桥梁顶升工艺及施工控制
2015-04-10
1、工程概况
冯家庄主线跨线桥，上部结构为15+18+18+15米钢筋砼现浇连续板，下部结构：桥台为柱式台、桩基础，桥墩为薄壁墩、承台、桩基础。桥梁全长69.78米，桥面单幅总宽度为10.3米。根据改造设计要求，对该桥支座进行更换，需对该桥上部结构进行同步顶升约1.5-2cm，上部结构估算重量为1750吨。
2、千斤顶选用、布置及受力计算
本桥通过利用原桥台及原桥薄壁立柱作为顶升的反力基础，将桥梁整体抬高，顶升控制系统采用分级分步液压同步顶升。
（1）千斤顶选用。经现场调查，0号台和4号台梁底与桥台顶部的间距普遍在4.5-5.5cm，1号墩、2号墩、3号墩间距为9.5-13.4cm，所以千斤顶的厚度既要满足间距要求，又要满足顶升的行程要求。经与专业千斤顶生产厂家现场查看研究，根据本工程量身定做了100吨和150吨两种薄型板式千斤顶，其规格如下：100吨千斤顶12个，高50mm，直径198mm,行程12mm，用于两侧桥台处。150吨千斤顶24个，高95mm，大小198*245mm,行程20mm，用于薄壁立柱上。所有千斤顶均配有液压锁，以防止系统及管路失压，保证负载的有效支撑。
（2）千斤顶布置。经计算，全桥共重1750吨，中间桥台的支座反力最大，为557.9吨，两侧桥台支座反力最小，约为232.4吨，从南向北计划布置千斤顶数量为：0号台：6台*100吨；1号、2号、3号墩：各8台*150吨；4号台：6台*100吨。
千斤顶布置如图：
整个薄壁墩顶面范围内梁底经大致磨平后，涂抹高强度环氧标准砂浆，然后铺设钢垫板，使钢垫板与梁底紧密结合。薄壁墩顶面千斤顶放置范围内，经大致找平后，涂抹高强度环氧标准砂浆，然后铺设钢垫板，使钢垫板与薄壁墩顶紧密结合。
千斤顶的放置，根据验算，千斤顶底部边缘距桥台盖梁及薄壁墩的边缘不得少于10公分。千斤顶底部严格按照验算要求铺设钢垫板，钢垫板厚度不小于1公分且边角采用钝角形式，角度保持100度至120度间。
（3）千斤顶受力分析。通过查阅原桥的竣工图纸和现场核实，最重一处断面的支座反力为R3=557900kg。安装在该孔处的千斤顶为8个，每个千斤顶的有效承载力为150000kg，桥梁一孔千斤顶有效承载力之和R支=150000×8=1200000kg。安全系数RS=R支/R荷=1200000/557900=2.15，千斤顶设置方案完全满足承载要求。
（4）薄壁墩受力及梁板受力分析验算。经受力分析验算，满足顶升基础承载要求。
（5）支撑体系。利用原桥台或薄壁柱上表面做千斤顶的支撑面，作为其主要支撑承力体系。
（6）压强计算。为防止千斤顶顶部和支座处压力过大，在立柱上表面和梁底垫600*800*10的钢板，其最不利位置的压强为：
P=5579000/4/600×400=5.811Mpa≤30Mpa(最小承压)
（7）顶升行程监测。采用百分尺或钢尺，在桥台或薄壁柱上标记水平线，作为测量梁体上升的基准线。在每个千斤顶底部与桥台盖梁结合处，点点画圈作为测量原始标记，千斤顶上方与梁体间垫钢板，在正式顶升前使每个千斤顶均与梁体底下垫钢板紧密结合，此时测量记录每个千斤顶上部钢板与原始标记的垂直距离作为基准距离，顶升过程中再次测量该垂直距离，使每个千斤顶的上升高度一致。施工中不能将千斤顶伸出的长度作为控制依据。
（8）临时支撑。采用φ150钢柱作为专用钢垫块作为顶升过程的临时支撑，钢垫块长度与千斤顶的行程和高度相适应。
3、施工准备
（1）人员安排。为保证顶升的顺利进行，施工现场设置专门指挥领导机构。设置现场总指挥1人，副总指挥1人，下设梁体监测组、液压控制组和操作观测组。其中梁体监测组4人，液压控制组3人，操作观测组15人（每断面支座处3人）。
（2）设备材料安排。所用的设备材料数量必须满足4孔一联的顶升要求。
（3）工作平台。靠近桥台或围绕立柱用钢管搭设支架，作为工作平台。
（4）千斤顶的检查调试及安装。千斤顶进场后进行标定，安装前检查千斤顶及其密封情况，保证千斤顶密封良好，油液品种及油量符合要求。检查完成后，人工安装千斤顶就位，顶上下垫钢板，并通过不同厚度的钢板的塞入保证千斤顶与垫板间密贴。
（5）封锁桥面道路交通。
由于该桥采取的的是全桥整体顶升方案，故在施工的过程当中需进行桥面道路封闭。
4、桥梁顶升
（1）顶升系统安装、调试。本桥顶升设备采用5台液压泵站、36台液压千斤顶；液压泵站放置在桥面上，安装完成后，进行顶升系统的调试。
所有准备工作齐备后，千斤顶同时开动，进行试顶，按顶升行程进行顶升控制，试顶高度2mm，并持载5min以上后卸载。卸载后应认真检查系统的各自控制系统及表观现象；同时还应认真检查千斤顶上下钢板有无变形现象，必要时可调整钢板的厚度以满足顶升要求；认真检查千斤顶放置位置下的结构物有无区别于顶升前的现象，严禁情况未明时继续进行顶升。试顶升结束后，提供桥梁整体姿态、结构位移等情况，为正式顶升提供依据。
（2）顶升准备。顶升前完成以下准备工作:①顶升系统可靠性检验、顶升系统测试已完成，无异常现象；②已确定观测点；③桥梁伸缩缝周边不存在连接现象；④所有参与顶升施工的人员均已进行技术培训，人员分工严密；⑤交验点已确定（在每个桥墩处的桥面上取5个断面，每断面设3个监测点，两点在桥面两侧，一点在中线上，分别用于监测顶升过程中桥梁的标高及中线位置变化，并作为顶升结束后的交验点）；⑥限位装置已设置（桥梁横向依靠抗震防滑块限位，纵向用钢契块在伸缩缝处做限位装置）。
