桥梁顶升支座更换专项施工方案(2014年5月10日2)

目 录 一、编制依据1二、工程概况及病害介绍12.1、概况12.2、设计支座更换方案22.3、现状伸缩缝、支座病害情况3三、工程重难点分析4四、施工总体部署54.1、施工组织机构54.2、工期计划64.3、主要物资材料6五、施工方案75.1、顶升支撑系统75.2、钢盖梁施工105.3、箱梁顶升16六、资源配置计划23七、施工质量保证措施247.1、施工方案审批制度247.2、技术、质量交底制度257.3、技术保证措施25八、施工安全保障措施268.1、安全生产目标268.2、安全保证体系26九、附图表301、工期节点计划安排表302、各联连续梁支撑布置详图303、桥梁顶升计算书30- 31 -桥梁顶升支座更换专项施工方案一、编制依据1、合肥市五里墩立交桥维修消缺应急工程施工图设计（上海市城市建设设计研究总院）；2、公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）；3、公路桥涵加固设计规范（JTG J22-2008）；4、公路桥梁加固施工技术规范（JTG/T J23-2008）；5、公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）；6、钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）；7、建筑钢结构焊接技术规程（JGJ81-2002）；8、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ-130-2011）。二、工程概况及病害介绍2.1、概况合肥市五里墩立交桥，位于长江西部、屯溪路、合作化路的汇合处。该立交桥分地上三层、地下一层，桥梁面积4万平方米，占地8.9公顷，为双“Y”定向式加环形匝道的四层互通式立交，桥梁由两段高架桥及17条匝道组成，桥梁累计全长3888.44m，最高一层的高架桥，距底层路面高21m。2014年1月初，发现东西方向的A3匝道第2129号墩桥梁出现病害，管理单位组织对五里墩立交桥进行维修消缺，其中A3、A4匝道维修消缺已由一期施工单位在2014年4月份施工完成，二期工程完成剩余匝道桥梁的维修消缺。二期桥梁维修消缺我单位承建的二标段主要施工B3（10-29号墩）、B4、C2、C3、D1、D2匝道范围内的桥墩立柱加固、支座更换、伸缩缝处理、布置永久观测点等维修消缺。桥形布置如下图示：图2.1-1 施工平面布置图2.2、设计支座更换方案2.2.1桥梁支座现状结构：匝道桥上部以25m基本跨径的钢筋混凝土连续梁为主，配有控制裂缝的纵向预应力钢束，桥宽8.5m为主，断面为0.5m（防撞栏杆）+7.5m（车行道）+0.5m（防撞栏杆）；下部结构无盖梁，标准段采用球冠橡胶支座，且为双支座；中墩和下牛腿支座型号为2-60089mm，一般间距700mm，少量间距1800mm；桥台和下牛腿上支座为2-45075mm ，间距1800mm。2.2.2设计支座更换方案：部分中墩原设计两个支座间距较近，为700mm，支座净距为100mm，为提高桥梁抗倾覆能力，将支座间距增加到1.8m。墩顶采用钢结构盖梁，预留千斤顶位置后期作为永久观测点平台。千斤顶要求采用自锁千斤顶，安全系数大于1.8，一个桥墩上的所有千斤顶为一组，必须同步。匝道标准宽度段连续梁梁底空间允许时，采用200t自锁千斤顶，顶高366mm，直径210mm。经过设计验算，中墩允许顶升20mm，本次顶升10mm；边墩允许顶升25mm，本次桥墩顶升10mm，桥台顶升10mm；交接墩处上联顶升15mm，下联顶升10mm，如图2-2-1。顶升高度尽量降低，本次桥梁维修消缺顶升采用尽量不中断交通顶升方式进行（对分叉处连续梁整体顶升，D1、D2等小半径匝道桥梁顶升采用临时封闭交通方式进行）。图2-2-1 交接墩顶升高度示意图1）中墩1.5m独柱：原设计为2-600x89mm球冠橡胶支座，间距700mm；采用2-500x600x176mm高阻尼隔震橡胶支座，间距1800mm。2）中墩1.25m独柱：原设计为2-600x89mm球冠橡胶支座，间距700mm；采用2-500x600x176mm高阻尼隔震橡胶支座，间距1800mm。3）中墩1.25x2.26m和1.25x1.88圆端柱：原设计为2-600x89mm球冠橡胶支座，间距700mm；采用2-500x600x176mm高阻尼隔震橡胶支座，间距1800mm。4）边墩2-1.0双柱：利原设计上牛腿下支座为2-450x75mm球冠橡胶支座，间距1800mm；下牛腿下支座为2-600x89mm球冠橡胶支座，间距1800mm；在原有支座位置，上牛腿下支座为2-450x69mm板式橡胶支座，间距1800mm；下牛腿下支座为2-600x90mm板式橡胶支座，间距1800mm；新增加4-350x400x126mm高阻尼隔震橡胶支座，横桥向间距1800mm，顺桥向间距1700mm。