王源容 李殿忠
(合肥市重點工程建設(shè)管理局,安徽 合肥 230001)
貫穿合肥市市區(qū)南北的合作化路高架橋是合肥市市區(qū)高架橋路網(wǎng)的重要補充。其中在合作化南路高架橋工程建設(shè)中即將采用橋梁頂升的辦法,對部分匝道進行頂升處理,并與新設(shè)計匝道相接。
由于合作化南路高架橋最南端立交使用時間不長,匝道本身完整新較好,除橋梁縱坡及局部橫坡需調(diào)整外,平面線型基本滿足交通的總體走向要求,為本次匝道橋梁頂升提供了基本條件。同時采用頂升工藝相對于拆除重建對社會效應(yīng)影響較小,是對“建設(shè)社會主義節(jié)約型社會”的積極響應(yīng)。
本次需要頂升的某匝道橋梁共3聯(lián),跨徑布置分別為 2×22.75m+1×14.5m+2×20m,均為普通鋼筋混凝土箱梁。橋面寬均為8.5m,梁高1.7m。
2.1 施工現(xiàn)場前期工作
進場后先清理施工現(xiàn)場,對于各墩身處,開挖底面至承臺,留出施工平面;采用抱柱梁施工時,橋臺開挖至下抱柱梁施工位置。
2.1.1 承臺處理
采用斷柱頂升梁體方案時,鋼支撐中心位置離墩身預(yù)留操作空間,一般控制在(0.5m~1.0m),鋼支撐安裝位置在承臺上按鋼支撐布置平面圖預(yù)先在承臺上鉆孔,以便植筋連接。
2.1.2 橋臺箱梁底面楔形處理
由于鋼分配梁頂面水平,因此需對頂升部位梁體底面進行找平,使梁體承臺豎直力,避免梁體底面局部接觸產(chǎn)生過大局部應(yīng)力。施工時采用楔形鋼板與梁底粘貼,結(jié)構(gòu)膠粘貼效果必須達到設(shè)計要求,保證頂升過程中結(jié)構(gòu)安全。
2.1.3 臨時楔形塊
橋梁頂升為比例調(diào)坡頂升時,各墩處頂升高度不一致,在豎平面內(nèi)需旋轉(zhuǎn)后落梁。在豎平面的任何轉(zhuǎn)動將造成橋臺鋼分配梁或橋臺臨時支撐偏壓,局部應(yīng)力變大,因此根據(jù)頂升高度,每頂升一米,各支撐點處的楔形變化,需要制作各型號楔形塊,在頂升過程中按順序逐塊加入支撐中,消除局部受力影響。
2.2 鋼支撐托架體系安裝
托架體系由支撐桿、臨時墊塊以及連系桿等組成。每個墩柱頂升支撐的主體采用精加工鋼管作為支撐桿。鋼管上下兩端焊接法蘭,側(cè)面焊有連接用構(gòu)件。每根鋼管支撐下部通過植入錨栓與原承臺連接。上下兩節(jié)鋼管支撐間通過螺栓連接,整個鋼支撐體系通過角鋼作為水平連系桿及剪刀撐連成一個格構(gòu)柱,形成水平穩(wěn)定體系。
2.3 限位施工
由于千斤頂安裝的垂直誤差及頂升過程中其它不利因素的影響,在頂升過程中可能會出現(xiàn)微小的水平位移,為避免出現(xiàn)此類情況,需設(shè)置平面限位裝置,限制縱橫向可能發(fā)生的位移。
2.4 頂升準(zhǔn)備
本項目采用的PLC液壓同步頂升系統(tǒng)。首先進行元件及系統(tǒng)的可靠性檢驗;控制點的劃分原則為頂升過程安全可靠,特別著重同步性和橋體的姿態(tài)控制;根據(jù)具體工程大小布設(shè)頂升泵站,盡量使千斤頂油管長度經(jīng)濟合理;頂升系統(tǒng)調(diào)試,對液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)進行全面檢查。
2.5 稱重
2.5.1 為保證頂升過程的同步進行,在頂升前應(yīng)測定每個頂升點處的實際荷載。
2.5.2 稱重時依據(jù)計算頂升荷載,采用逐級加載的方式進行,在一定的頂升高度內(nèi)(1~10mm),通過反復(fù)調(diào)整各組的油壓,可以設(shè)定一組頂升油壓值,使每個頂點的頂升壓力與其上部荷載基本平衡。
2.5.3 為觀察頂升處是否脫離,需用百分表測定其行程。
2.5.4 將每點的實測值與理論計算值比較,計算其差異量,分析原因,最終確定該點實測值能否作為頂升時的基準(zhǔn)值。如差異較大,將作相應(yīng)調(diào)整。
2.6 試頂升
為了觀察和考核整個頂升施工系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及對稱重結(jié)果的校核,在正式頂升之前,應(yīng)進行試頂升,試頂升高度一般為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)。
