張 諫
(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司,成都,610091)
空心板舊橋頂升施工技術(shù)
張 諫
(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司,成都,610091)
在公路的改擴(kuò)建過(guò)程中,對(duì)舊橋的利用能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,本文詳細(xì)介紹了簡(jiǎn)支空心板舊橋的整體頂升施工工藝、控制要點(diǎn)、應(yīng)急措施,為類似項(xiàng)目施工提供了一定經(jīng)驗(yàn)。
空心板 舊橋 整體頂升 施工技術(shù)
廣東珠海高欄港高速公路A1合同段為舊路改擴(kuò)建工程,其中的李樹(shù)涌中橋?yàn)榕f橋頂升利用,李樹(shù)涌中橋上部結(jié)構(gòu)為3m×13m的裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板梁,空心板之間鉸接,混凝土整體化層上鋪設(shè)了瀝青混凝土路面,下部結(jié)構(gòu)為柱式墩、座板臺(tái),基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁。橋梁全長(zhǎng)39.7m,單幅橋面寬度為11.25m。經(jīng)專業(yè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)鑒定,該橋狀態(tài)良好,可以繼續(xù)使用,但為滿足改建后新道路的設(shè)計(jì)標(biāo)高要求,需對(duì)該橋梁進(jìn)行整體頂升,頂升高度為:0號(hào)臺(tái)0.382m,1號(hào)墩0.387m,2號(hào)墩0.387m,3號(hào)臺(tái)0.384m。頂升面積877.5m2,頂升重量1535t。
由于李樹(shù)涌中橋頂升高度較低,以蓋梁及橋臺(tái)為反力基礎(chǔ),采用蓋梁(橋臺(tái))——梁板直接頂升的方法,利用超薄千斤頂進(jìn)行頂升,先用超薄千斤頂頂升橋梁上部結(jié)構(gòu)的空心板梁,待頂升高度達(dá)到一定高度后,更換大行程千斤頂,采用計(jì)算機(jī)液壓同步控制系統(tǒng)頂升到設(shè)計(jì)高度,頂升時(shí)采用限位裝置。頂升后設(shè)置永久支撐墊塊及支座,澆筑混凝土接高蓋梁及橋臺(tái)結(jié)構(gòu),達(dá)到橋梁抬高的目的。
2.1 千斤頂
超薄千斤頂:本身高度3cm,行程1cm,頂力100t,底座直徑180mm,主要用在剛開(kāi)始頂升時(shí)。
大行程千斤頂:本身高度14cm,行程4cm,更換超薄千斤頂使用。
千斤頂均配有液壓鎖,可防止任何形式的系統(tǒng)及管路失壓,從而保證負(fù)載的有效支撐。
2.2 支撐墊塊制作及安裝
由于千斤頂?shù)男谐逃邢?,每次頂升行程?cm,而對(duì)于整體頂升38.7cm來(lái)說(shuō),需整體頂升10個(gè)行程。每頂升一個(gè)行程,千斤頂下需墊一個(gè)墊塊,墊塊根據(jù)頂升高度做成工具式墊塊。每個(gè)臨時(shí)支撐頂部均配置一對(duì)楔塊和一定數(shù)量薄厚不一的鋼板,以滿足不同頂升高度的要求。橋臺(tái)和蓋梁均采用永久性鋼墊塊,采用內(nèi)徑φ361×8mm鋼管,內(nèi)澆筑C30混凝土制作。
2.3 同步頂升控制系統(tǒng)
PLC液壓同步頂升控制系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)(油泵、液壓千斤頂、平衡保護(hù)閥、比例閥、進(jìn)出油管等)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)軟件、操作臺(tái)、電控箱等)、檢測(cè)傳感器(位移傳感器、力傳感器)等幾個(gè)部分組成。PLC控制液壓同步頂升是一種力和位移綜合控制的頂升方法,這種力和位移綜合控制方法,建立在力和位移雙閉環(huán)的控制基礎(chǔ)上。由液壓千斤頂,精確地按照頂升物體的實(shí)際荷重,平穩(wěn)地頂舉建筑物,使頂升過(guò)程中頂升物體受到的附加應(yīng)力下降至最低,同時(shí)液壓千斤頂根據(jù)分布位置分成組,與相應(yīng)的位移傳感器組成位置閉環(huán),以便控制建筑物頂升的位移和姿態(tài),同步精度為±1.0mm,這樣就可以很好地保證頂升過(guò)程的同步性,確保頂升時(shí)梁板結(jié)構(gòu)安全。