5）桥台：原设计为2-450x75mm球冠橡胶支座，间距1800mm；采用2-450x69mm板式橡胶支座，间距1800mm。2.3、现状伸缩缝、支座病害情况通过近期经理部排查结合设计文件，现状伸缩缝、支座病害情况统计整理如下。（1）B3匝道伸缩缝：B3匝道7道伸缩缝均存在不同程度堵塞，且部分伸缩缝内橡胶条有不同程度破损，全桥伸缩缝均存在不同程度的泥沙垃圾堵塞。支座：支座存在不同程度的老化现象，支座钢板整体锈蚀现象比较严重，部分支座有脱空现象；支座钢护筒与墩柱接触，如28#墩；部分支座有剪切变形，并伴有开裂现象，如12-2#墩、15-2#墩等。（2）B4匝道伸缩缝：B4匝道4道伸缩缝均存在不同程度堵塞，且部分伸缩缝内橡胶条有不同程度破损，全桥伸缩缝均存在不同程度的泥沙垃圾堵塞。支座：橡胶支座均有不同程度老化，个别支座已经位移，如2-1#墩支座；部分支座有脱空现象，如3#墩、4#墩。（3）C2匝道伸缩缝：C2匝道桥2道伸缩缝均堵塞严重，且个别伸缩缝内橡胶条局部破损，全桥伸缩缝均存在不同程度的泥沙垃圾堵塞。支座：支座整体情况较好，个别支座上部有脱空现象，如通道桥大桩号侧6#支座上部脱空1/2。（4）C3匝道伸缩缝：C3匝道2道伸缩缝均堵塞严重，全桥伸缩缝均存在不同程度的泥沙垃圾堵塞。支座：支座整体轻微老化，个别支座局部有脱空现象。（5）D1匝道伸缩缝：D1匝道2条伸缩缝均存在不同程度堵塞。支座：橡胶支座均有不同程度的老化现象，支座钢板普遍锈蚀，0#墩支座脱空现象较严重。（6）D2匝道伸缩缝：全桥伸缩缝均存在不同程度的泥沙垃圾堵塞。支座：支座均有不同程度老化，脱空现象，支座钢板锈蚀现象较严重。三、工程重难点分析根据设计图纸和施工现场调查的情况，我标段范围内桥梁顶升支座更换施工的重难点如下：（1）D1匝道桥梁曲线半径46m、D2匝道桥梁曲线半径50m，曲线半径较小，桥梁长度均为65m（20m+25m+20m）桥跨布置三跨一联，现状支座设计为球冠式钢支座，且D2-2墩支座安装方向错误，梁体竖向裂纹较多，箱梁内应力较大，顶升存在较大风险。（2）B3匝道第2联连续梁接A2匝道、接A1匝道，最宽桥面35m，该联桥梁桥墩需同步顶升墩柱较多，其中B3-17设计为门式墩，跨4#、5#人行通道，同时上跨通行的A6匝道，顶升存在较大安全风险。（3）在梁体在施工、支座更换过程中，桥梁上交通不封闭，施工过程中存在较大的安全隐患。四、施工总体部署4.1、施工组织机构施工组织机构体系见图4.1-1，项目经理部下设“六部二室”：工程技术部、物资设备部、安全质量部、工程经济部、财务部、协调部、试验室、综合办公室，负责完成全标段技术服务、材料采购调配、安全质量监督检查、计量计价、财务管理、对外协调、后勤供应、环境保护、治安保卫、交通疏导等工作。另设一个钢盖梁加工、安装专业施工队和一个桥梁顶升、支座更换作业队。钢盖梁加工、安装作业班组计划工人30人，分两个班组同时作业；桥梁顶升、支座更换专业作业队设置2个作业班组，管理人员4人，作业班组人员20人。图4.1-1 施工组织机构图4.2、工期计划桥梁顶升支座更换工序风险高、工作量大，控制项目的总体工期，为全桥施工控制关键工序。根据业主要求桥梁放行工期倒排，桥梁顶升需在2014年9月5日前完成，桥梁顶升工序计划在40天内完成，相关工序主要有墩顶钢盖梁（挡块）安装（25个）、伸缩缝清理（16道）、梁体顶升（53个墩/台）、支座更换（160个）。（1）伸缩缝清理计划工期为30天，单个伸缩缝清理3天，2个班组作业，开工日期为2014年5月20日，结束时间为2014年6月20日。（2）钢盖梁计划工期为40天，单个钢盖梁安装7天，2个施工班组，开工日期为2014年5月20日，结束日期为2014年6月30日，施工原则以成联为原则，尽快为顶升队伍进场连续作业创造条件。（3）顶升支座更换计划工期为40天，单墩顶升、支座更换1天完成，2个施工班组，开工日期2014年7月25日，结束日期为2014年9月5日。4.3、主要物资材料依据设计及规范要求对项目使用材料进行采购，选定的材料供应厂家提前报经业主及监理单位认可，进场材料按照有关技术规范要求进行检验。表4.3-1 主要物资材料汇总表序号工程部位材料名称单位数量备注1钢结构-钢盖梁Q345qD钢T59.52钢结构-限位块Q345qD钢T49.93板式橡胶支座GYZ450*69mm个16 4板式橡胶支座GYZ600*90mm个60 5高阻尼隔震橡胶支座HDR()350*400*126个32 6高阻尼隔震橡胶支座HDR()500*600*176个52 项目经理部下设的物资设备部，负责物资的计划、采购、运输、使用等管理工作，工程材料将按照施工进度要求陆续进场。五、施工方案5.1、顶升支撑系统1）、中墩1.5m、1.25m独柱：设计利用顶部钢盖梁作为千斤顶和支座支撑。1.5m分为两种类型：受力较大部分全部采用M20锚栓，受力较小部分上面两排采用M20锚栓，下面采用M16锚栓。该种类型支撑系统详见图5-1-1，具体墩位编号为B3-19B3-22，共计4个墩柱。