既有钢箱梁和混凝土箱梁跨线桥整体比例

1期短、经济适用、建筑能耗低、城市生态环境质量得项近几年才发展的新技术得到了越来越广泛的应用成的技术规程和规范标准，且城市桥梁结构复杂多样，仙岳路西段改造(续建)工程需对已建成的跨线桥进行顶升改造、调整现有跨线桥的标高或曲线，与新建高架桥相接。中交三航局术攻关，在研究成果的基础上通过三座跨线桥的顶升实大节约了建设费用和社会资源，缩短了建设周期，消除2013年9月，上海市交通运输和港口管理局组织了“城市既有跨线桥整体比例"一种用于桥梁顶升的PLC液压比例同步顶升系统"获实用新型专利授权(专利号ZL201120550120.0);“一种用于桥梁顶升的PLC液压比例同步顶升系统”(申请号201110439892.1)及“一种钢箱梁、混凝土梁结合顶升的工艺(申请号201210222974.5)"获发明专利受理。2.2适宜于钢箱梁和混凝土箱梁混合结构跨线桥或钢箱梁桥、混凝土箱梁桥的234监测监测试顶升2cm图5.1-1施工工艺流程图血加心2规二耐支排反顺升系统安：1.超附时媒，并附排一，H14,H19排技材鞋.2、蛙行，王，统，中秩，研。3.H14,H17转超位H19性。3燃耕顾题.十耕解f10cm一睡，线跳一十4.顿狂-精树时互建，征建林.44,H16-H18耕5.耕税址，越桩珠，其后结，柱耕计5州规五往排桥复：2、排所格.图5.1-2顶升施工步骤示意图561.在施工前，应对顶升桥梁的技术状况进行复查，并将复查结果通知有关桥梁顶升工程检测项目表5.2.1检测项目检测级别√√√√结构裂损√结构整体性√2.钢箱梁和混凝土箱梁结合顶升的顺序和方法的确定1)制定合理的钢箱梁和混凝土箱梁结合顶升的顺序，保证过渡桥墩基础的2)钢箱梁和混凝土箱梁结合顶升的步骤。首先旋转顶升联混凝土箱梁至设3)计算各墩顶升支反力，确定千斤顶的个数、规格和分布、位移传感器的4)须对顶升反力体系(包括钢支撑托架体系及分配梁)进行强度、刚度、5)限位装置应进行强度、限位方向刚度及稳定性的验算，并满足要求。6)钢支撑托架支立基础的验算。3.材料检验7用于桥梁顶升液压千斤顶与监测的各类仪器应进1.测量顶升桥梁各构件高程1)量测既有桥梁墩、台处的地面高程。2)量测既有桥梁墩顶高程及支座垫石厚度。2.观量顶升桥梁混凝土箱梁的线型和裂缝1)重点观察既有桥梁顶升前后裂缝宽度超过0.3mm的竖向裂缝，并注意观2)观测既有桥梁顶升前后梁的上拱度变化，并注意观察有无不容许出现的3)按左、中、右三点分别量测顶升前伸缩缝处箱梁顶、底面的梁缝宽度。1)观察既有桥梁顶升前油漆涂层的完好程度，有无起皮、剥落、锈斑等。锈蚀严重的，应量测钢板或构件的实际剩余厚度，以便2)观察既有桥梁顶升前钢构件(特别是容易积水积尘或不通风部位)的锈3)观察既有桥梁构件顶升前有无裂纹、穿孔、硬伤、歪扭、爆皮及材料夹1)观察既有墩台及其承台有无风化剥落、裂纹及破损。如有裂缝，应对裂2)了解既有墩台有无下沉、位移和倾侧变位等情况。尽可能查清地基基础8梁端部、支座及墩台的相对位置关系。5.2.3钢支撑托架支立基础的处理利用既有承台(桥台)基础作为钢支撑托架支立基础时，须对承台(桥台)的受力状况进行验算。对于需加宽加厚的既有承台(桥台),应采取凿毛、植筋等措施增加新旧混凝土连接的可靠性，保证加宽部分新旧混凝土的良好结合。1.既有承台(桥台)凿除时，应完整保留好桩身钢筋。2.对于承台加固采用的植筋方案，应对植入的钢筋进行抗拔试验，抗拔力满足设计要求，抽检频率不小于5%。5.2.4比例同步顶升系统采用PLC液压整体比例同步顶升控制技术实施。