單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法

單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法適用范圍

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》適用于市政、公路橋梁中預制板梁結(jié)構(gòu)的板式支座更換施工。

單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法工藝原理

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》原理是采用單作用液壓頂升系統(tǒng)將同墩的預制梁板同步整體頂升，使原有板式支座脫離，并建立以千斤頂為支撐的新體系，同時進行板式支座更換。單作用千斤頂同步升降液壓泵站（SXSLC-DZY-B4），利用若干變頻調(diào)速液壓泵作驅(qū)動，在壓力和位移閉環(huán)自動控制下，實現(xiàn)多片梁板同步頂升或同步降落，很好地解決了液壓頂升系統(tǒng)在頂托多片梁板時使多點協(xié)調(diào)一致地完成高精度同步升降困難的技術(shù)問題。

單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法施工工藝

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》的施工工藝流程及操作要點敘述如下：

• 工藝流程

單墩同步整體頂升板式支座更換施工工藝流程見圖1。

• 操作要點

一、施工準備

1.對2009年前的橋梁板式支座情況進行勘測、統(tǒng)計、分析，按照設計施工圖進行比照，準備相應的鋼板、支座以及掛藍等材料；

2.檢查及校驗頂升設備；

3.對擬參加施工的人員進行技術(shù)交底；

4.做好施工便道、臨時用電和臨時用水布設的工作。

二、操作平臺搭設

1.施工順序：鋼管梯搭設→掛點放樣→安裝掛籃→安裝縱向水平桿→扎安全網(wǎng)→作業(yè)層鋪腳手板。

2.人員上下采用鋼管樓梯，鋼管樓梯盡量選擇搭設在蓋梁兩端的空地上。

3.根據(jù)設計要求尺寸，對各個吊掛點進行放樣，其水平誤差控制在10毫米內(nèi)。

4.安裝L63×8角鋼掛籃，角鋼掛籃在工廠預制，運輸?shù)焦さ噩F(xiàn)場在夜間利用GKZ-12型曲臂自行式高空作業(yè)平臺，將角鋼掛籃掛在蓋梁上。緊貼蓋梁側(cè)面的桁架腹桿用錨栓將掛籃固定在蓋梁上，具體可見圖2。

5.縱向水平桿安裝在角鋼掛籃的下弦桿及外側(cè)的腹桿上，采用扎絲固定。

6.縱向水平桿安裝完后即扎二道安全網(wǎng)，第一道安全網(wǎng)網(wǎng)目密度不低于2000目/100平方厘米，防止在施工過程中的螺絲螺母掉落；第二道安全網(wǎng)采用直徑4毫米維綸材料制成的網(wǎng)格不大于80毫米，防止在鋪腳手板時物體墜落。

7.作業(yè)層腳手板應鋪滿、鋪穩(wěn)。作業(yè)層端部腳手板探頭長度取150毫米，板長兩端應與支承桿可靠固定。

三、頂升設備安裝

1.千斤頂選用：蓋梁與梁板之間的空間狹小，選用超薄千斤頂作為頂升設備。千斤頂參數(shù)：最大頂力100噸，本體高度50毫米，底座直徑170毫米，頂帽150毫米，行程15毫米（根據(jù)工程實際工程情況選用超薄千斤頂型號）。

2.千斤頂布置：根據(jù)頂升重量及頂升的穩(wěn)定性要求，千斤頂布置在兩塊梁板絞縫下方的蓋梁上。具體布置如圖3、圖4。

3.整體頂升千斤頂上下支撐點：蓋梁頂面用粘鋼膠找平并墊1~2厘米鋼板作為整體頂升千斤頂下支撐點，梁板底部在兩片板梁處用1~2厘米（視蓋梁與梁板間距調(diào)整）鋼板墊平作為整體頂升千斤頂上支撐點。為便于頂升操作，所有千斤頂均按向上方向安裝，即千斤頂?shù)鬃谏w梁上，油缸在梁板底部。