1.25x1.88m圆端柱：利用顶部钢盖梁作为千斤顶和支座支撑。该种类型支撑系统详见图5-1-2，具体墩位编号为B3-26、B4-11#，共计2个墩柱。图5.1-1 1.5m独柱墩墩顶盖梁及支撑系统图5.1-2 1.25m圆端墩支撑系统2）中墩1.25m独柱：设计利用加宽的立柱作为支座支撑，另外设置支撑作为千斤顶支撑。该种类型支撑系统详见图5-1-3，具体墩位编号为B3-24B3-26、B3-28、B4-3B4-7、B4-9、B4-10、B4-13、C2-3、C2-4、C3-1、C3-2、D1-1、D2-1、D2-2，共计19个墩柱。图5.1-3 1.25m独柱墩支撑系统3）边墩2-1.0双柱：设计利用顶部钢盖梁作为千斤顶和支座支撑。该种类型支撑系统详见图5-1-4，具体墩位编号为B3-23、B4-8，共计2个墩柱。图5.1-4 2-1.0m独柱墩墩顶盖梁及支撑系统4）分叉处桥墩：采用609mm12mm钢管柱，单个墩柱设置4根为一组，在螺旋钢管顶部设置232工字钢作为分配梁，32工字钢在千斤顶支撑点采用1cm厚钢板做加劲肋处理，609mm钢管柱之间采用12槽钢进行连接，螺旋管底部16mm厚钢板直接支立在承台顶面，采用植入直径20mm螺杆、螺帽进行固定。该种类型支撑系统详见图5-1-5、图5-1-6，具体墩位编号为B3-10B3-17，共计8个墩柱（在梁底与墩顶之间间距较小，无法使用扁形千斤顶时，采用钢管支墩顶升）。图5.1-5 60912mm钢管桩支撑系统(分联墩）图5.1-6 60912mm钢管桩支撑系统(中墩）5）墩顶、桥台部分：对于桥台、部分墩顶，梁底与墩台帽之间实际测量有812cm间距，采用8组100t扁形千斤顶进行顶升，千斤顶上下均垫2cm厚钢板后直接在墩顶、台帽上对连续梁进行顶升，千斤顶布置以能顺利更换支座为原则，千斤顶位置尽量靠近原支座。该种类型支撑系统详见图5-1-7，具体墩柱编号为B3-18、B3-27、B4-1、B4-2、B4-11、B4-12、C3-0、D1-0、D1-2、D2-0，共计10个墩，桥台编号为B3-29、B4-0、B4-14、C2-5、C3-3、D1-3、D2-3，共7个桥台（分叉处桥墩具备在墩顶顶升条件时，优先考虑在墩顶顶升）。图5.1-7 墩顶支撑系统5.2、钢盖梁施工5.2.1钢盖梁施工工艺流程钢盖梁施工工艺流程见下图5-2-1图5.2-1 钢盖梁施工工艺流程5.2.2材料要求主体钢结构钢板采用Q345qD，其材料化学成份及机械性能应符合（GB/T714-2008）桥梁用结构钢的有关规定，附属结构钢材采用Q345c，其技术指标应符合国标碳素结构钢（GB/T700-2006）的要求。钢板和型钢表面不应有裂纹、气泡、结疤、折叠、夹杂，钢板不应有分层。主梁钢板厚度大于及等于16mm的钢板，出厂前需进行100%超声波探伤，探伤要求按GB/T1870-2004执行。钢结构在加工制造过程中，必须对关键性零件、构件的半成品和成品进行检查、验收，并做好加工及检查记录以备跟踪和查考。5.2.3焊接工艺焊接工艺主要有两种：一种是平面对接焊缝，采用埋弧自动焊的焊接工艺，形成一级对接焊缝，另一种是T型角接焊缝，采用CO2气体保护焊的焊接工艺，形成一级角接焊缝或二级角接焊缝。5.2.4操作支架搭设（1）地面硬化立柱模板拆除后，立即对立柱周边采用级配碎石回填并用C30混凝土硬化至原地面，硬化厚度20cm，西侧0#20#范围后期凿除恢复绿化。（2）支架搭设钢盖梁的安装操作平台采用满堂钢管支架，支架只是作为操作平台用，不承受钢盖梁的重量，支架纵横向间距根据立柱类型调整，支架纵桥向间距为0.9m+2x1.2m+0.9m，横桥向间距为0.9m+0.9m+2x1.2m+0.9m+0.9m,上下横杆间距1.2m，剪刀撑与地面夹角为4560之间，剪刀撑采用搭接连接，连接长度不得少于1m，至少采用3个扣件连接，外侧扣件距离管端部小于10cm。在底层钢管底以上15cm处设置扫地杆，扫地杆采用脚手架钢管，顶部设置1.2m宽操作平台，满铺厚度5cm的木跳板，四周设置高度不小于1.2m的安全围栏，围栏设置3层水平杆，满挂密目安全网。桥墩支架设置人行上下梯道，梯道满铺5cm木跳板，间隔50cm设置3cm5cm防滑条，支架搭设如下图5.2-2 所示。图5.2-2 桥墩支架图5.2.5墩顶凿毛（1）对套箍区域混凝土表面进行凿毛处理，直至坚实的混凝土石外露，并形成平整的粗糙面，表面不平处用尖凿轻凿整平，用电动钢丝刷清除表面浮浆，剔除表面疏松物，再用压缩空气吹净表面粉尘，用丙酮擦拭表面，墩身凿毛打磨范围见图5.2-3所示。图5.2-3 墩顶打磨范围立面图（2）在粘贴钢板位置植锚栓，钢板现场配套打孔，现场实际放样进行钢板下料，对所粘贴的钢板进行配套打孔，在抱箍钢板面均匀布置注浆孔。5.2.6钢抱箍安装钢抱箍安装步骤为：（1）钢套箍加工前，采用登高车丈量每个墩顶实际尺寸，根据实际尺寸下料加工抱箍。（2）钢套箍内面处理：用磨光砂轮机对钢板粘贴面进行除锈和粗糙处理，采用喷砂工艺处理，打磨好后用碎布条沾工业丙酮将钢抱箍钢板内表面擦拭干净。