升提供依据。

2.7.8正式顶升

试顶升后，观察若无问题，便进行正式顶升，千斤顶最大行程为140mm,

每一顶升标准行程为100mm,最大顶升速度lOmm/mino

1、顶升总流程：见图4-4。

2、正式顶升，须按下列程序进行，并作好记录：

①操作：按预设荷载进行加载和顶升；

②观察：各个观察点应及时反映测量情况。

③测量：各个测量点应认真做好测量工作，及时反映测量数据；

④校核：数据报送至现场领导组，比较实测数据与理论数据的差异；

⑤分析：若有数据偏差，有关各方应认真分析并及时进行调整。

⑥决策：认可当前工作状态，并决策下一步操作。

3、顶升注意事项

a、每次顶升的高度应稍高于垫块厚度，能满足垫块安装的要求即可，不宜

超出垫块厚度较多，以避免负载下降的风险；

b、顶升关系到主体结构的安全，各方要密切配合；

c、顶升过程中，应加强巡视工作，应指定专人观察整个系统的工作情况。

若有异常，直接通知指挥控制中心；

d、结构顶升空间内不得有障碍物；

e、顶升过程中，未经许可非作业人员不得擅自进入施工现场。

4、顶升过程控制

整个顶升过程应保持光栅尺的位置同步误差小于2mm,一旦位置误差大于2

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mm或任何一缸的压力误差大于5%,控制系统立即关闭液控单向阀，以确保梁

体安全。

每一轮顶升完成后，对计算机显示的各油缸的位移和千斤顶的压力情况，随

时整理分析，如有异常，及时处理。主梁顶升并固定完成后，测量各标高观测点

的标高值，计算各观测点的抬升高度，作为工程竣工验收资料。

2.7.9

支座更换完成以后，待荷载全部转换至新支座上以后，便可拆除顶升设备。

1）拆除液压系统的管路及其它附件,拆卸千斤顶并移走；

2）清理现场。

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图2-11施工总流程图

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施工进度

整个改造工程对工期的要求较为紧迫，顶升工程的施工的进度安排较为关

键，为了保证顶升工程的施工进度，实行流水作业，最少保持四座桥梁同时施工。

具体有如下措施。

2.15.1人员组织

施工高峰期计划安排劳力70人，其中电焊工4人，架子工12人，顶升操作

工40人，泵站操作组2人，其它工种12人，必要时各作业班组进行调配

3.13.2交通组织

桥梁顶升期间，原老路面双幅公路全部封闭，改为新加宽部分通车。

3.13.3用电计划

一座桥整体高峰期计划用电50kw,自备发电机发电，为确保工程顺利进行,

现场配备四台50kw发电机，其中一台为备用。

3.13.4施工组织机构设置

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图3-12施工组织结构图

3.13.5工期保证措施

为确保工期，施工中拟采取如下措施：

整个工程流水式施工，合理安排工期，改善工序衔接关系，保证总工期。

认真做好生产作业计划，及时调整机械及人员的力量，加强动态管理，把施

工任务落实到班组。

根据工程特点，合理地组织工程必须的施工人员及施工机械，满足工程施工

需要，并做好人力、材料、设备、机械的后勤保证工作。

每天检查工程进展情况，并对照计划及调整，做到落实。

为了保证进度，节假日合理安排，使工作有连续性。

3.14主要工程设备

表3-1顶升作业设备表

序号设备名称型号规格单位数量

1PLC控制系统操作台Enerpac套2

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郑瀑高速公路改造第九标段桥梁顶升施工技术方案

2变频式液压泵站SDT-SPID16套10

3200吨千斤顶行程140mm台120

4100吨千斤顶行程30mm台100

5发电机50kw台4

6拉线式传感器SPRS-5套22

7电锤HILTI套12

8植筋工具套8

9钢筋探测仪台4

10百分表机械式12

11水准仪S21

12水平仪DSZ31

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升系统

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为保证顶升中桥梁结构的安全，就要严格要求顶升千斤顶的顶升同步性。本

工程拟采用PLC控制液压同步顶升系统，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、天津北安桥顶升工程、上海吴淞江桥顶升工程等