4.千斤頂安裝時應保證千斤頂?shù)妮S線垂直。以免因千斤頂安裝傾斜在頂升過程中產(chǎn)生水平分力。保證油頂安裝穩(wěn)固后再接通單作用千斤頂同步升降液壓泵站，組成頂升系統(tǒng)。

四、預頂升

在正式頂升前進行預頂，預頂主要是為了消除支撐點下的非彈性變形，使位移傳感器的顯示位移歸零，這樣才能真實反映出頂升過程中梁板的位移。另外通過預頂可以檢査出梁板頂升有無遇障礙物等異常情況。

五、正式頂升

1.頂升

預頂升后，觀察若無異常，便進行正式頂升，千斤頂頂升以2毫米為一級，每頂升完成一級需進行百分表讀數(shù)，傳感器讀數(shù)、梁板情況、橋面情況記錄匯總，梁板頂升以滿足支座更換施工要求高度為準，并且控制在1厘米以內(nèi)。頂升過程中，單作用千斤頂同步升降液壓泵站，利用若干變頻調(diào)速液壓泵作驅(qū)動，在壓力和位移閉環(huán)自動控制下，實現(xiàn)多片梁板同步頂升。

2.頂升過程監(jiān)測

頂升過程監(jiān)測主要包括：梁板位移同步性監(jiān)測、梁板結(jié)構(gòu)觀察、橋面觀察。

每臺單作用千斤頂同步升降液壓泵站配套有4個位移傳感器，泵站通過傳感器反饋的數(shù)據(jù)進行壓力調(diào)節(jié)，以控制梁板的同步位移。為防止出現(xiàn)意外，增加同步可靠性，需設置位移同步監(jiān)測設備。每兩塊梁板上設置一百分表，精度為0.01毫米，百分表讀數(shù)與位移傳感器讀數(shù)相互校核，百分表與位移傳感器的讀數(shù)差控制在0.1毫米以內(nèi)，如有異常，需暫停頂升，對百分表、傳感器、泵站進行檢查。安排專人檢查頂升過程中梁板、絞縫、橋面是否出現(xiàn)異常。

六、支座更換

準備上下鋼板及支座→頂升到位→取出舊支座、上鋼板及下鋼板→下鋼板安裝→支座安裝→上鋼板安裝。

1.準備一個墩支座更換施工所需的上下鋼板及支座；

2.頂升到位后，利用榔頭、鋼釬將上下鋼板、支座敲松，取出舊支座及上下鋼板。

3.根據(jù)原位置安放下鋼板。下鋼板安放必須保證水平，擺放時用水平尺進行四角調(diào)平，調(diào)平后下鋼板與混凝土面之間用粘鋼膠固定。

4.安放支座，支座擺放位置正確，且保證水平。

5.在上鋼板上方涂抹4~5毫米粘鋼膠，然后安放在橡膠支座上方，全部上鋼板安裝時間要求控制在2小時之內(nèi)完成，并清除原梁底的銹跡、污垢及蓋梁頂面。

6.將取出的上下鋼板打磨除銹，用于下一墩支座更換施工。

七、落梁（保壓）

全部安放完畢后，千斤頂慢慢回油，使梁體慢慢回落至原標高，將支座粘鋼調(diào)平膠回壓到四周溢出，用千斤頂支撐保壓24小時。

八、卸壓、拆除頂升設備

千斤頂保壓24小時后，粘鋼膠已經(jīng)完全固化，千斤頂卸壓后拆除頂升設備。

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》的材料設備有：

1.操作平臺材料：L63x8角鋼、ф48鋼管、腳手片、密目網(wǎng)、錨栓。

2.支座更換材料：鋼板、粘鋼膠、板式橡膠支座。

3.主要設備：

以更換每跨由17塊板梁組成的單墩支座的機具設備為例，其主要機具設備見表1。

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》的工法特點是：

1.單墩整體同步頂升操作簡便，安全可靠。

2.頂升同步性好，對板梁間較縫及橋面鋪裝幾乎無損壞。

3.機械化程度高，減輕了人工工作量，加快了施工進度，降低了施工的綜合成本，提高了經(jīng)濟社會效益。

4.采用懸固在蓋梁上的掛籃操作平臺，對橋下的交通通行影響較小。

橋梁結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件的使用年限與整橋的設計使用年限密切相關(guān)，往往橋梁支座的使用年限要小于橋梁的設計使用年限。造成橋梁支座損壞的原因有：部分橋梁板4個支座存在不同面現(xiàn)象，長期運營過程中支座老化變形不均勻加劇了這個現(xiàn)象；支座膠水老化，橋梁在活載作用下不規(guī)則振動使支座錯位、掉落等；支座的橡膠老化接近使用期限。