（3）在墩身上标注钢抱箍安装位置。（4）钢抱箍从加工厂运至现场后，采用两台25t吊车吊装至墩顶安装，并在墩顶防护钢套上焊接吊耳，作为抱箍定位吊点，采用手动葫芦调整标高位置。5.2.7安装后扩底机械锚栓设计要求在钢盖梁抱箍同墩柱面采用后扩底机械锚栓固定共计4个墩，需用后扩底锚栓共计432个。锚栓安装的流程如下：（1）采用钢筋探测仪测出墩柱内竖向主筋位置，保证抱箍打孔尽量避开钢筋位置。（2）先将钢盖梁抱箍安装在墩顶设计位置，采用普通的冲击电钻根据锚栓的规格型号进行钻孔。（3）采用专用扩底钻头进行二次孔底扩孔。（4）采用气动泵提供高压风进行清孔，直至孔内洁净为止。（5）安装机械锚栓前，必须将抱箍各个组件拧紧，保证没有松动点存在，然后将锚栓插入孔中。（6）用卡具把螺栓套筒卡住保证螺杆不转动，然后使用扭力扳手拧紧螺母，保证扭力达到要求后完成拧紧工序。（7）卸下卡具，再次用扭力扳手按照锚栓的规格型号的要求施加扭力，检验锚栓的稳定性合格，安装完成。5.2.8焊接劲板、肋板采用手工电弧焊所用焊接材料的材质、工艺要求如下： 表5.2-1 手工电弧焊接材料的材质及使用范围钢号焊条规格牌号使用处Q345qD国标E5015SHJ507定位焊、角焊、对接焊（1）所有的焊接，均应按照批准的焊接工艺评定试验要求进行，并经过监理工程师确认；若存在与焊接工艺要求不一致的变化，需重新进行焊接工艺评定试验。（2）焊工必须熟悉工艺要求，明确焊接工艺参数。（3）定位焊应与正式焊缝一样的质量要求。（4）定位焊前，必须按施工图及工艺文件检查焊件坡口尺寸、根部间隙等，如不符合要求，不得进行定位焊。（5）定位焊长度、间距及焊脚高度应符合有关规范标准的要求。（6）在正式焊接前，应检查定位焊缝有无裂纹，确认无裂纹后才能正式焊接。（7）定位焊不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷。凡最后不熔入正式焊缝的定位焊应予以清除。（8）制定严格的焊接材料的保存、领用、烘干、存放制度，以便对主要焊缝进行焊材跟踪。（9）对厚度30mm的钢板进行定位焊，正式焊接时应进行预热，预热温度100左右，预热范围为焊缝两侧，宽度5080mm。（10）施焊前连接接触面和焊缝边缘每边3050mm范围内的铁锈、毛刺、污垢、冰雪等污物应清除干净，露出钢材金属光泽。（11）在清理范围内有影响焊接质量的涂料，也应进行清除。（12）主要构件的接缝应用风动砂轮、钢丝轮或钢丝刷进行清理。（13）板厚差4mm的对接缝必须按1：8要求进行削斜，板厚差4mm的可不必削斜。（14）构件或分段组装完成后，应在24小时内焊接，如因气候或其它原因不能及时焊接时，应在焊接前重新进行清理。（15）当工作件表面潮湿或有雨、雪、大风、严寒气候（环境温度低于5，相对湿度大于80）时，不宜进行焊接作业。（16）在环境温度低于0时进行低温环境操作，应采取如下措施：在露天平台，胎架或结构上施工范围内，必须设置必要的防风、霜、雨、雪的措施，如挡板，防护棚等。焊前应清除沿焊缝两边宽100200毫米范围内的霜、冰、雪及其它污物，并用氧乙炔火焰烘干。（17）焊接变形的控制措施及矫正：a、对接焊缝变形的控制措施：对接焊缝的焊件采用双面开坡口，正反面施焊的控制措施，即正面施焊完毕后将钢板翻身，再进行反面施焊，使得正反面变形相互抵消。b、角接焊缝变形的控制措施：角焊缝在施焊前，先在T字钢板上加焊45的斜撑，在焊接时采用两面同时施焊，焊接参数相同，c、热矫正：若焊接结束，焊件变形超标，采取热矫正，对焊件的变形区域进行线性加热，温度为600800，并在加热两侧整体同时均匀地施加压力，待缓慢冷却后停止施压即可，注意不能用水急冷或锤击。5.2.9焊缝的检验及无损探伤（1）焊缝的外观检验焊接完毕，所有焊缝必须进行外观检查，不得有裂纹、未熔合、夹渣、未填满弧坑和超出规定的缺陷。（2）焊缝的无损检测零、部（杆）件的焊缝探伤，应在外观检验合格且在焊接24小时后进行无损检测。对于厚度大于等于16mm的钢板焊接，出厂前进行超声波100%探伤。5.2.10钢抱箍注胶按照设计要求的预留空隙（3至5mm）在钢板内表面焊结34个支撑点，确保灌胶空间满足设计要求。钢板安装完毕后，对钢板封边，封边的同时要预留排气孔，每个抱箍钢板上面预留两排12个10mm注胶孔。检查各封边质量，达到规定强度以后，用注胶罐以压缩空气为动力向钢板内注胶。（1）采用抛丸除锈，除锈等级达到Sa2.5级标准，钢材表面粗糙度4070m。（2）注胶过程中，随时封闭已经出胶的排气孔（管），防止胶体外溢而浪费。（3）保证灌浆饱满度达到90%以上。达到凝固固化时间后，用敲击的方法判断粘结密实度。（4）不得敲击螺栓头，以保证钢板粘贴质量不受影响。5.2.11涂装工艺钢盖梁表面采用防腐处理，防腐材料及防腐步骤见表5.1-3所示：表5.2-2 钢结构外表面防腐涂装方案序号涂装要求涂装厚度设计值参照标准第1步喷砂除锈Sa2.5级无油、干燥Rz35-110mGB11373-89GB8923-88Q/YQEO 1-2005TB/T1527-2004GB6463-86第2步大功率电弧喷涂锌铝伪合金（V/V=50/50）120m附着强度10MPa以上第3步环氧连接漆60m第4步氟碳涂料面漆60m溶剂可溶物氟含量20厚度合计240m备注：底漆防腐年限50年以上。