根据桥梁各支座的支反力，确定千斤顶的个数、规格和分布及位移传感器的布设，并由一个泵站控制两组千斤顶，由泵站、控制系统、位移检测装置等与相对应的位移传感器形成闭环回路，实现力和位移双控制、操作闭锁、过程显示、故障报警、误操作自动保护等。有效确保顶升过程的施工安全和结构安全。1.液压泵站采用8台超高压泵站实现梁体的比例同步顶升。实施中应确保泵站的各项性能指标均满足要求，确保泵站工作的安全可靠。2.千斤顶通过计算，采用68台200t液压千斤顶，根据分布位置分成16组。千斤顶本体高度395mm,底座直径φ375mm,顶帽φ258mm,行程为140mm。1)液压千斤顶必须配有液控单向阀，防止失压。2)应根据荷载大小布置顶升点，千斤顶采用对称布置。3)千斤顶安装时应保证其轴向垂直，轴线竖直偏差不大于0.5mm。4)千斤顶的上下均应设置钢垫板以分散集中力，确保顶升处结构不受损坏。5)千斤顶严禁超载使用，不得加长手柄。6)使用液压千斤顶时，禁止工作人员站在千斤顶安全栓的前面，安全栓有损坏者不得使用。3.检测传感系统检测传感系统主要是由位移传感器、信号放大器、传感线路及计算机组成。9图5.2.4-1。架设时应保证它的垂直度，尽量减少人为造成误差，保证位移传感图5.2.4-1拉线位移传感器4.计算机控制系统来保持多点液压油缸实现比例同步上下PLC5.2.4-2。应保证各路电源的接线、容量和安全性都符合规定；且数据通讯线路器操作台图5.2.4-2PLC液压同步控制系统流程示意图5.2.5钢支撑托架体系每节钢管之间采用法兰螺栓连接，法兰厚度为30mm。每根钢管立柱下部通过植入M20锚栓与既有承台(桥台)连接。整个钢支撑体系通过角钢作为水平连系杆专用临时钢垫块用于千斤顶与钢管立柱间的支垫，规格为φ500×1mm垫块有两种类型，见图5.2.5。专用钢垫块应模数化和标准化，高度与千斤顶行图5.2.5临时钢垫块示意图3.当顶升高度到达1.0m时，采用一节1m钢管立柱替换临时钢垫块，以增强支撑稳定性。支撑结构之间(临时钢垫块之间、钢管立柱与承台之间、钢管立柱之间)均用螺栓进行连接。通过以上措施保证支撑结构有良好的整体性，防止4.钢管立柱之间采用L20及L10连接成一个整体，保证支撑系统的稳定，5.2.6横向分配梁设置在钢箱梁腹板位置，根据实际空隙塞入相应厚度的钢板，钢板尺寸3)高强微膨胀二次灌浆料按产品要求加入推荐用水量搅拌成自流砂浆即可灌浆施工。3.分配梁的施工步骤图5.2.6-3分配梁的施工步骤5.2.7千斤顶及随动装置的布设根据各墩计算的支点反力，承台的尺寸及顶面承压情况，合理布置千斤顶及随动装置。根据设计要求，千斤顶应有不小于1.5的安全系数，随动千斤顶应有不小于1.3的安全系数。同时，顶升过程中还需考虑动载系数。1.千斤顶数量各墩千斤顶数量按以下公式计算。式中n——千斤顶数量；G——顶升时桥梁总荷载标准值；N——单个千斤顶额定承载力；k——安全系数，取1.5。2.千斤顶(随动装置)布设1)钢箱梁墩柱、混凝土箱梁墩柱及钢箱梁与混凝土箱梁过渡墩柱千斤顶(随动装置)的布设见图5.2.7-1(a)～(c)。图5.2.7-1各墩柱千斤顶(随动装置)布设示意图2)随动装置受力装置。随动装置为螺旋装置千斤顶，可承受200t压力，行程为160mm。本工程共需随动装置52台。3.千斤顶(随动装置)安装1)千斤顶(随动装置)顶帽千斤顶(随动装置)顶帽和I类专用垫块采用焊接连接，以分散集中力，确保顶升处结构不受损坏。详见图5.2.7-2。图5.2.7-2千斤顶(随动装置)顶帽和I类专用垫块连接示意图2)千斤顶(随动装置)反吊装置千斤顶(随动装置)底座与钢垫板采用螺栓连接，并反吊在焊接于分配梁的 顶升钢支撑同一轴线。