截至2009年，大量運營中的橋梁需要進行支座更換，對于預制板梁結(jié)構(gòu)的板式橡膠支座更換施工，關(guān)鍵是在狹小的操作空間內(nèi)、保證板梁?？p及橋面鋪裝不受損壞以及橋梁上下城市交通保持正常通行的情況下完成支座更換，《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》就是為了解決這些問題而總結(jié)形成的。

• 質(zhì)量控制執(zhí)行國家相關(guān)規(guī)范及標準

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》在施工過程中按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ 041-2000的相關(guān)要求控制，施工質(zhì)量應達到《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》CJJ 2-2008。

• 質(zhì)量控制要求

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》的質(zhì)量控制要求如下：

1.支座安裝允許偏差

支座安裝允許偏差見表2。

2.質(zhì)量保證措施

1）建立健全質(zhì)量保證體系，加強對工作人員的崗位培訓。

2）對進場支座進行檢測，檢測結(jié)果合格方能用于支座更換施工。

3）嚴格控制頂升高度在1厘米以內(nèi)，確保梁板間絞縫及橋面鋪裝不受損壞。

4）操作人員應熟悉設備的性能并按照設計要求自檢操作工序達到質(zhì)量標準，質(zhì)檢人員需要跟班檢查頂升監(jiān)控設備架設、支座更換施工等關(guān)鍵工序。

• 經(jīng)濟效益

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》施工設備先進，人員投入少；工藝先進，施工效率高，節(jié)省了工程成本。相比較傳統(tǒng)工藝采用單作用千斤頂同步升施工工藝可以節(jié)約勞動力投入約30%，減少工程投資10%左右。采用掛籃操作平臺，掛籃在工廠預制成型，可以重復利用6~8次，也節(jié)省了滿堂腳手架的材料投入15%，減少工程投資約8%。共計減少投資約18%。

• 工期效益

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》工法采用機械化、自動化施工，協(xié)調(diào)性大大提高，’能夠確保一次性頂升到位，縮短了工期。其中橋梁頂升的施工時間縮短50%以上。

• 社會效益

采用《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》進行支座更換施工，梁板頂升高度小，不影響橋面交通通行，采用掛籃操作平臺，不影響橋下交通通行。

注：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

采用《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》施工時，除應執(zhí)行國家、地方的各項安全施工的規(guī)定外，尚應遵守注意下列事項：

1.建立健全安全崗位責任制。從項目部到作業(yè)班組，實行安全生產(chǎn)責任制，由專人負責，未經(jīng)崗前教育和安全教育者不得上崗工作，特種作業(yè)人員必須持證上崗。在施工前對施工操作人員進行安全及技術(shù)交底。

2.所有機電設備都要滿足國家安全認證。機械夜間作業(yè)必須保證有充足的照明。

3.掛籃側(cè)面及底面的密目網(wǎng)一定要綁扎密閉，防止高空墜物發(fā)生安全事故。

4.必須安排專職安全員對操作平臺、進行安全巡查，消除現(xiàn)場存在的安全隱患。

5.掛籃安裝人員在裝、拆掛籃時必須系安全帶。

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》的應用實例如下：

• 杭州市慶春立交橋改善工程

杭州市慶春立交橋改善工程位于杭州市慶春路與環(huán)城東路、凱旋路交叉口處，其上部結(jié)構(gòu)采用預應力混凝土空心板梁，工程2010年8月30日開工，2010年10月10日竣工，板式支座型號有固定150x200x35、滑動150x200x35、固定200x220x35、滑動200x220x35、固定200x250x35、滑動200x250x35，該工程共計更換板式橡膠支座1634個。