5.2.12涂装工艺及技术要求（1）工厂施工，钢构件内外面在涂装前应采用抛丸除锈，除锈等级达到Sa2.5级标准，钢材表面粗糙度4070m。（2）现场除锈，工地焊缝及破损部位可采用风动工具打磨除锈，除锈等级达到St3级标准。（3）为增强漆膜与钢材的附着力，应对钢材表面进行清洁处理，处理后的钢材表面不应有焊渣、焊疤、灰尘、油污、水和毛刺等。（4）涂装前应仔细确认涂料品种、质量、涂装位置和生产厂家推荐的工艺参数。（5）喷涂作业应尽量使用高压无气喷涂泵施工，并根据选定的涂料性能及配比正确选择喷枪、空气压力等。（6）涂层表面应力求光滑、平整、不得有针孔，明显流挂、皱皮、漏涂等弊病发生，面漆应光洁美观，色彩均匀。（7）涂装工程中表面处理、涂装工艺、涂装材料等各个环节的施工过程应预先落实责任单位，确保涂装工程保证规定的使用年限。5.3、箱梁顶升5.3.1总体思路标准匝道联连续梁顶升，采取单墩顶升，顶升高度控制在10mm以内进行支座更换作业；分联墩处顶升上联顶升15mm以内，下联顶升10mm以内进行支座更换作业；匝道分叉墩先进行边墩单墩顶升，在支座更换完成后，在支座上方垫5mm钢板，使边墩梁底抬高5mm预留，中墩同步顶升10mm更换支座落梁，再将边墩顶起拆除5mm支座上临时钢板。特别注意：连续梁顶升高度在设计规定范围内尽量降低。5.3.2顶升控制系统及施工流程箱梁顶升采用单点顶升PLC液压同步顶升控制系统，PLC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。通过称重的方法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，与相应的千分表位移计组成位置闭环，以便控制桥梁顶升的位移和姿态。PLC信号处理与液压系统，输入外部监控设施的位移信号，输出液压系统油量控制信号，利用终端多组千斤顶来达到平衡、安全与高效的桥梁顶升的目的，其顶升和降落精度误差同步精度为0.5mm，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。箱梁顶升施工流程见图5-3-1。图5.3-1 箱梁顶升施工工艺流程5.3.3施工准备（1）进场设备配套标定合格，位移计、应力计灵敏度符合测量要求。（2）搭设作业平台，设置顶升位移监控量测点，并进行顶升前的数据进行量测。（3）采用碳弧气刨切割梁底钢套圈，检查墩顶现状支座状况，对于现状梁底支座脱空、偏移严重的及时统计上报设计确认是否需要设置临时加固方案。梁底与墩顶彻底分离状态才可进行顶升作业。（4）清理梁端伸缩缝，要求伸缩缝处于正常工作状态，彻底释放预应力连续梁附加梁体应力，对于梁端抵死的梁缝采用绳锯切割进行扩缝，彻底解除盖梁、桥面板等约束。（5）墩顶支撑系统验收合格，在钢盖梁、墩顶及螺旋钢管上提前标注千斤顶位置，将更换支座位置弹好控制十字线。5.3.4顶升设备选择及配备由于存在匝道分叉墩，设计暂时未能提供顶升荷载值，暂根据设计提供的一期荷载数据：恒载状况下边墩为161t，中墩为430t，以中墩荷载控制千斤顶选择。每个墩柱拟采用4个200t自锁千斤顶，安全系数800t/430t=1.86，大于设计要求安全系数1.8。200t自锁千斤顶高366mm，直径210mm，行程不足时通过垫表面平整的钢垫板、薄钢板调整。对于桥台、部分墩顶，梁底与墩台帽之间实际测量有812cm间距，可用8组100t扁形千斤顶进行顶升，千斤顶本体高度5cm，行程20mm。顶升过程中考虑冗余安全，在千斤顶附近设钢辅助支撑（可由未作用的千斤顶和薄钢板组成），10mm顶高分5个行程进行，千斤顶每升高2mm，辅助支撑加2mm钢板，以千斤顶做主要承力，辅助支撑做安全保护。顶升千斤顶要求顶部带有一个球面弧形设计，能接受桥梁15%的坡度，有效保证千斤顶顶升时与桥梁底部呈密贴状态，保证桥梁底部混凝土的均布受力。图5.3-2 千斤顶顶部球面设计构造图顶升设备配备表详见表6-1：投入的主要施工机械设备表。5.3.5箱梁顶升施工（1）盖梁顶面清理在施工前，需要对顶面进行清理。用人工配合钢丝刷及高压空气对盖梁顶面进行清理，保证支座更换时作业面干净整洁。（2）确定支撑位置清理完盖梁顶面后，现场确定千斤顶位置及仅靠千斤顶位置的临时支撑的位置并进行标记，临时支撑采用型钢、圆管及钢板焊接而成，保证施工的顺利进行。图5.3-3 钢盖梁千斤顶位置图5.3-4 墩柱加固墩千斤顶位置（3）确定梁板与盖梁间的高度，安放一个百分表现场实际量测梁板与盖梁间的准确高度，以初步确定支座下垫钢板的厚度。在桥梁中心线位置安放百分表，以确保所顶升的梁板能同步起落。 合理布置液压系统等设备，经检查后无误方可进行顶升作业。对于千斤顶布置注意不能超出指定范围以外，以防止将梁体破坏。