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桥梁整体顶升中同步顶升系统的应用

文章出处:未知 人气:发表时间:2021-07-28

 本文结合现场实际施工介绍了如何实施整体顶升方案,旨在为类似工程提供一定的施工经验。在实际施工中,由于种种原因,可能出现预应力连续箱梁桥桥面横坡与两端路基横坡不顺接的情况,为保证路面施工,需要调整桥面横坡。某高速公路服务区ZK62+689=YK62+700(9.20m)大桥因各种原因在两端路基未施工的情况下单独成桥,造成左幅桥面横坡与两端路基无法顺接。

通过方案比选,雷速体育足球直播采用整体顶升的方案对该大桥左幅进行了整体顶升施工,取得了良好的效果。

 

1、工程概况

大桥左幅桥跨组合为9m×20m,分为两联,其中1~4跨为第1联,5~9跨为第2联。桥梁平面位于R=1800m右偏曲线上,纵坡为0.82%,墩台径向布置。由于C匝道起点位于桥梁第一跨上,所以第一联桥面宽度从16.94m渐变至12m,其余桥跨桥面宽度均为12m。桥梁上部结构采用预应力小箱梁,先简支后连续,桥面铺装层为8cm厚钢筋混凝土+10cm厚沥青混凝土。在桥梁调坡施工之前除沥青混凝土铺装未施工外,钢筋混凝土铺装和护栏均已经施工完成。

原设计桥面横断面见图1。调整桥面横坡后横断面见图2。

 

2、处理方案比选

临合高速公路设计车速80km/h,设超高圆曲线最小半径为2500m,本桥位于半径1800m圆曲线上,曲线半径较小,原设计的双向横坡与设计规范中一般条件下横坡的设置规定不符,所以必须按规范要求设置成单向横坡(图2)。经过反复论证,确定了两个最有可行性的方案供比选:

2.1整体顸升梁体旋转调整横坡

本方案主要通过程控的多台千斤项同步顶升预制梁,通过调整横向各个千斤顶的行程使梁体整体绕设计中线旋转,将横坡由2%调整至2%,然后加高垫石和挡块(图3)。本方案的优点是基本不影响原结构受力且完全满足规范要求,可以将梁体完全调整至所需的横坡,同时所需的人力、物力较少,直接工程费较低;本方案的缺点是对同步顶升的同步性要求很高,如果同步顶升出现个别千斤顶不同步的情形,将产生很大的附加内力,严重的可以破坏结构,有较大的风险,技术要求相对较高。

2.2梁顶增加结构层调整横坡

该方案考虑在已经施工的混凝土桥面铺装顶面增加一层结构层,以达到调整横坡的目的?悸峭獠嘧詈竦牡胤叫枰黾痈叨却锏64cm,为降低自重,采用框格梁形式的空心结构,如图4所示,且利用其隔热效果降低温度应力的影像来满足结构受力。该方案共增加桥面铺装混凝土580m,缺点是造成箱梁极限富余承载能力降低,同时造 成箱梁外边缘感官厚度达到80cm,外观效果较差;本方案的优点是施工简单,施工技术成熟,现有的施工作业队即可开展施工。通过对两个方案的比选,雷速体育足球直播选定采用方案l进行处理,并对方案1进行细化、优化,并在桥梁内侧顶升量比较小的2号梁内侧增设小挡块一个。

 

3、箱梁整体顶升施工方案

3.1桥梁整体提升处理方式

箱梁采用整体提升的方式进行逐步提升,每一级提升lOOmm以内,逐步加设提前准备好的钢管混凝土垫块,连续5~6个循环提升到位,顶升到位后尽快连接支座下临时垫块与墩台,使之成为一个整体,并安装固定原有支座,最后加高最外侧挡块,并在内侧施工新增小挡块。

3.2多点同步顶升控制系统工作原理

采用PLC计算机控制多点同步顶升系统,该系统主要由液系统(油泵、油缸等)计算机控制系统等几个部分组成。液压系统由计算机控制,可以自动完成同步位移,实现力和位移的控制、位移误差的控制、行程的控制、负载压力的控制;具有误操作自动保护、过程显示、故障报警、紧急停止等功能;油缸液控单向阀及机械自锁装置可防止任何形式的系统及管路失压,从而保证负载有效支撑等多种功能。