2.4 千斤頂布置
根據(jù)橋梁上部的頂升重量布置相應(yīng)數(shù)量的頂升千斤頂,頂升安全儲(chǔ)備系數(shù)按1.6考慮,千斤頂布置在空心板梁底,梁板支座中間位置。
2.5 調(diào)坡頂升順序
本次頂升為調(diào)坡頂升,采用同步頂升,逐級(jí)到位的方法。頂升時(shí)各墩臺(tái)內(nèi)的千斤頂同步頂升,不同墩臺(tái)內(nèi)的千斤頂先整體同步頂升至較低墩的高度,然后再逐步頂升至最高墩的高度。
3.1 頂升準(zhǔn)備
在頂升前應(yīng)對(duì)橋面各處的伸縮縫、橋面連續(xù)或其他設(shè)施進(jìn)行拆除,解除聯(lián)系,以便頂升時(shí)橋梁能夠順利上升。瀝青混凝土全部清除,橋梁的整體化層保留,但需將橋臺(tái)及蓋梁處的整體化層、伸縮縫及防撞欄進(jìn)行切除,重點(diǎn)清理橋面連續(xù)縫,使其梁板端頭處有大于2cm的足夠空隙,以保證梁體頂升過(guò)程中的梁端轉(zhuǎn)動(dòng)變形需要,空隙不夠的部位采用線鋸進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧浩祟^處理。并檢查抗震錨栓的活動(dòng)套內(nèi)是否填滿了水泥混凝土,如有必須將其解除。
橋面清理干凈后布置若干標(biāo)高和中線觀測(cè)點(diǎn),精確測(cè)量各點(diǎn)的標(biāo)高值及橋梁偏移情況,并做好記錄,以便在頂升過(guò)程中及時(shí)監(jiān)控橋梁位移情況,及時(shí)進(jìn)行調(diào)控。
3.2 成立現(xiàn)場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)組
現(xiàn)場(chǎng)指揮組設(shè)總指揮1名,全面負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)指揮作業(yè)。指揮組下設(shè)5個(gè)職能小組,分別是結(jié)構(gòu)組、監(jiān)測(cè)組、控制組、液壓組和作業(yè)組,負(fù)責(zé)相關(guān)的工作,各職能小組設(shè)組長(zhǎng)1名。
3.3 頂升系統(tǒng)安裝調(diào)試
利用橋梁原有蓋梁(橋臺(tái))作為頂升的反力基礎(chǔ),蓋梁(橋臺(tái))頂面用砂漿找平并墊上25cm×25cm的薄鋼板作為整體頂升千斤頂?shù)南轮吸c(diǎn)。在空心板梁底墊設(shè)3cm鋼板作為千斤頂?shù)纳现吸c(diǎn)。由于上部結(jié)構(gòu)不平,所以在該處需準(zhǔn)備一些超簿的楔形墊塊,以利墊平。
橋梁在調(diào)坡頂升過(guò)程中,板梁水平投影長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生變化,且會(huì)對(duì)蓋梁產(chǎn)生水平推力,但本次橋梁各墩臺(tái)的頂升高度較小,相鄰墩臺(tái)高差3mm~5mm,采用分次頂升,產(chǎn)生的縱向位移及水平推力較小,不用采取縱向限位措施。但橫向位移的限位措施仍然需要,在橋臺(tái)位置處設(shè)置鋼限位柱,限位柱通過(guò)植筋與橋臺(tái)連接。
頂升系統(tǒng)安裝完成后要進(jìn)行檢查及調(diào)試,檢查包括千斤頂安裝是否垂直牢固、限位結(jié)構(gòu)安裝是否牢固、影響頂升的設(shè)施是否已全部拆除、主體結(jié)構(gòu)與其它結(jié)構(gòu)的連接是否已全部去除。調(diào)試的主要內(nèi)容包括:液壓系統(tǒng)檢查、控制系統(tǒng)檢查、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢查、初值的設(shè)定與讀取。
3.4 頂升前交驗(yàn)點(diǎn)的確定
在每個(gè)橋墩處的橋面上取3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),兩點(diǎn)在橋面兩側(cè),一點(diǎn)在中線上,分別用于監(jiān)測(cè)頂升過(guò)程中橋梁的標(biāo)高及中線位置變化,并作為頂升結(jié)束后的交驗(yàn)點(diǎn)。頂升前應(yīng)測(cè)得標(biāo)高點(diǎn)初始值,以便頂升完成后進(jìn)行復(fù)核。
3.5 試頂升