同时，顶升过程中按顺序在分配梁与千斤顶(随动装置)间塞进相应的锲形钢板，消除水平分力的影响，保证千斤顶垂直受力。见图图5.2.7-3千斤顶(随动装置)反吊装置示意图在相邻桥梁间设置10个纵向限位装置，以抵抗由于旋转产生的水平分力，确保伸缩缝宽度满足设计要求。见图5.2.8。图5.2.8纵向限位装置示意图5.2.9桥梁顶升施工1)应对油缸、油管、泵站操纵台、检测仪等进行检查，确保安装、连接的2)应对元件的可靠性进行调试和检验，即按计算荷载的25%,50%,75%,100%同步加压，进行油缸的保压试验5h,以确认密封的可3)应进行系统可靠性的检验。液压系统在运抵现场前进行满负荷试验24h,4)应检查整体系统的工作情况，确保液压系统、控制系统、监测系统等能5)连接油管在进行严格冲洗，封口后移至现场，现场安装完毕进行空载运1)称重前须设定置零压力、顶升速度及位移值，并在总指挥的号令下进行以保证顶升的施工安全和结构安全。置零压力设置值取10MPa,顶升速度宜小于4mm/min,指令位移2cm。2)依据计算顶升设计荷载，逐级加载，使每点的顶升压力与其上部荷载基3)将每点实测值与理论计算值比较，计算其差异量，并最终确定顶升时的3.试顶升1)试顶升高度不宜大于正式顶升时的标准行程；2)试顶升需提供整体姿态、结构内力等情况，为正式顶升提供依据；4)试顶升前所有限位装置应安装到位。试顶升正常后，便进行正式顶升。每一顶升标准行程设定为100mm,最大顶升速度控制值小于4mm/min。1)顶升前应检查千斤顶底部是否稳固平整，稍有倾斜必须重新调整，直至2)顶升按顶升流程控制表进行，直到完成设计要求的竖向顶升位移。3)千斤顶不得在长时间无人情况下承受荷载。4)顶升作业时应有专人指挥，以保持升降的同步进行，防止受力不均，倾5)在以位移控制顶升的同时，采用顶升力进行复合检测。同步位移监控精度必须控制在2mm以内，同步顶升力变化幅度应控制在5%之内。6)每次顶升高度应稍高于垫块厚度1cm左右，便于支垫临时钢垫块即可，7)结构顶升空间内严禁有障碍物。8)顶升实施过程中当每一行程完成后，应及时支垫临时钢支垫，确认无误1)截断位置的选择必须符合截断后桥梁受力合理且安全可靠。2)截断施工前临时支撑系统应安装完毕，并应检查临时支撑系统的可靠性。3)截断时须将千斤顶加压至计算荷载的80%,并关闭液控单向阀。4)截断位置及顺序应按施工方案进行。5)墩柱的截断宜采用无震动切割设备，以免切割时对结构造成损伤。6)墩柱切割宜采用水冷却，无粉尘噪音污染，切口平顺。1)墩柱实施连接前应首先对上下截断面各凿除30cm左右高度的混凝土，并2)剥出墩柱受力主筋(露出主筋长度为6倍直径),按照与原设计相同根数、3)墩柱混凝土宜采用与不低于原墩柱标号的微膨胀混凝土，且分层浇筑，振动棒须插入下层混凝土面10cm,分层捣固密实后方可下料，以确保新旧混凝4)墩柱混凝土强度达到设计强度的80%时可拆除模板。新浇筑墩柱在混凝土终凝后即可开始养护，养护时间至少延续7d,脱膜后采用塑料薄膜包裹。5.3.1监控目的5.3.2施工前的检测及顶升过程的监控项目2.顶升监控包括顶升过程对桥面标高监测、承台沉降观测、梁底面标高测5.3.3各测点位移偏差值及应力增量的控制值1.对于预应力混凝土连续箱梁，顶升过程中主要控制各测点的强迫位移值以及各测点间的强迫位移差值在10mm范围内，各测点应力增量控制在1MPa范围2.对于连续钢箱梁，顶升过程中主要控制各测点的强迫位移值以及各测点间的强迫位移差值在20mm范围内，各测点应力增量控制在2MPa范围内。5.3.4监控部位及内容1.