3.3千斤顶的选用

由于施工的情况比较复杂,现场需要准备两种以上型号的不同千斤顶,主要采用千斤顶的参数为:顶升力1500kN;行程40mm;高度:125ram。

3.3.1具有液压锁定功能

必须保证桥梁项升使用的千斤项具有优越的密封性能,可以确保在特殊情况下在数天内保持恒定的荷载和位移,并能进行单个锁定和区域锁定。

3.3.2具有机械螺旋锁定功能

长期在高压状态的顶升系统,可能会出现千斤顶渗油、油管渗油、油管破裂等意外,为保证桥梁的绝对的安全,在提升高度较高、时间较长时,千斤顶要具有机械锁定油缸的功能,保证油缸有一个固定的几何高度,无论项升系统出现任何意外,都会使桥梁处于一个安全的状态。

3.3.3顶部具有球面弧形设计

千斤项的顶部应具有一个球面弧形的设计,能接受桥梁15%的坡度,可以有效保证的千斤顶与桥梁底部的一个密贴状态,保证桥梁底部混凝土的均布受力。

3.4位移监控系统

提升过程用位移传感器全过程进行实时动态监控,使用行程为300mm的拉线式位移传感器及数据采集系统。

3.5顶升、监控系统布置方案

在每片梁下均布置一台千斤顶,可以保证梁体、湿接缝等结构部件的安全;同时在边梁下设置纵、横向位移监控系统,检测顶升过程中梁体实时位移,确保项升过程安全可控。除了监控系统以外,在施工过程中必须安排人员在桥面上对桥梁关键部位(跨中、墩顶截面)外观的观察,一旦发现有裂缝等异常情况,将及时报告顶升控制点,停止施工并会同有关部门研究解决。必要时桥梁的关键部分设置应变检测器,对顶升过程中桥梁应力的变化进行实时监控。该同步提升系统,可以保证在提升过程中,各个墩之间提升过程中的相对高差可以控制在2mm以内,各个分步落梁后的相对高差控制在4mm以内,横向高差控制精度在lmm以内,湿接缝两侧的顶升精度为0.5mm。

 

4、顶升调坡施工流程

4.1液压系统的布置

千斤顶的吨位为150t,平均每片梁下设置4个千斤项,顶升能力的冗余系数远大于2.0。

4.2加高垫块的准备

在各个桥墩下施工平台上准备顶升和加高梁体必需的钢板垫块(厚20mm)、薄钢板(厚2ram)和支座等施工必需的材料,为了适应调坡时各个梁体提升高度不一致的情况,需要准备高度分别为100mm、80mm、60mm的三种型号永久垫块,以适应不同的支垫高度需求。

4.3顶升施工

各项准备工作完成后首先进行试顶升,以此检验液压系统、锁止系统和梁体有无异常情况。各系统检验没有异常后方可开始正式开始顶升施工。正式顶升采用整体提升,逐步调坡的方式进行施工。千斤项的行程为40mm,每次千斤顶顶升30mm,加设20ram厚的钢板,然后缓慢落梁,加高千斤顶下垫板,再次进行顶升,

加设垫板,第五次顶落粱循环后,撤掉前四次加设的钢板,垫设6O~100mm厚的永久垫块。往复循环,每次加设的永久垫块与之前的永久垫块进行焊接,直到加设垫块(垫板)的高度等于桥梁设计增高高度。由于箱梁横向是不等量提升,每次加设的钢板高度会有不同,施工中采用2mm薄钢板以及坡度钢板进行调整。随着梁体的提升和调坡,支座与梁体下垫石平面将形成4%的坡度(原来为.2%,调整后为2%),采用预先加工好的4%的坡度板进行调整。

4.4加高垫石及挡块

在梁体均顶升完成后,撤除所有千斤顶和设备,清理桥台并凿毛处理,然后架设模板,按设计要求浇筑混凝土,将永久垫块使用混凝土包裹,形成加高的垫石,并施工加高或新增加的挡块。

 

5、顶升注意事项及准备工作

顶升时,左右侧的提升精度控制在0.5mm以内。安放千斤顶之前,将墩顶的表面凿平,并用快硬水泥进行找平或者用2~3mm厚的橡胶片垫在箱梁的下方,以减小局部的应力集中。顶升到位后,并及时锁紧各个千斤项处的分油阀,以防止意外落梁情况的发生。所有支座安装好,落梁后都不得出现有脱空、倾斜、偏载等病害,有垫石不平、开裂、做低等情况的,应用快速垫石灌浆料进行修复,使得安装好后的支座均匀受力。新支座在安装上梁之前应进行力学性能检测。顶升梁体,所有独立工作液压系统单元进行力的控制和监测。

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