為了觀察和考核整個(gè)頂升施工系統(tǒng)的工作狀態(tài)的校核,在正式頂升之前,應(yīng)進(jìn)行試頂升,頂升高度為10mm。試頂升結(jié)束后,提供整體姿態(tài)、結(jié)構(gòu)位移等情況,為正式頂升提供依據(jù)。
3.6 正式頂升
試頂升后,觀察若無(wú)問(wèn)題,便進(jìn)行正式頂升,每次頂升的高度應(yīng)稍高于墊塊厚度,能滿足墊塊安裝的要求即可,不宜超出墊塊厚度太多,以避免負(fù)載下降的風(fēng)險(xiǎn);頂升關(guān)系到主體結(jié)構(gòu)的安全,各方要密切配合;整體頂升過(guò)程中,認(rèn)真做好記錄工作;在施工過(guò)程中,要密切觀察結(jié)構(gòu)的變形情況。
3.7 頂升過(guò)程控制
整個(gè)頂升過(guò)程應(yīng)保持頂升點(diǎn)處位移傳感器誤差小于設(shè)定值1mm,一旦位置誤差大于1mm,比例同步控制系統(tǒng)需對(duì)該點(diǎn)單獨(dú)調(diào)整。
每一輪頂升完成后,對(duì)計(jì)算機(jī)顯示的各千斤頂?shù)奈灰坪颓Ы镯數(shù)膲毫η闆r,隨時(shí)整理分析,如有異常,及時(shí)處理。頂升并固定完成后,測(cè)量各標(biāo)高觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高值,計(jì)算各觀測(cè)點(diǎn)的抬升高度,作為工程交工驗(yàn)收資料。
3.8 永久墊塊及支座安裝
頂升到位后,按照?qǐng)D紙要求布置永久墊塊,將支座安裝在永久墊塊上,永久墊塊與支座下的鋼板粘結(jié),最后取出千斤頂和千斤頂下方的工具式墊塊。
3.9 鋼筋安裝
鋼筋安裝前,要先對(duì)新老混凝土結(jié)合面進(jìn)行鑿毛處理。鋼筋現(xiàn)場(chǎng)加工、制作、綁扎,將綁扎好的鋼筋籠安裝在橋臺(tái)及蓋梁上,現(xiàn)場(chǎng)綁扎時(shí),鋼筋間的間距滿足設(shè)計(jì)要求,位置偏差控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)。鋼筋的綁扎要符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求,在靠近模板的鋼筋外側(cè)綁一定數(shù)量的墊塊,以保證澆筑混凝土?xí)r鋼筋的保護(hù)層厚度。擺放有焊接接頭和綁扎接頭的鋼筋時(shí),其接頭位置同一截面接頭數(shù)量,搭接長(zhǎng)度按現(xiàn)行施工規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。鋼筋交叉點(diǎn)采用鐵絲扎牢。所有箍筋與受力鋼筋垂直設(shè)置,箍筋彎鉤疊合處,沿受力鋼筋方向錯(cuò)開(kāi)布置。
3.10 模板安裝
模板采用專業(yè)廠家制作的精制木模板。木模在施工現(xiàn)場(chǎng)制作,木模與混凝土接觸的表面應(yīng)平整、光滑,模板制造完成后要進(jìn)行預(yù)拼檢驗(yàn),安裝前要進(jìn)行模板打磨,并涂脫模劑。安裝側(cè)模時(shí),應(yīng)防止模板移位凸出,可在模板外設(shè)立支撐固定,模板設(shè)對(duì)拉桿固定。
3.11 混凝土澆筑
混凝土由攪拌車運(yùn)送到施工部位,進(jìn)行混凝土澆注,混凝土的運(yùn)輸能力應(yīng)滿足初凝和澆注速度的需要,使?jié)沧⒐ぷ鞑婚g斷,混凝土運(yùn)到澆注地點(diǎn)后應(yīng)保持良好的和易性和規(guī)定的坍落度。
頂升過(guò)程中為保證橋梁的整體姿態(tài)需進(jìn)行監(jiān)測(cè),包括結(jié)構(gòu)的平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和傾斜姿態(tài)監(jiān)測(cè)以及結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)貫穿于頂升全過(guò)程中。
4.1 監(jiān)測(cè)部位及監(jiān)測(cè)內(nèi)容
(1)墩臺(tái)沉降觀測(cè):設(shè)置墩臺(tái)沉降觀測(cè)體系來(lái)反應(yīng)墩臺(tái)沉降狀況,及時(shí)做出相應(yīng)的措施。
(2)橋面標(biāo)高觀測(cè):設(shè)置橋面標(biāo)高觀測(cè)點(diǎn)可以精確地知道每個(gè)橋墩處的梁板實(shí)際頂升高度,使頂升到位后橋面標(biāo)高得到有效控制。