桥梁顶升监控的主要包括桥梁的整体姿态监控、结构内力监控、承台沉1)桥梁姿态监控包括结构的竖向位移监控和横向位移监控及高程监控；2)位移监控控制断面宜设在墩柱附近，每个断面测点不宜少于2个；每个3)高程测点位于主梁顶板中心线处，在支座中心线的垂直方向。4)钢箱梁位移、高程测点布置见图5.3.4-1。图5.3.4-1钢箱梁位移、高程测点布置图5)混凝土箱梁位移、高程测点布置见图5.3.4-2。第十联顶升位移、高程测试截面布置第十联A-A截面位移、高程测点布置：图5.3.4-3钢箱梁应变测点布置图4.应对承台的沉降及伸缩缝间距等进行观测，以满足设计要求，保证结构常用监测仪器见表5.5.5。序号12水平位移3多通道静态测试系统4应变计或应变片56.材料与设备本工法所需的主要材料与施工设备见表6。序号材料、设备名称规格型号数量(台)1PLC液压比例同步顶升系统套12液压泵站台83水平仪台24液压千斤顶台5随动装置台6螺旋千斤顶台7静力切割设备台18光栅尺把9经纬仪台1mm空气压缩机台4型材切割机台2CW40-1台1CT4-14台1QJ40-1台1电焊机台37.质量控制7.2质量控制7.2.1桥梁就位后的轴线偏差应控制在10以内。7.2.3墩柱垂直度允许偏差0.3%H,且不大于20mm。7.3.2所有进场原材料均按现行试验规范检验，严格执行"先检验，合格7.3.6桥梁顶升过程中，必须实时对桥梁进行控制。每个顶升行程完成后，应对桥面标高、承台沉降、桥梁底面标高、桥梁纵向位移、桥梁横向偏移等进行测量或观测。顶升过程一旦出现异常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满足要求后方可进行继续施工。7.3.7狠抓质量岗位责任制，将每道工序进行质量目标分解，并落实到具体操作人员。8.安全措施8.1顶升施工过程中应遵循《中华人民共和国安全生产法》、《建筑工程安全生产管理条例》、《施工现场临时用电安全技术规范》、《术规程》等国家相关法规、条例。在施工中健全完善安全生产管理体系和相应的管理制度。8.2针对钢箱梁和混凝土箱梁旋转角度的不一、顶升到位后落梁高度不一及钢箱梁与混凝土梁伸缩缝处的过渡墩柱两侧的自重不同而造成的对墩柱基础产生不平衡弯矩等综合因素，为确保桩基的桩身强度和最大程度减小顶升操作难度，有效控制顶升精度，应制定合理、科学的顶升工艺技术，保证既有桥顶升的结构安全。8.3严格按通过专家论证的方案进行技术交底，责任到人，并协调好施工方、监测方的工作。8.4针对本工程特点，施工外部和内部环境，以及业主的有关要求制定各工序具体的安全技术措施，操作规程，安全防护办法，向作业人员作书面安全技术交底，并履行签字手续。下达作业计划时同时下达安全防护措施。8.5建立健全安全生产会议制度、安全检查制度、安全评议制度。定期或不定期检查安全措施的执行情况和现场存在的安全生产问题，对存在的问题要及8.6钢支撑结构之间(临时钢垫块之间、钢管立柱与承台之间、钢管立柱之间)的螺栓连接须紧固并逐一检查。8.7液压千斤顶与监测的各类仪器须经相关主管部门认定的具有相应认证资质的计量机构进行标定，合格后方可投入使用。8.8顶升施工要设专人统一指挥，严格按操作规程操作，严禁违规作业。8.9现场应设专职人员监测整个顶升过程，及时发现和排除影响顶升正常9.环保措施9.1建立施工环境卫生管理体系，编制出详细的场地布置图，按图布置施9.2施工场地采用硬式围挡，施工区的材料堆放、材料加工等均应设置在9.4工程车辆的行驶路线和时间严格遵守交管部门的要求，对施工周围的9.5施工期间，严格按照国家和地方的有关法规要求，控制噪声、振动对9.7