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1、安新高速公路改造桥梁顶升施工组织设计上海天演建筑物移位工程有限公司同济大学建筑物移位技术研究中心二一年三月 / 目录第一章 概述11.1 工程概况11.2本工程的施工特点和难点5第二章 方案确定62.1 顶升方案的确定62.2 反力基础的构建6第三章 总体施工方案93.1 编制依据93.2 编制原则93.3 反力基础93.4 千斤顶的选用及配置103.5 千斤顶分组133.6 顶升行程监测143.7 整体顶升143.8 垫石的更换143.9浇注盖梁顶混凝土143.10 抗震挡块的恢复153.11施工进度计划及工期保证措施15第四章 主要工序施工194.1 确定顶升高度194.2 钢管混凝土垫石
2、的预制194.3 构建顶升反力基础194.4 清理伸缩缝204.5控制系统204.6顶升准备204.7称重234.8 试顶升244.9正式顶升244.10液压系统拆除26第五章 PLC液压同步顶升系统275.1 同步顶升系统组成275.2 系统特点275.3 主要技术指标285.4 液压控制系统295.5 顶升系统控制原理295.6 电控系统29第六章 监测方案326.1 监测目的326.2 监测部位及监测内容326.3 监测准备326.4 监测方案实施336.5 监测组织安排33第七章 应急预案347.1电脑控制系统故障347.2 液压设备故障347.3梁体监测值超限事故357.4恶劣气候3
3、5第八章 质量管理体系和保证措施368.1质量承诺368.2质量管理体系368.3质量检查程序368.4质量保证措施38第九章 安全生产、文明施工409.1安全生产的计划与措施409.2文明施工的计划与措施429.3环境保护48第一章 概述1.1 工程概况安阳至新乡高速公路改造，改造内容：路面加宽、标高抬升，考虑到成本及工期的因素，决定采用整体顶升的方式调整沿线桥梁标高。图1-1 高速公路改造段示意图改造段内桥梁列表如下：表1-1 试验段内需顶升桥梁列表116K102+329.70分离式立交1*16m预应力混凝土空心板0.1040.087117K103+443.07中桥3*16m预应力混凝土空
4、心板0.0810.086118K104+630.10分离式立交1*10m预应力混凝土空心板0.1060.101119K104+902.02中桥3*16m预应力混凝土空心板0.0850.094120K106+729.05小桥1*16m预应力混凝土空心板0.0820.093121K108+948.92中桥2*16m预应力混凝土空心板0.0980.083122K109+340.95中桥3*16m预应力混凝土空心板0.0880.084上部结构：跨径不一的预应力空心板，桥面连续；下部结构：双柱式单排架桥墩，桥台分两种：一种是双柱式单排架桥台，另一种是重力式U型桥台；基础：除重力式桥台是天然浅基础外，其余
5、均为钻孔灌注基础。图1-2 单孔桥现场图片图1-3 多孔桥现场图片1.2本工程的施工特点和难点1、桥梁众多，不可预测因素较多；2、工期紧，对各工序连续作业要求较高；3、一次性投入的设备较多。第二章 方案确定2.1 顶升方案的确定桥梁顶升的方式主要分两种：一、断柱顶升，顶升到位后连接墩柱该顶升方式主要适用于顶升高度较大（1m以上）的工程。二、直接顶升梁体，接高盖梁或支座垫石该顶升方式主要适用于顶升高度较小（1m以下）的工程。从表1-1看，该改造段内桥梁顶升高度较小，大部分在10cm左右，最大的不超过30cm，考虑到工期及造价的因素采用直接顶升梁板、接高支座垫石的顶升方案。2.2 反力基础的构建根