4.2 監(jiān)測(cè)方案實(shí)施
(1)監(jiān)測(cè)準(zhǔn)備,主要是布置測(cè)點(diǎn)。
(2)施工前監(jiān)測(cè),主要是對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)取得各項(xiàng)監(jiān)測(cè)參數(shù)的初值,如觀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)情況、標(biāo)高等。
(3)整體頂升監(jiān)測(cè),包括頂升、支撐、落梁等過(guò)程的監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括位移監(jiān)測(cè)、橋梁的整體姿態(tài)監(jiān)測(cè)、應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)等。
5.1 電腦控制系統(tǒng)故障
電腦控制系統(tǒng)因意外撞擊而造成系統(tǒng)故障(死機(jī)、重啟或者程序無(wú)反應(yīng)等):將系統(tǒng)設(shè)定為一旦沒(méi)有電腦信號(hào),整個(gè)系統(tǒng)處于保壓狀態(tài),并且發(fā)出警報(bào),千斤頂鎖死;在操作界面上設(shè)定專門(mén)的應(yīng)急操作按鈕。可以在緊急情況下啟動(dòng)該程序,使整個(gè)工程進(jìn)入事先設(shè)定的閉鎖狀態(tài),經(jīng)過(guò)故障處理后,由總指揮決定是否繼續(xù)作業(yè)。為主控電腦配置專用的UPS,提供不間斷電源。
5.2 液壓設(shè)備故障
(1)泵站由于斷電等原因不能正常提供動(dòng)力:千斤頂要具有自鎖功能,可以自動(dòng)關(guān)閉均載保護(hù)閥,千斤頂?shù)捻斏Ρ3植蛔儭?/p>
(2)油管突然暴裂:在每個(gè)千斤頂上裝有均載保護(hù)閥可保證液壓千斤頂?shù)挠筒煌庑?,保證結(jié)構(gòu)的決對(duì)安全。
(3)千斤頂不能正常提供壓力:事先多預(yù)備千斤頂和墊塊,可先用墊塊支撐,然后由液壓工程師維修或者更換千斤頂。
5.3 結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)值超限事故
(1)當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形或者裂縫:立即暫?;蛘咄V鬼斏?,組織有關(guān)人員對(duì)出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行評(píng)價(jià)分析,查找原因,根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)論采取相應(yīng)的處理措施,同時(shí)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。
(2)梁板頂升速度不一致:立即停止頂升,組織人員分析原因。使梁板較高處千斤頂保持壓力不動(dòng),另一側(cè)緩慢加壓,使其上升;當(dāng)兩端處于平衡位置時(shí),停止“糾偏”,根據(jù)分析原因,兩邊同時(shí)加壓,壓力適當(dāng)調(diào)整。
5.4 千斤頂發(fā)生內(nèi)泄
所有千斤頂在頂升前均需保壓;當(dāng)千斤頂發(fā)生內(nèi)泄時(shí),液壓泵站供油將加快,此時(shí)頂升速度將下降,通過(guò)此方法可及時(shí)發(fā)現(xiàn)千斤頂內(nèi)泄。同時(shí)頂升或下落時(shí),采用輔助的隨動(dòng)螺旋千斤頂跟進(jìn),保證頂升下落的萬(wàn)無(wú)一失。
橋梁頂升完成后,各空心板梁、空心板之間的鉸縫、橋面整體化層、橋臺(tái)及蓋梁均未出現(xiàn)裂縫等異?,F(xiàn)象,同步頂升效果較好。舊橋頂升能同時(shí)充分利用原結(jié)構(gòu),在滿足結(jié)構(gòu)安全的前提下合理降低改造工程的造價(jià),大大縮短了工程工期,降低了環(huán)境污染。
張 諫(1985.11-),男,四川南充人,本科,工程師,科員,主要從事公路工程。
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U445.6∶TH211.1∶U445.4
B
2095-1809(2017)03-0048-03