多项抬升工程中成功运用。

6.1同步顶升系统组成

PLC控制液压同步系统由液压系统（油泵、油缸等）、检测传感器、计算机

控制系统等儿个部分组成。

液压系统由计算机控制，可以全自动完成同步移位，实现力和位移控制、操

作闭锁、过程显示、故障报警等多种功能。

6.2系统特点

该系统具有以下优点和特点：

1）具有友好Windows用户界面的计算机控制系统；

整个操纵控制都通过操纵台实现，操作台全部采用计算机控制，通过工业总线，

施工过程中的位移、载荷等信.息，被实时直观地显示在控制室的彩色大屏幕上,

使人一目了然，施工中的各种信息被实时记录在计算机中，长期保存。由于实现

了实时监控，工程的安全性和可靠性得到保证，施工的条件也大大改善。

6-1PLC系统操作界面

2）整体安全可靠，功能齐全。

软件功能：位移误差的控制；行程控制；负载压力控制；紧急停止功能；误

操作自动保护等。

硬件功能：油缸液控单向阀可防止任何形式的系统及管路失压，从而保证负

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载有效的支撑；

3）所有油缸既可同时操作，也可单独操作；

4）同步控制点数量可根据需要设置，适用于大体积桥梁或构件的同步移位。

6.3主要技术指标

1）一般要求

液压系统工作压力：31.5MPa

尖峰压力：35.0MPa

工作介质：ISOVG46#抗磨液压油

介质清洁度：NAS9级

供电电源电压：380VAG；50HZ；三相四线制

功率：65KW（MAX）

运转率：24小时连续工作制

2）顶升装置

顶升缸推力：200T

顶升缸行程：140mm

偏载能力：5°

顶升缸最小高度：395mm

最大顶升速度：10mm/min

组内顶升缸控制形式:压力闭环控制

压力控制精度W5%

组与组间控制形式：位置闭环控制

同步精度±2.0mm

3）操纵与检测

常用操纵：按钮方式

人机界面：触模屏

位移检测：光栅尺

分辨率：0.01mm

压力检测：压力传感器

精度0.5%

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压力位移参数自动记录。

6.4液压控制系统

图7-2是顶升系统的组成示意图。顶升施工的第•步是桥梁的称重，通过调

节减压阀的出口油压Pout,缓

慢地分别调节每一个液压缸

的推力，使桥梁抬升，当桥梁

与原立柱刚发生分离时，液压

缸的推力，就是桥梁在这一点

的重量值，称出桥梁的各顶升

点的荷重，并把减压阀的手轮

全部固定在PD=Pout-Pco的位置，便可转入团图6-2顶升系统组成示意图

环顶升，依靠位置闭环，桥梁可以高精度地按

控制指令被升降或悬停在任何位置。

6.5顶升系统控制原理

如图6-3为顶升系统控制原理。

比例阀、压力传感器和电子放大器组成压力闭环，根据每个顶升缸承载的不

同，调定减压阀的压力，将几个千斤顶组成一个顶升组，托举起梁体，但是如果

仅有力平衡，则桥梁的举升位置是不稳定的，为了稳定位置，在每组安装光栅尺

作精密位置测量，进行位置反馈，组成位置闭环，一旦测量位置与指令位置存在

偏差，便会产生误差信号，该信号经放大后叠加到指令信号上，使该组总的举升

力增加或减小，于是各油缸的位置发生变化，直至位置误差消除为止。由于组间

顶升系统的位置信号由同一个数字积分器给出，因此可保持顶升组同步顶升，只

要改变数字积分器的时间常数，便可方便地改变顶升或回落的速度。

6.6电控系统

如图6-4为整个电控系统的组态图。

核心控制装置是西门子S7-200系列的CPUS7-224,触摸屏可以显示各个顶

升油缸的受力参数，并可连接打印机，记录顶升过程数据。系统安装了UPS电

源，即使意外断电，也可确保数据和工程的安全。

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电器原理

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建

筑

底

托

图6-4顶升系统控制原理图

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第七章监测方案

本方案的监测指顶升过程中为保证桥梁的整体姿态所进行的监测，包括结构

的平动、转动和倾斜。监测贯穿于顶升全过程中。

7.1监测目的