（4）对分联墩顶升时，采用千斤顶油表度数、顶升高度双控原则，以油表度数为主要控制手段，确保墩柱前后两侧受力均匀，防止墩受弯矩破坏。（5）顶升前，必须保证相邻墩柱顶的限位挡块安装完毕，不得提前解除相邻墩的柱顶限位钢套，为了防止顶升时梁体产生横向滑移失稳，在千斤顶上部安装一块四氟板。（6）顶升作业前，必须将该联的伸缩缝解除，并清理干净既有梁端伸缩缝，确保宽度在8-10cm后方可进行该联顶升作业。（7）根据现场对梁底与墩顶空间实测后，得出高差同设计对比后，选择该联梁体的单墩顶升类型，为了平衡梁体变形，对特殊梁体采取单点逐墩顶升与多点同步顶升平衡形变相结合的工艺。（8）顶升过程中，在设计控制高度范围内尽量减小顶升高度，以满足支座脱空，便于取出旧支座、更换新支座为宜。（9）在顶升前，为了测出梁体的实际变形量，先将支座钢护套前后侧开20-30cm宽的缝，采用钢尺测量出实际梁底至墩顶净空，其与理论支座厚度的差值即为该墩顶梁体实际变形量。（10）在布置千斤顶之前需要处理千斤顶与梁体和墩台的上下接触面，整平并加设厚度不小于1.0cm的钢垫板。在顶升之前必须进行试顶升，检查千斤顶是否有漏油，油管是否漏油，梁体、墩台是否有压裂等异常情况。确认液压系统工作完全正常后，再进行正式顶升，顶升高度遵循最小原则，即在能顺利修复垫石的情况下，尽可能减小顶升高度，最大的顶升高度不得超过设计要求。5.3.6柱顶混凝土切割根据不同墩型，柱顶切割采用绳锯工艺切割，具体步骤为：（1）当梁体顶升就位后，采用电弧气刨切割柱顶防护钢套，并将切割面打磨平整，方便安装梁底楔形钢板。（2）在墩柱顶高出钢盖梁部分画出需要切割的范围，根据设计要求，切割高度330mm，厚度根据不同墩柱形式，按照设计要求进行确定。（3）安装绳锯及相关导向轮，调整位置同画线重合，开机调整完毕后正式切割。（4）为了方便所切割的混凝土块取出，因此将310mm高度分割为3层，即水平切割三刀，竖直切割一刀即可完成混凝土切割工序。（5）切割完毕后将切割面打磨平整，焊接钢盖梁封顶钢板及钢垫石。5.3.7支座更换 （1）支座压缩参数确定主要是对支座的压缩参数进行确定。业主提供所更换支座。在设计压力下由厂家提供压缩参数，做出压力与应变关系曲线，作为支座更换时增减钢垫片的依据。（2） 检查、拍照施工前安排专业工人对己经调查的病害进行检查，同时对原病害现场进行拍照，病害处理完毕后再进行拍照，作为存档依据。（3）注意事项梁体顶起后，用预先加工好的楔形钢垫块将梁体与盖梁间楔紧，然后将支座取出。根据现场观察，部分支座用环氧砂浆粘贴，可能要使用特殊机具对其进行特殊处理后才能拿出支座，且支座拿出后要对支座盖梁位置进行修补。确定支座下钢板支垫厚度：根据已有的支座压力应变曲线，及桥面标高确定支座下钢板的支垫厚度。正确更换支座支座下钢板支垫厚度确定后，启动千斤顶，根据现场梁体的设计支座中心线精确确定支座的安放位置，将计算好的厚度的钢板垫到支座下后，停止顶升，拆除百分表，完成支座更换。5.3.8落梁当支座更换完毕后千斤顶卸压落梁，落梁前，应先微量顶升以卸除辅助支撑，在同步进行千斤顶回油，直至落梁完成。落梁时控制回油速度，缓慢松开回油阀门，用百分表控制梁体下落速度，同时保证各个顶同步下降。5.3.9顶升注意事项（1）顶升前需要解除桥梁约束，两侧桥台处梁板可能与桥台背墙顶死，这时需凿开约束处，甚至凿开整个背墙。老桥边梁拼接处所植钢筋与新桥预留钢筋若有犬牙交错的，需事先人工扳动，使之上下错开。（2）正式顶升时应控制顶升速度和顶升压力，由于边梁本身自重及桥面附属设施（如护栏、分联处连接件）的影响，与中梁在顶升力上差异较大，在顶升时一定要压力与行程双控制，并以行程为最终控制，避免由于起顶不均匀而造成桥面的剪切破坏。（3）在千斤顶顶升力达到设计值后，梁体未能与支座脱离时，停止顶升作业，对连续梁和墩柱进行全面检查是否有多余约束，并上报设计单位确定处理方案。（4）顶升到位后，统一在梁底安放预先准备的楔形枕木及预制钢板进行临时支垫，支垫要求牢固可靠，支垫过程不可放松千斤顶。（5）由于不能顶起过高，因此必须在更换支座处划十字线精确定位。新支座更换可按图纸推算，桥梁纵向距离以桥台（盖梁）边缘到支座边缘距离为准，横桥向距离以梁边缘到支座边缘为准，施工前应对照图纸对应算出纵横向距离。多数桥梁中这两个距离是相对固定的，可采用预制钢模板将支座匀速、缓慢地推到指定位置。（6）对于老支座处有垫钢板的，取出老支座时，应将钢板仍放置在该位置处支架平台上，以便更换新支座时可明确知道需垫高垫钢板的支座及钢板厚度。5.3.10箱梁顶升过程监控 在箱梁顶升施工过程中应对梁体、墩柱控制截面的位移、混凝土应变、裂缝进行监控。（1）箱梁顶升点位移监控在各个顶升点处设置位移计，顶升、落梁过程中通过位移计读数监测箱梁位移，并监测各个顶升点处的横桥向、纵桥向位移差，严格控制箱梁弯曲、扭转变形。（2）箱梁控制截面混凝土裂缝监测混凝土裂缝观测主要对受力关键截面的裂缝的发生、开展情况进行观测，施工前，需要对全桥进行外观检查，对箱梁已有裂缝进行长度、宽度的测量，并做好记录。