2.7 正式頂升
試頂升后,觀察若無問題,便進行正式頂升,每一頂升標(biāo)準(zhǔn)行程一般為100mm,最大頂升速度一般不超過10mm/min。
頂升總流程見圖1
2.8 立柱接高和支座安裝
為了保證墩柱連接部分結(jié)構(gòu)強度滿足要求,可采用內(nèi)部植筋和外包混凝土兩種方式進行墩柱連接。具體按設(shè)計要求對各墩進行重新澆筑,并安裝支座。
2.9 支撐體系和液壓系統(tǒng)拆除
立柱連接工作完成達到強度后,即可進行液壓系統(tǒng)和支撐體系的拆除。
本項目依托的橋梁頂升工程,與以往不同的是,頂升高度大,同一匝道頂升目標(biāo)坡度不一致,因此需考慮對連續(xù)梁頂升過程進行施工風(fēng)險控制,以確保施工過程的順利完成與結(jié)構(gòu)的安全可靠。
3.1 頂升系統(tǒng)設(shè)計:施工過程中,如果出現(xiàn)個別千斤頂失效,千斤頂選取要有一定的安全系數(shù),而且臨時墩設(shè)計時必須要考慮沖擊荷載作用,必須重視對施工過程的跟蹤監(jiān)控,嚴格控制誤差范圍,防止出現(xiàn)意外事故。
3.2 施工組織設(shè)計:人員上崗前必須經(jīng)過培訓(xùn),對所有參與頂升的施工人員進行合理分工,嚴格按照設(shè)計施工流程進行施工組織設(shè)計。
3.3 分級頂升設(shè)計:頂升方案擬定前應(yīng)仔細考慮各方面的因素,精心設(shè)計計算,并詳細制定施工方案,當(dāng)通過計算發(fā)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)承載力不滿足施工階段要求時,還需對上部結(jié)構(gòu)進行臨時或永久性加固,選擇合理的施工工序,嚴格控制千斤頂行程誤差。
3.4 頂升系統(tǒng)風(fēng)險控制
3.4.1 計算機控制系統(tǒng)故障
計算機控制系統(tǒng)因意外撞擊而造成系統(tǒng)故障(死機、重啟或者程序無反映等等):系統(tǒng)將按設(shè)定進入保壓狀態(tài),并且發(fā)出警報,千斤頂鎖死;計算機控制系統(tǒng)只允許技術(shù)人員或者相關(guān)人員操作,同時隨時做好資料備份工作。
在操作界面上面設(shè)定專門的應(yīng)急操作按鈕??梢栽诰o急情況下啟動該程序,使整個頂升系統(tǒng)進入事先設(shè)定的閉鎖狀態(tài),經(jīng)過故障處理后,由總指揮決定是否繼續(xù)作業(yè)。
3.4.2 千斤頂頂升不同步故障
立即停止頂升,組織人員分析原因。使梁體較高處千斤頂保持壓力不動,其他處緩慢加壓,使其上升;當(dāng)梁體處于平衡位置時,停止“糾偏”,根據(jù)分析原因,適當(dāng)調(diào)整后繼續(xù)后續(xù)頂升工作。
3.4.3 梁體出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形或者細微裂縫:立即暫?;蛘咄V故┕ぃM織有關(guān)人員對出現(xiàn)的異常情況進行評價分析,查找原因,根據(jù)評價結(jié)論采取相應(yīng)的處理措施,同時加強監(jiān)測。
3.5 自然災(zāi)害風(fēng)險控制
加強自然災(zāi)害提前預(yù)報,遭遇大風(fēng)、暴雨或者雷電,立即停止施工。制定臨時加固措施,將千斤頂鎖死,在梁底部與承臺底部用鋼絲拉結(jié),保證其不會產(chǎn)生水平位移。
連續(xù)梁頂升施工過程中,存在著諸多的不確定性因素,任一環(huán)節(jié)的錯誤或疏忽,都會大大降低結(jié)構(gòu)的安全性,為結(jié)構(gòu)安全埋下隱患,多個風(fēng)險因素的耦合往往最終導(dǎo)致工程事故的發(fā)生,造成不可挽回的重大政治影響和巨大的經(jīng)濟損失。開展連續(xù)梁頂升施工專項方案設(shè)計,選擇合適的風(fēng)險控制措施,可大大提高頂升施工過程的安全性,也為同類工程實施提供參考。
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