桥梁顶升过程是一个动态过程，随着梁的提升，梁的纵向偏差、立柱倾斜率、

板梁间隙等会发生较大变化，梁的支承点的相对变化对梁受力状态将会发生变

化。为此要设置一•整套监测系统，并要设定必要的预警值和极限值，以便将姿态

数据反馈给施工加载过程。

7.2监测部位及监测内容

（1）墩台沉降观测：设置承台沉降观测体系来反应墩台沉降状况，及时做出

相应的措施。

（2）梁底而标高测量：梁底标高的标高测量是桥梁顶升过程中最为重要的

检测，是控制顶升标高与各组千斤顶间同步性的主要手段。梁底标高检测通过在

相应位置安置光栅尺（精度为0.01mm）,其将数据反应到PLC控制系统，以便

实时监测、及时调整各组千斤顶的顶升速度。

（3）梁横向位移观测：实施顶升前，在顶升梁体范围外架设经纬仪，在桥

面上设置横向位移观测点，顶升过程中随时观测梁体的横向位移情况，并设定预

警值5mm,如果梁体横向位移接近预警值赶紧通知顶升操作人员停止顶升，分

析问题，提出解决方案，正常后方可开始顶升。

（4）梁纵向位移观测：该顶升工程中通过在梁端安置钢牛腿与新接高台帽

相抵做纵向限位。限位牛腿与新接高台帽间有较小空隙（3mm）,顶升过程中通

过观测空隙宽度的变化来检测梁体纵移的情况。

7.3监测准备

主要是布置测点。

桥梁顶升过程中通过梁底标高观测来控制顶升高度与各组千斤顶间的同步

性，主要监测设备为光栅尺或拉线式位移传感器，精度均为0.01mm。其监测点

布置主要以千斤顶分组情况为依据，每组千斤顶布置一台监测仪器。

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7.4监测方案实施

1）施工前监测

主要是对各监测点取得各项监测参数的初值。如观测点坐标情况、标高等。

2）整体顶升监测

包括顶升、支撑、落梁等过程的监测。监测内容主要包括位移监测、桥梁的

整体姿态监测等。

7.5监测组织安排

监测计划应与顶升的施工计划相协调，并可在实施过程中改进,其监测结果,

应及时反馈给现场总指挥。

监测时按以下原则安排:

①预先制定的监测计划;

②关键的施工环节进行必要的监测;

③特殊工况发生时，补充监测;

④监测结果出现异常时，补充监测;

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第八章应急预案

在桥梁的顶升施工中，首先应制定安全可靠、技术可行的施工方案，确保桥

梁的结构安全及施工的顺利进行，避免异常情况的发生。但桥梁同步顶升技术含

量高，有一定的风险，顶升过程中有一定的不确定性。因此针对顶升过程中的关

键环节，假定某种意外情况的发生并制定相应的应对措施，方能在紧急情况下有

的放矢，及时正确的处理问题。现根据本项目的施工特点及以往的施工经验，由

项目部牵头成立应急预案小组，由总工程师、结构工程师、电脑专家、液压系统

专家、机械专家及经验丰富的技术人员等组成。具体应急措施如下：

8.1电脑控制系统故障

8.1.1电脑控制系统因意外撞击而造成系统故障（死机、重启或者程序无反映等

等）：首先将系统设定为一旦没有电脑信号，整个系统处于保压状态，并且发出

警报，千斤顶锁死；其次，设置专门的空间安放电脑；再次，电脑操作室只允许

技术人员或者相关人员进入，并为电脑资料作备份。

8.1.2在操作界面上面设定专门的应急操作按钮。可以在紧急情况下启动该程序,

使整个工程进入事先设定的闭锁状态，经过故障处理后，由总指挥决定是否继续

作业。

8.1.3断电事故处理：为主控电脑配置专用的UPS,提供不间断电源；在开机前,

UPS至少保证具有稳定运行半个小时的主控室用电量。由专业电工处理电线电路

方面的问题。

8.1.4系统故障：立即由专业工程师对系统进行检查，尽快排除故障，现场应有

足够的备品、备件；

8.2液压设备故障

8.2.1泵站由于断电等原因不能正常提供动力：千斤顶具有自锁功能，可以自动

关闭液控单向阀，千斤顶的顶升力保持不变。

8.2.2千斤顶不能正常提供压力：事先多预备千斤顶和垫块，可先用垫块支撑，

然后由液压工程师维修或者更换千斤顶。

8.2.3千斤顶压力异常：部署专人看管液压系统压力部分，发现问题，立即报告

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主控室，由主控室操作人员决定是否关闭截止阀，如果问题严重，应停止整个系