裂缝观测截面的选择与应力监测截面相同，可分别选择跨中截面和顶升点截面，根据实际情况选择典型裂缝进行缝长、缝宽监测，并检查有无新生裂缝，做好裂缝性状记录。墩柱变形、裂缝监测。（3）对墩柱在施工过程中的变形、应变以及裂缝的发展情况进行监测：在每个墩柱及千斤顶位置布置位移检测系统，实时检测梁体变形情况。（4）气温观测:顶升期间，在监测应变、变形等指标的同时，对气温进行同步观测，对温度变化的影响进行分析。 图5-3-5 监测、液压系统布置六、资源配置计划根据工程阶段施工计划，主要机械设备见下表6-1：表6-1 投入的主要施工机械设备表序号机械或设备名称单位数量型号、生产能力备注一顶升设备1千斤顶（200t）个40H366mm，210mm2千斤顶（100t）个30H50mm，180mm3PLC液压控制系统套1SXSLC-DZY-B PLC，1台4同步分流系统套105高压油管根806电气焊设备套17施工专用车部38专用垫板块1009百分表块1210位移传感器套30 MPZ-S-P-500-ABZ11压力传感器套30二辅助设备1手持冲击钻台122电锤台83汽车吊台125T4登高车台430m5空压机台21.5方6绳锯套44m7振捣器台48货车台19m七、施工质量保证措施7.1、施工方案审批制度施工方案由项目总工组织编写，由项目经理、副经理、安全总监、质检工程师共同商讨确认，编制完成后上报公司评审，评审合格后，上报集团公司评审，审批结束后，组织专家、业主及监理单位共同评审，在审批手续齐备后方可施工。7.2、技术、质量交底制度1)、项目总工在施工前组织项目部全体人员对图纸进行认真学习，并及时同设计代表联系，领会设计意图。2)、施工方案审批手续齐备后，由项目经理组织，项目总工主持技术交底会，项目全体参建人员认真学习施工方案，对施工技术、质量、安全进行书面交底，列出分部分项工程的施工要点。3)、各分部分项工程负责人在安排施工任务同时，必须对施工班组进行书面技术质量、安全交底，必须做到交底不明确不上岗，不签证不上岗。7.3、技术保证措施1）、保证千斤顶同步顶升1）、本工程采PLC（电脑控制）同步顶升千斤顶来完成对桥梁的顶升，每行程2mm进行一次高度调整。使各千斤顶误差控制在0.5mm以内，以达到控制顶升高度统一。同时考虑变形过大，在过程做应力检测，避免控制应力不集中，保证安全。2）、保证顶升时梁体混凝土局部不受破坏因为本次施工桥梁自重相当大，则要求必须具有大吨位的千斤顶才能使梁体顶起来，当局部单位面积上的顶升力大于混凝土的抗压强度，则对混凝土造成局部压碎。在千斤顶上下均设置钢板，保证单位面积上的顶升力小于混凝土的抗压强度。3）、保证顶升时梁体因局部应力突然增加而不受破坏顶升时，当梁体因局部应力的突然增大，造成应力集中现象当应力释放时，则会在梁体薄弱环节造成对梁体的破坏，结合这一特点，我们对总的顶升量分割成几级小的顶长高度来完成，每一级提升量到位后用垫块垫牢。4）、防止梁体因纵向位移过大而导致梁体破坏 虽然顶升的梁体都是混凝土梁,但梁上还有桥面铺装层,桥面可视为半刚性组合。所以顶升高度必须控制在梁体允许变形范围之内。连续梁顶升高度10mm,即桥墩处的梁体竖向位移量10mm ，水平位移量太小，可以忽略不计。5）、千斤顶及垫板安装、对中将超薄千斤顶放置在桥梁底与桥墩、桥台中间，并将活塞朝上,然后在千斤顶底部和顶面垫好承压钢板以增加局部受力面。6）、分级同步加压顶举梁幅到位及更换新支座将千斤顶与油泵油管接好，检查无误后,等待指挥信号发出。在顶举过程中采用一人一机一顶同步测量、同步顶升的施工方法。由一名指挥长统一指挥各油泵操作员，指挥长用对讲机下达指令, 油泵操作员开动油泵，缓慢将梁顶起，以每2mm为一级，千斤顶到达设定高程时自动停止,由监控人员将位移值报告给指挥长。等到每台千斤顶都到达同一高程时,再由指挥长向油泵操作人员发出下一级操作指令，重复上述步骤直至将桥梁顶起至所需高度。使用顶升时的千斤顶必须保证每块垫板稳固,并且支垫到位,保持千斤顶油压。取出支座，对原支座位置进行适当的处理，支座安装时，支座位置按十字中心线对中，纵横向误差在允许范围之内。7）、分级卸压同步落梁支座更换验收合格后,将顶升千斤顶分2mm级缓慢卸压落梁到位。落梁时,注意避免碰撞支座,以保证支座位置。降落时,亦按顶举时同步缓慢降落,有利于梁就位准确且与支座密贴;若梁就位不准确且或与支座不密贴,则再次进行同步顶升。在整个顶升、落梁施工过程中，必须跟踪监控，且在顶升和落梁的过程中，千斤顶须缓缓上升和下降。采用拼积木方式（拆垫与步阶等厚钢板），以2mm为活塞行程步长，2mm为一个控制步阶，逐步顶升与降落梁体，以控制操作同步。八、施工安全保障措施8.1、安全生产目标以零死亡、零事故为本桥安全目标。施工中杜绝较大（及以上）施工安全事故；杜绝较大（及以上）道路交通责任事故；杜绝较大（及以上）火灾事故；控制和减少一般责任事故。8.2、安全保证体系成立以项目经理为组长的安全生产管理领导小组，主管生产的副经理、总工程师、安全工程师、各部门负责人、项目队长及班组安全员齐抓共管，层层监督、检查和落实安全生产措施的安全保证体系。