6、据该顶升工程中桥梁结构的形式，反力基础的构建分以下三种情况：1、梁底与盖梁底的空间高度够12cm（双作用千斤顶最小高度11.5cm）的情况直接在梁底与盖梁底间的空间高度内安装顶升千斤顶实施顶升。这种方法最为直接，工期最短，是此类顶升工程中首选的方案。从现场勘察的情况来看部分桥梁可以采取此种顶升方案。图2-1 直接安装超薄千斤顶实施顶升示意图片2、梁底与盖梁空隙小于12cm，但桥下地面做过硬化处理的情况（如图1-2所示情况）。直接在桥下摆放枕木等构件，安装钢支撑、千斤顶。为了更好的实现顶升的同步性，在梁底安装分配梁。图2-2 利用地面、钢支撑、千斤顶、分配梁顶升示意图 该工程中单孔桥可以利用此种
7、方案。3、梁底与盖梁空隙小于12cm，桥下地面未做过硬化处理的情况，如下图所示。图2-3 桥下天然地面示意图片这种情况下通过在盖梁上与梁板对应的位置对应的位置植筋安装钢牛腿构件钢牛腿千斤顶顶升体系。图3-3 钢牛腿千斤顶顶升示意图片该工程中，盖梁端部高度较小，需采用专门针对此种情况设计的Z字形钢牛腿。此种牛腿的最大优点是能为千斤顶的安装创造空间，其缺点是由于开始承压时有一定的向下的位移，容易出现上盖板将边缘混凝土压裂的情况，解决方案是安装时在上盖板与混凝土间垫设1cm厚的木板。其安装示意图如下图3-4 Z字形钢牛腿安装示意图第三章 总体施工方案3.1 编制依据（1）公路桥涵设计通用规范（JTG
8、 D60-2004）；（2）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）；（3）公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）；（4）钢结构设计规范（GB50017-2003）；（5）该桥部分原设计图纸；（6）现场考察情况；（7）上海音乐厅顶升平移工程、济南燕山立交顶升工程、湖州市岂风大桥顶升、天津海河狮子林桥、天津海河北安桥、莘奉金高速公路（A4高速）颛兴路跨线钢桥顶升、上海（A5一期）吴淞江大桥顶升工程等数十座桥梁的顶升经验。3.2 编制原则（1）遵照国家现行的技术规范和标准；（2）充分发挥我公司专业优势，做到依靠科技，精心组织，合理安排，做到施工方案最优化
9、，确保顶升过程中结构的稳定和安全； （3）合理优化施工方案，尽量缩短工期；（4）坚持科学态度，积极创新；采用新工艺、新方法，确保工程安全，减少工程实施对交通和环境的影响。在编制过程中，通过方案比选，推出能比较实际解决当前桥梁顶升的总体方案，并侧重工程的可实施性。3.3 反力基础1、梁底与盖梁底的空间高度够12cm的利用盖梁作为反力基础，安装薄千斤顶实施顶升；2、梁底与盖梁间的空间高度小于12cm，但桥下地面做过硬化处理的话，利用桥下地面作为反力基础，垫设一定厚度的枕木等构件，安装钢支撑、千斤顶，在梁底横桥向安装分配梁实施顶升；3、梁底与盖梁空隙小于12cm，且桥下地面未做过硬化处理的话，在盖梁
