铁路桥梁顶升施工组织设计

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铁路桥梁顶升施工组织设计

根据支座反力,及牛腿受力情况,在梁两端的墩(台)上布置千斤顶,单侧需布置6台,全桥共布置36台千斤顶。单侧布置如下图所示:

为便于顶升操作,所有千斤顶均按向下方向安装,即千斤顶底座固定在梁体下的钢垫板上,千斤顶可通过螺栓直接固定在钢垫板经计算确定的位置处,并要保证加力中心点位于支座中心连线上千斤顶安装时应保证千斤顶的轴线垂直。以免因千斤顶安装倾斜在顶升过程中产生水平分力。

(4)顶升专用垫块

顶升专用临时钢垫块用在千斤顶下。临时钢垫块采用400×400×150mm钢结构垫板,为避免顶升过程中支撑失稳,钢垫块间应用螺栓牢固的连接。

毕生高速支线实施性施工组织设计4、PLC液压顶升系统安装、调试

本桥顶升设备采用一台PLC控制室、2台液压泵站、36台100吨液压千斤顶;PLC控制室放置在桥面上,1台泵站分别放置在两侧桥台上。安装完成后,进行顶升系统的空载调试。

全桥整体顶升在由PLC控制室发出指令后,顶升系统即全面起动,千斤顶每次顶升100mm后,用临时钢垫块操垫,千斤顶回油,荷载转换至钢筋混凝土垫块上,再在千斤顶下对应处支撑上安置钢垫块垫紧后,进行下一轮顶升,如此循环至设计顶升高度(700mm)后,将钢结构临时支撑顶紧、桥梁荷载转换至钢筋混凝土垫块上后,千斤顶收油完成顶升工作;即可拆除PLC液压顶升系统。

6、桥墩、台加高及全面恢复

顶升完成后即可进行桥墩台接高工作。

(1)使用预置C30钢筋混凝土垫块放入桥台梁下,并且在桥台垂直向植入钢筋,并于C30垫块预留出来钢筋相焊接。桥台加高需要凿毛台帽上顶面以及背墙前缘,桥墩接高需凿毛盖梁顶面。

模板采用钢模板,并按设计尺寸制作,现浇之前需在模板内表面涂脱模剂,并将模板内侧清理干净。同时也要确保其强度、刚度、稳定性。

1)施工工艺流程:搅拌机搅拌→气轮人工翻斗车运输至桥台→串管或溜槽投料→砼浇筑→砼振捣→养护

2)连接桥台的混凝土采用C30混凝土,在砼浇筑过程中应缓慢放料,并分层浇捣密实。

(4)其中桥面附属设施的拆除工程,只对桥台的部分栏杆在不破坏的情况下进行拆除,桥台的伸缩缝进行拆除并用原伸缩缝进行恢复施工。

(5)桥面附属设施的恢复工程,对桥台进行加高,并对其顺坡至桥台最边缘,并在加高部分进行安装伸缩缝与栏杆。

1、施工现场项目组织机构

工程实行项目经理负责制,以项目经理为主,组建项目经理部,负责该工程的指挥和管理,执行各项国家规范、规程、标准以及本工程项目设计,保质保量完成施工任务。项目经理部设项目经理(赵殿峰)、技术负责人(程文)、施工员(郭志刚)、安全员(黄元武)、预算员(冷淼红)、材料员(班国峰)、质检员(王海)等五大员管理岗位,各工作人员一律持证上岗。

在桥台及桥墩的T梁腹板下面安装钢牛腿,作为顶升上着力点,千斤顶倒焊接安装在T梁腹板下的钢板上。其中需顶升部分总重量为 590 T,每个牛腿可以提供24T的承载力,全桥共有36个牛腿,可以提供 864 T的承载力,安全系数为 1.46 。

本桥在顶升过程中,我们对其的横向限位为在墩台位置安装三角限位装置,其都用L160*10的角钢。

本工程所采用的PLC液压同步顶升技术,同时液压千斤顶根据分布位置分组,与相应的位移传感器组成位置闭环,以便控制桥梁顶升的位移和姿态,同步精度为±2.0mm,确保顶升时盖梁、板梁结构安全。

1.根据液压控制系统的性能,为便于顶升精度的控制,在桥台南北面分别布置两台位移传感器,以便更好的监测顶升姿态。根据力及位移信号,由主控室的PLC控制整个顶升过程。

2.顶升液压缸由泵站控制,通过安装在盖梁东西两侧的位移传感器监测顶升姿态。根据力及位移信号,由主控室的PLC控制整个顶升过程。

顶升专用垫块是采用40×40×18cm及40×40×16cm两种预制C30钢筋混凝土垫块。(详见混凝土垫块图)

顶升前在桥面上布置若干标高和中线观测点,精确测量各点的标高值及桥梁偏移情况,并做好记录,在取得设计认可的基础上,确定各点的精确顶升高度。并作好如下准备工作:

(1)顶升系统可靠性检验。

(2)成立顶升指挥系统。

(3)顶升液压系统布置。

(6)检查桥梁是否存有连接现象。

1、顶升系统可靠性检验

液压油的清洁度:液压油的清洁度是系统可靠的保证,本系统的设计和装配工艺,除严格按照污染控制的设计准则和工艺要求进行外,连接软管在工厂进行严格冲洗,封口后移至现场,现场安装完毕进行10次空载运行,以排除现场装配过程中,可能意外混入的污垢。

力闭环的稳定性:所谓力闭环就是当系统设定好一定的力后,力的误差在5%内,当力超过此范围后,系统自动调整到设定值的范围;力闭环是本系统的基础,力闭环的调试利用死点加压,在工厂内逐台进行。

位移闭环的稳定性:所谓位移闭环就是当系统给位移传感器设定顶升高度后,当顶升高度超过此高度系统自动降至此高度,当顶升高度低于此高度系统自动升至此高度,保证系统顶升的安全性与同步性。

2、成立顶升工程现场指挥部

现场指挥部设总指挥1名,全面负责现场指挥作业,指挥部下设4个职能小组:分别是监测组、控制组、液压组和作业组,负责相关的工作,各职能小组设组长一名。

各职能小组受总指挥统一指挥,向总指挥汇报工作,总指挥汇总各小组的意见后做出决策,并由总指挥向各职能小组发出指令,进入下一道工序工作;

所有参与顶升的施工的人员都进行工作的严格分工,在进入现场前进行充分的培训;

4、顶升系统结构部分检查

(1)千斤顶安装是否垂直牢固;

(2)顶升支架安装是否牢固;

(3)限位结构安装是否牢固,限位值设值大小是否符合要求;

(4)影响顶升的设施是否已全部拆除;

(5)主体结构上确已去除与顶升无关的一切荷载;

(6)主体结构与其它结构的连接是否已全部去除。

油缸安装牢固正确;泵站与油缸之间的油管连接必须正确、可靠;油箱液面,应达到规定高度;备用2桶液压油,加油必须经过滤油机;液压系统运行是否正常,油路有无堵塞或泄漏;液压油是否需要通过空载运行过滤清洁;

系统安装就位并已调试完毕;各路电源,其接线、容量和安全性都应符合规定:控制装置接线、安装必须正确无误;应保证数据通讯线路正确无误;PLC控制系统运行是否正常,液压系统对控制指令反应是否灵敏;各传感器系统,保证信号正确传输;系统能否升降自如;位移传感器的工作情况;各种阀的工作状况是否正常,是否需要更换;监测系统检查;百分表安装牢固、正确,没有遗漏;信号传输无误;

(3)初值的设定与读取

系统初始加载由液压工程师会同土建工程师共同确定并报总指挥,最终由系统操作员输入PLC;读取控制系统力传感器和位移传感器初值或将其归零;读取监测系统中百分表的初值或将其归零。

在每个桥台处的桥面上取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。顶升前应测得标高点初始值,以便顶升完成后进行复核。

7、检查桥梁是否存在连接现象

顶升前要对桥梁的各个部位进行仔细的检查,检查是否存有连接现象。以满足有释放空间。

①油缸、油管、泵站操纵台、监测仪等安装完毕检查无误;

②按计算荷载的70%~90%加压,进行油缸的保压试验5小时;

③检查整个系统的工作情况,油路情况。

①为保证顶升过程的同步进行,在顶升前应测定每个顶升点处的实际荷载

②称重时依据计算顶升荷载,采用逐级加载的方式进行,在一定的顶升高度内(1~10mm),通过反复调整各组的油压,可以设定一组顶升油压值,使每个顶点的顶升压力与其上部荷载基本平衡。

③为观察顶升处是否脱离,需用百分表测定其行程。

1、公路、铁路封锁安排

该桥在试顶升时公路面采取全部封锁,禁止车辆通行。桥梁顶升前后安排专人封锁桥梁,并且安放警示牌,防止车辆通行。试顶安排在一个封锁点内完成。试顶升前与防护人员联系,明确具体封锁时间后才能进行试顶,80分钟试顶完毕。若第一次试顶时无问题则在本次封锁时间可用来正式顶升,具体封锁时间与工作安排如下:

依据本桥工期的部署与人员、设备的组织,充分考虑铁路既有线的运营安全和最大限度减小对交通运营的干扰,对该桥在施工过程中提出以下封锁计划:

(1)第一个垂直封锁上下行线80分钟进行试顶升20mm。

(2)第二个垂直封锁上下行线120分钟,针对第一次试顶问题解决后的第二次试顶,若试顶无问题,则直接进入正式顶升。

(3)封锁点内的施工内容参见:《K1039+648试顶升封锁时间内工作安排》。

为了观察和考核整个顶升施工系统的工作状态以及对称重结果的校核,在正式顶升之前,应进行试顶升,试顶升高度20mm。

试顶升结束后,提供整体姿态、结构位移等情况,为正式顶升提供依据。

试顶升后,观察若无问题,便进行正式顶升,千斤顶最大行程为150mm,每一顶升标准行程为100mm。

1、顶升总流程见右图:

2、正式顶升,须按下列程序进行:

(1)操作:按预设荷载进行加载和顶升;

(2)观察:各个观察点应及时反映测量情况。

(3)测量:各个测量点应认真做好测量工作,及时反映测量数据;

(5)分析:若有数据偏差,有关各方应认真分析并及时进行调整。

(6)决策:认可当前工作状态,并决策下一步操作。

(1)每次顶升的高度应稍高于垫块厚度,能满足垫块安装的要求即可,不宜超出垫块厚度较多,以避免负载下降的风险;

(2)整体顶升过程中,认真做好记录工作;

(3)结构顶升空间内不得有障碍物;

(4)在顶升过程中,一定要随顶随操垫;

(5)顶升过程中,未经许可不得擅自进入施工现场。

(6)顶升过程控制:整个顶升过程应保持位移传感器的位置同步误差小于2mm,一旦位置误差大于2 mm或任何一缸的压力误差大于5%,控制系统立即关闭液控单向阀,以确保梁体安全。

每一轮顶升完成后,对计算机显示的各油缸的位移和千斤顶的压力情况,随时整理分析,如有异常,及时处理。顶升并固定完成后,测量各标高观测点的标高值,计算各观测点的抬升高度,作为工程竣工验收资料。

桥台钢筋混凝土垫块安装好并做好梁的横向支撑后,即可进行液压系统的拆除。

十、桥台加高和桥面的恢复

对台帽及台帽的加高部分进行浇筑C30的钢筋混凝土,详见桥台加固设计图。

恢复桥面栏杆,对局部破损的部位进行砂浆修补;露筋部位先进行除锈,然后再进行砂浆修补。

对桥梁的排水设施进行改造,利用其原有外露排水管,使用160PVC管于其外露排水管相连接,然后经过一根管道引流到柱墩附近的线路排水沟,主引流管道必须有3%的坡度,以便于排水。利用膨胀螺丝将管道于梁体和墩台相连接。(总体排水分布图,以及排水管固定图见下图)

对两侧的桥头抬高部分进行顺接施工,引道按设计图组织施工。桥面排水按排水孔水管与两侧新增的PVC管连接并横向引到线路两边排水沟。

第六章 主要分部分项工程施工

顶升支撑体系采用钢牛腿体系,钢牛腿与前墙采用植筋的方式进行连接,解决了整个体系的受力问题和千斤顶的安放位置问题。钢牛腿的详细布置图见施工图纸。

首先在两侧桥台内侧,两桥墩两侧搭建脚手架,以便后面安装牛腿、千斤顶等设备实施顶升。

顶升托架体系的主体采用钢牛腿提供千斤顶支撑反力。安装牛腿时,先按照牛腿布置图及牛腿本身的尺寸在台身上用电钻开孔,然后注入制定的锚固胶体,插入化学锚栓等胶体固结具体足够强度后安装牛腿,牛腿背面与混凝土壁之间由空隙的注入注浆料,待注浆料强度满足要求后安装千斤顶实施顶升。

1、PLC液压同步顶升系统

梁体顶升的重点在于保持梁结构的完整性,防止由于顶升作用点的不同步导至梁体扭曲而出现裂缝等各种病害。

2、PLC顶升系统的技术指标

(1)同步顶升系统组成

PLC控制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。由高压液压千斤顶,精确地按照梁的实际荷重,平稳地顶举梁体,使顶升过程中梁体受到的附加内应力下降至最低,同时液压千斤顶根据分布位置分成组,与位移传感器组成位置闭环,以便控制顶升的位移和姿态,同步精度为±2.0mm,这样就可以很好的保证顶升过程的同步性,保证结构的安全性。

PLC控制液压同步系统由液压系统(油泵、油缸等)、检测传感器、计算机控制系统等几个部分组成。

液压系统由计算机控制,可以全自动完成同步位移地坪施工方案,实现力和位移控制、操作闭锁、过程显示、故障报警等多种功能。

(2) 同步顶升系统配置表

顶升前应拆除桥面上的各种连接,依据设计文件或建设单位对原支座的处理意见,解除支座连接,在正式顶升前确认梁体纵、横向连接件均已解除,并作好如下准备工作:

(1)顶升系统可靠性检验。

(2)成立顶升指挥系统。

(3)顶升液压系统布置。

本项目需顶升一孔梁,封锁时间短,为提高施工效率;就必须使设备处于最佳工作状态下。

本工程项目拟投入顶升液压千斤顶20台,PLC控制系统1套,液压泵站1台。

液压油的清洁度:液压油的清洁度是系统可靠的保证,本系统的设计和装配工艺,除严格按照污染控制的设计准则和工艺要求进行外,连接软管在工厂进行严格冲洗,封口后移至现场,现场安装完毕进行空载运行,以排除现场装配过程中合建溷合结构多层住宅搂工程施工组织设计,可能意外混入的污垢。

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