图8.2-1 安全保证体系框图8.3、保证施工安全的主要措施各项工作严格遵照国家现行安全法令和指挥部制定的安全生产管理实施办法的相关规定进行施工。坚决贯彻“安全第一、预防为主”的方针，认真执行施工现场安全生产强制性条文和施工现场安全生产管理的有关要求，结合本工程实际，桥梁顶升为高风险工序，因此严格按照局约束性条款要求实行领导带班制度，严格把控顶升各个工序，杜绝事故出现。施工过程中采取以下安全技术措施：8.3.1施工平台安全保证措施（1）搭设施工平台要进行技术、安全交底，要求施工人员对使用的材料进行检查是否有裂纹、开裂、断裂、开焊、缺少扣件，满足要求时方可使用；（2）施工平台搭设完毕，由专业的安全员进行检查，是否满足整体稳定性，安全性要求，是否按技术交底施工，满足施工规范和安全施工要求时方可投入使用。8.3.2更换支座的安全控制措施（1）在进行梁体顶升前，要进行试顶升，检查顶升液压系统是否有漏油，千斤顶是否有滑脱现象，千斤顶是否垂直，均正常时，才能进行顶升；（2）千斤顶要使用单向阀，配备钢垫块，以防千斤顶突然卸载；（3）严格控制每一步的顶升量不超过3毫米，最大顶升高度不得超过设计给定值，并随时观察油泵压力表的指示数值，不得超过规定的最大数值；（4）顶升工作必须在指挥人员的统一指挥下进行，参与施工的人员必须经过培训；（5）顶升过程中要设专人对桥梁、路面的情况进行观察，发现问题立即报告指挥人员，由指挥人员果断处理。8.3.3具体专项措施针对本工程特点，确定机械施工、高空作业和临时用电为安全防范的重点，并采取以下措施：（1）施工机械的安全各种机械操作人员和车辆驾驶员，必须取得操作合格证，不准操作与证不相符的机械，不准将机械设备交给无本机操作证的人员操作，对机械操作人员建立档案，专人管理。操作人员按照本机说明规定，严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察及工作后的检查保养制度。驾驶室或操作室保持整洁，严禁存放易燃、易爆物品，严禁酒后操作机械，严禁机械带病运转或超负荷运转。机械设备在施工现场停放时，选择安全的停放地点，夜间有专人看管。使用钢丝绳的机械，在运转中严禁用手套或其它对象接触钢丝绳，用钢丝绳拖、拉机械或重物时，人员远离钢丝绳。起重作业严格按照建筑机械使用安全技术规程（JGJ-86）和建筑安装工人安全技术操作规程规定的要求执行。定期组织机电设备、车辆安全大检查，对检查中查出的安全问题，按照“三不放过”的原则进行调查处理，制定防范措施，防止机械事故的发生。（2）高空作业安全措施从事高空作业人员，必须定期进行体格检查，凡不适宜高空作业的人员，不得从事此项工作。作业人员必须拴安全带、戴安全帽、穿防滑鞋。高空作业人员应配备工具袋。小型工具及材料应放入袋内，较大的工具，必须拴好保险绳。不得随手乱放，防止堕落伤人，更严禁从高空向下乱扔乱丢。双层作业施工时，要设置必要的封闭隔离措施或设置防护人员及有关施工标志。夜间进行高空作业时，必须有足够的照明设备。爬梯空洞等处设明显的标志。六级（包括六级）以上大风，为确保施工人员的人身安全，应停止高空作业。（3）严防火灾消除一切可能造成火灾、爆炸事故的根源，严格控制火源、易燃物和易爆物的贮存。生活区及施工现场特别是材料场配备足够的灭火器材，并同当地消防部门联系，加强安全防范工作。施工场地布置，符合防火规程要求，电器动力线路设置要规范化、标准化。对职工进行防火安全教育，提高防火意识，使职工杜绝乱拉电线、乱扔烟头等不良习惯。对工地及生活区的动力及照明系统派人随时检查维修养护，防止漏电失火引起火灾。（4）严防触电及电气设备安全措施施工现场的临时用电，严格按照施工现场临时用电安全技术规范JGJ6-88的规定执行。临时用电工程的安装、维修和拆除，均由经过培训并取得上岗证的电工完成，非专业电工不准进行电工作业。电缆线路采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路绝缘良好，场内架设的电力线路其悬挂高度及线距符合安全规定，并架在专用电杆上。变压器设拦地保护装置，其接地电阻不得大于4欧，变压器设护栏，设门加锁，专人负责，近旁悬挂“高压危险、请勿靠近”的警示牌。室内配电盘安装漏电保护装置，各类电气开关和设备的金属外壳，均要设接地或接零保护。各类电气开并和设备的金属外壳，均设接地或接零保护。配电箱能防火、防雨、箱内不得存入杂物并设门加锁，专人管理。移动的电气设备的供电线，使用橡套电缆，穿过行车道时，套管埋地敷设，破损电缆不得使用。检修电气设备的停电作业，电源箱式开并握柄挂“有人操作，严禁合闸”的警示牌或设专人看管，带电作业时经有关部门批准。现场架设的电力线路，不使用裸导线，临时敷设的电线路，不得挂在钢筋模板和脚手架上，并安设绝缘支承物。施工现场用的手持照明灯采用36V的安全电压，严禁个人乱拉、乱接照明灯或其它电器。九、附图表1、各联连续梁支撑布置详图2、桥梁顶升计算书