板式橡膠支座更換采用了單墩同步整體頂升更換板式支座施工工法，支座更換施工期間橋面、橋下交通均未受到影響。支座更換完成后，對橋梁梁板、橋梁絞縫、橋面鋪裝進行了檢查，檢查發(fā)現(xiàn)橋梁梁板、絞縫均未出現(xiàn)破壞，橋面鋪裝未出現(xiàn)裂縫，支座更換施工未對橋梁造成破壞。

• 杭州市京杭運河橋梁（大關(guān)橋）整治工程

杭州市京杭運河橋梁（大關(guān)橋）整治工程位于杭州市拱墅區(qū)大關(guān)路跨越京杭運河處，老橋建于20世紀末，上部結(jié)構(gòu)為預制空心板梁結(jié)構(gòu)，該次整治工程擬對該橋的160個板式橡膠支座進行更換，工程于2005年5月20日開工，2005年12月30日竣工。

板式橡膠支座更換采用了單墩同步整體頂升更換板式支座施工工法，支座更換施工的同時確保了橋上交通、橋下航道的正常通行。通過支座更換，改善了橋梁的通車狀況，取得了良好的社會效益。在支座更換完成后，對橋梁梁板、橋梁絞縫、橋面鋪裝進行了檢查，檢查發(fā)現(xiàn)橋梁梁板、絞縫均未出現(xiàn)破壞，橋面鋪裝未出現(xiàn)裂縫，支座更換施工未對橋梁造成破壞。

• 杭州市杭玻路橋抬升工程

杭州市杭玻路橋抬升工程位于杭州市下城區(qū)杭玻路跨越上塘河處，上部結(jié)構(gòu)為預制空心板梁結(jié)構(gòu)，該次整治工程擬將橋梁整體抬升69厘米后同時對288個板式橡膠支座進行更換，工程于2009年6月23日開工，2009年9月22日竣工。

板式橡膠支座更換采用了單墩同步整體頂升更換板式支座施工工法，支座更換支座更換施工的同時確保了橋上交通、橋下航道的正常通行。通過支座更換，改善了橋梁的通車狀況，取得了良好的社會效益。在支座更換完成后，對橋梁梁板、橋梁絞縫、橋面鋪裝進行了檢查，檢查發(fā)現(xiàn)橋梁梁板、絞縫均未出現(xiàn)破壞，橋面鋪裝未出現(xiàn)裂縫，支座更換施工未對橋梁造成破壞。

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》的環(huán)保措施如下：

1.施工過程中對于液壓油、粘鋼膠嚴格管理，廢棄油料、膠水不得傾倒施工現(xiàn)場，應收集后統(tǒng)一處理。

2.各種機械設備都要安裝良好的噪聲消聲裝置，噪聲大的空壓機等盡量不在晚間使用，必須夜間使用的高噪聲設備均應采取各種防護、降噪措施，使噪聲盡量控制在市環(huán)保部門規(guī)定范圍之內(nèi)。

3.支座中鋼板進行回收再利用，并且橡膠交于專業(yè)廠家處理。

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布《關(guān)于公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質(zhì)[2011]154號，《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。

橋梁支座端多點整體同步頂升施工工法適用范圍

《橋梁支座端多點整體同步頂升施工工法》適用于橋梁工程，已形成整體的上部結(jié)構(gòu)調(diào)整、維修或更換支座。只要橋梁安裝有橡膠支座，不論是梁式橋還是板式橋，不論是在建工程，還是正在通行的橋梁，該工法都能完全適用。尤其是對于正在通行的老舊橋梁，該工法的優(yōu)越性更明顯，它無須封閉交通，橋面交通正常，橋下正常施工，也不會有安全隱患。