10、上与梁板对应的位置植筋安装钢牛腿，构建钢牛腿千斤顶顶升体系实施顶升。3.4 千斤顶的选用及配置如果梁底与盖梁间的空间高度够12cm，选用11.5cm高的双作用超薄千斤顶，单孔桥每侧布置13台千斤顶，单个千斤顶最大顶升力200吨，单孔桥配置的千斤顶最大可提供4800吨的顶升力，远大于单孔梁板的重量，满足顶升要求。千斤顶的布置如下图所示。图3-1 双作用超薄千斤顶布置图图3-2 该种超薄千斤顶在类似顶升工程中的应用该千斤顶均配有液压锁，可防止任何形式的系统及管路失压，从而保证负载的有效支撑。此种千斤顶另一大比较适合在该工程中应用的特点是：顶身顶部均配有螺旋装置，顶升到位后，拧紧螺帽，可以实现长期负
11、荷，便于支座更换及后序工作。图3-3 超薄顶螺旋装置示意图片如果梁板与盖梁间空间高度较小，不能安装双作用超薄千斤顶，而利用桥下地面或钢牛腿作为顶升反力基础，则选用行程较大的200吨千斤顶，该千斤顶最大行程140cm，可以大大提高顶升速度。图3-4 200吨、行程140mm千斤顶应用图片如果利用桥下地面做顶升反力基础，单孔每侧沿横桥向均匀布置5台千斤顶，利用分配梁实施顶升，这样更容易实现顶升同步性。图3-5 利用桥下地面做反力基础的千斤顶安装示意图如果安装钢牛腿作为顶升反力基础，则千斤顶的布置形式与数量跟超薄千斤顶的布置相同，布置图如下图所示。图3-6 利用钢牛腿做反力基础的千斤顶安装示意图该千
12、斤顶均配有液压锁，可防止任何形式的系统及管路失压，从而保证负载的有效支撑。上述该工程中选用的两种千斤顶均多次在支座更换、桥梁顶升中应用，千斤顶本身的质量得到了很好的验证，作业性能也得到了很好的发挥。3.5 千斤顶分组为了更好的监控所有顶升千斤顶、更好的实现所有千斤顶的顶升同步性，顶升前将所安装的所有千斤顶分组。每孔桥单侧的所有千斤顶（12个或是5个）分为一组。图3-7 千斤顶分组示意图（以两孔桥为例）每个桥台或桥墩处配置一台变频式泵站。每组千斤顶设两个监控点，每个监控点配置一台拉线式传感器，顶升过程中实时检测并控制顶升高度及顶升速度。拉线式传感器的安装如图3-8所示。图3-8 拉线式传感器安装
13、图片3.6 顶升行程监测采用精度为0.01mm的拉线式传感器。3.7 整体顶升采用整体同步顶升实施顶升，各顶升点同步到位。采用超薄千斤顶顶升时，超薄顶最大行程3cm，需要多个循环顶升。顶升时准备与顶升高度、行程相对应的临时垫块。3.8 垫石的更换顶升到位后，顶升结构的荷载全部转换至千斤顶上，将原垫石取出，将垫石下水泥砂浆凿除干净，打磨平整，铺设一定厚度（3-5mm）的干拌水泥砂浆，安装新预制钢管混凝土垫石、新支座，将荷载转换至支座上。3.9浇注盖梁顶混凝土新垫石安装完成后，在盖梁顶浇注一定厚度的混凝土，其厚度根据垫石高度而定：垫石高度小于等于30cm时，现浇8cm厚混凝土；垫石高度大于30cm
14、时，现浇15cm厚混凝土。混凝土均采用C40细石混凝土。3.10 抗震挡块的恢复从现场情况看，部分抗震挡块有破损的情况，顶升后对其进行修复。首先将原破碎抗震挡块凿除，将原钢筋凿除，在相应的位置植入与原配筋相同数量、直径的钢筋，植筋深度视钢筋直径、所选用的植筋胶而定。待植筋强度达到要求，立、浇注C40细石混凝土。3.11施工进度计划及工期保证措施3.11.1 人员组织施工高峰期计划安排劳力60人，其中电焊工3人，架子工10人，顶升操作工30人，泵站操作组5人，其它工种12人，必要时各作业班组进行调配3.11.2 交通组织桥梁顶升期间，顶升作业所在的半幅高速公路封闭，另外半幅双向通行，半幅对换施工。3.11.3 用电计划 高峰期计划用电50kw，自备发电机发电，为确保工程顺利进行，现场配备三台50kw发电机，其中一台为备用。3.11.4 施工组织机构设置高级顾问组 项 目 经 理 副 经 理总 工 程 师技 术 负 责 施 工 负 责