统，解决具体事宜后，再行开机调试。

8.3梁体监测值超限事故

8.3.1梁体两侧顶升速度不一致：立即停止顶升，组织人员分析原因。使梁体」

侧（较高处）千斤顶保持压力不动，另--侧缓慢加压，使其上升；当梁体处于平

衡位置时，停止“纠偏”，根据分析原因，两边同时加压，压力适当调整。

8.3.2梁体出现结构变形或者细微裂缝：立即暂停或者停止施工，组织有关人员

对出现的异常情况进行评价分析，查找原因，根据评价结论采取相应的处理措施,

同时加强监测；

8.4恶劣气候

遭遇大风、暴雨或者雷电：立即停止施工。由应急小组制定临时加固措施，

将千斤顶锁死，在梁底部与承台底部用钢丝拉结，保证其不会产生水平位移。

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第九章质量管理体系和保证措施

9.1质量承诺

我方郑重承诺，我们将有效地组织实施施工质量保证体系，认真贯彻我

公司ISO-9001《质量手册》和《质量体系程序文件》，确保工程质量为合格

率达100%,优良率达95%。

9.2质量管理体系

工程质量管理网络

9.3质量检查程序

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9.4质量保证措施

我公司在本标段的质量管理体系中，总结以往经验教训I,完善质量保证体系,

狠抓一线施工质量，对各个环节进行严格控制，确保达到本标段质量目标。

9.4.1在施工管理方面的质量控制

1、加强质量宣传教育，提高全员质量意识。

2、制定创优计划，完善保证体系。

3、健全机构，加强组织领导。

4、做好技术质量交底，严格质量审核制度。

5、严格规章制度，狠抓目标落实。

6、强化标准化作业，抓好QC攻关活动

7、强化计量工作，完善检测手段。

8、严格控制原材料质量，抓好预制件施工工艺。

9、真诚合作，严把质量关。

10、预防为主，开展质量竞赛活动。

11、找出差距，提高质量。

9.4.2在保证手段方面的质量保证措施

1、组织均衡生产，取得生产投入的最佳效益，并确保工程质量的稳定有序

控制。坚决杜绝施工赶工期，仓促上马，疲劳作战，草率从事。避免管理失控和

质量事故。并采用计算机编制施工进度网络计划，抓住网络计划的关键路线，组

织人、财、物资源的有效配置，力求实现施工作业均衡生产。

2、确保设备能力。加强设备管理，保证设备的配套、使用，合理调度和良

好的性能状态。为达到质量目标起到重要基础保证作用。

3、采用先进技术。先进的生产技术，对提高工程质量和生产效率会产生事

半功倍的效果。

4、提高人员素质。质量工作，以人为本，没有称职的职工，不可能生产出

合格的、高质量的产品。为了确保人员素质能适应本项目质量工作的目标要求，

我方对项目经理部关键的工作岗位规定了学历、资历、职称、业绩等方面的任职

资格。实行持证上岗。

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9.4.3一线质量管理方面的有效控制

1、程序控制

2、重点控制

3、动态控制

9.4.4在施工作业方面的质量保证措施

1、在施工过程中，必须经常抽查混凝土抗压强度、钢筋力学性能等各项原

材料，并根据试验结果排除不合格材料，以保证工程质量。

2、桥梁顶升过程中，必须实时对桥梁进行控制。出现意外情况必须立即停

止顶升作业，分析结构状况，在确保结构安全或经处理达到安全标准后方可进

行继续施工。

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第十章安全生产、文明施工

10.1安全生产的计划与措施

10.1.1安全生产目标

我们保证在工程的施工期间，死亡人数为零，无重伤事故，轻伤事故率控制在国

家规定的标准之内。

10.1.2安全保证体系

安全保证体系框图如图9-1所示

现

顶

钢

液

场

升

筋

压

施

操

工

系

工

作

程

统

组

组

组

组

图10-1安全保证体系框图

10.1.3施工安全保证措施

(1)认真履行安全保护职责,编制一份工程施工安全措施文件，内容包括安全

机构的设置、专职人员的配备及防火、放毒、防噪音、防洪、救护、警报、治安

管理等安全措施。编制适合本工程需要的各工种作业安全防护手册，其内容应满

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足招标文件的要求。

(2)落实安全生产责任制，实施责任管理。

(3)建立、完善以项目经理为首的安全生产领导组织，有组织、有领导的开

展管理活动，项目经理是施工项目安全的第一责任人。

(4)建立各级人员安全生产责任制度，明确各级人员的安全责任，抓制度落

实，抓责任落实，定期检查安全责任落实情况，严格奖惩制度。

(5)各职能部门、人员，在各自业务范围内，对实施安全生产的要求负责。

(6)实施全员承担安全生产责任，建立安全生产责任制，做到一环不漏，各

职能部门，人员的安全责任做到横向到边，人人负责。

(7)一切从事生产管理与操作人员，依照其从事的生产内容分别通过企业及

施工项目经理部的安全检查，取