橋梁支座端多點整體同步頂升施工工法工藝原理

《橋梁支座端多點整體同步頂升施工工法》工藝原理是：多頂同步聯(lián)動千斤頂安裝在橋梁梁板的下面，運用電腦及傳感器控制千斤頂對整跨橋梁全幅同時同步頂升，以調(diào)整或更換支座。多頂同步聯(lián)動千斤頂由一臺高壓油泵、一臺分流器、多個薄型千斤頂、高壓油管和電腦控制設備組成的系統(tǒng)。通過電腦控制，多個薄型千斤頂可實現(xiàn)同步頂升。由于是整跨橋梁同時頂升，頂升的高度只有幾毫米，只要梁板底面脫離支座并能取出支座即可。所以橋面無須封閉交通，頂升作業(yè)也不會對橋梁的結(jié)構(gòu)造成任何損傷。

橋梁支座端多點整體同步頂升施工工法施工工藝

《橋梁支座端多點整體同步頂升施工工法》的施工工藝流程如下：

確定需更換或調(diào)整支座部位一清理蓋梁垃圾一確定千斤頂安裝位置一安裝千斤頂一連接電腦及位移傳感器一檢查頂升系統(tǒng)一啟動電腦頂升一取出原支座及鋼板一更換新的支座、環(huán)氧砂漿修復一回油落梁。

《橋梁支座端多點整體同步頂升施工工法》具有以下效益：

1. 以二廣國家高速公路湖南邵陽至永州段永州合同段K39 660中橋為例，該橋是一座3 x 16米空心板中橋，梁板為簡支安裝，橋面連續(xù)。左右幅單跨均為10片梁，全橋總長74米，寬26米，應用橋梁支座端多點整體同步頂升施工技術(shù)，在8處蓋梁部位頂升，更換與調(diào)整支座129個，總共只用了6填時間。采用別的施工方法，要進行支座的調(diào)整與更換將十分困難，一是要封閉交通，二是要動用大型機械，勢必會破壞橋梁橋面，工期至少要半個月以上，費用至少也在5萬元以上。而采用多頂同步頂升千斤頂整跨同時起頂，沒有封閉交通，沒有對橋梁本身結(jié)構(gòu)造成傷害，只花了6000元，工期也很短。經(jīng)濟效益明顯。

2. 以二廣國家高速公路湖南邵陽至永州段邵陽合同段K32 765大橋為例，該橋是一座8跨30噸形梁大橋，梁板為簡支安裝，橋面連續(xù)。左右幅單跨均為6片梁，全橋總長264米，寬26米，應用橋梁支座端多點整體同步頂升施工技術(shù)，在6處蓋梁部位起頂，更換與調(diào)整支座48個，總共只用了7天時間。采用別的施工方法，要進行支座的調(diào)整與更換將十分困難，一是要封閉交通，二是要動用大型機械，勢必會破壞橋梁橋面，工期至少要20天以上，費用至少也在10萬元以上。而采用多頂同步頂升千斤頂整跨同時起頂，沒有封閉交通，沒有對橋梁本身結(jié)構(gòu)造成傷害，只花了8000元，工期也很短。經(jīng)濟效益明顯。

3. 以二廣國家高速公路湖南邵陽至永州段永州合同段K101 470互通橋為例，該橋是一座3跨20米空心板互通跨線橋，梁板為簡支安裝，橋面連續(xù)。左右幅單跨均為10片梁，全橋總長96米，寬26米，應用橋梁支座端多點整體同步頂升施工技術(shù)，在8處蓋梁部位起頂，更換與調(diào)整支座79個，總共只用了5天時間。采用別的施工方法，要進行支座的調(diào)整與更換將十分困難，一是要封閉交通，二是要動用大型機械，勢必會破壞橋梁橋面，工期至少要半個月以上，費用至少也在6萬元以上。而采用多頂同步頂升千斤頂整跨同時起頂，沒有封閉交通，沒有對橋梁本身結(jié)構(gòu)造成傷害，只花了5000元，工期也很短。經(jīng)濟效益明顯。

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布《關(guān)于公布2009~2010年度國家級工法的通知》建質(zhì)[2011]154號，《橋梁支座端多點整體同步頂升施工工法》被評定為2009~2010年度國家二級工法。