高速公路桥梁顶升施工作业指导书

文摘   2025-01-12 20:05   广西  
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桥梁顶升是本工程施工的难点和重点,桥梁顶升的方案与进度影响整个施工进度,为确保施工进度,本合同段拟采用同一座桥多跨整体同步顶升方案,具体施工如下:

1、技术准备

首先组织技术人员认真阅读图纸、充分理解设计意图、收集相关资料,并派人对现场进行实地考察。然后制订相应的施工方案并提交有关单位审核。进行技术交底,确保所有施工人员熟练掌握操作技术。

1 桥梁实际荷栽分布的测定

对桥梁进行实际称重,确保各千斤顶的受力大致平衡,是保证整体顶升过程位移同步的基础。

2 选择适当的支撑垫块

桥梁顶升高度较大时受千斤顶行程限制不可能一次顶升到位,中间需进行行程交替,采用20*20cm同等厚度的钢板作为支撑垫块,以确保顶起后的梁体能处于稳定状态。

3 顶升前对结构受力或连接部位的处理, 如伸缩缝、抗震锚栓、支座、搭板等。

4 )结构顶升移位中限位装置的设计

由于千斤顶安装、顶升的同步精度及回落后临时支撑安装等多种因素的影响,在顶升过程中往往会产生水平偏转,严重时将直接影响桥梁安全。进行结构限位是控制偏转的主要方法,限位一般包括横向限位和纵向限位。限位装置的设计是确保桥梁顶升成功的必备要素。

5 )顶升时结构的位移观测

在进行结构整体顶升时应采用可靠的位移观测手段随时密切观测结构的位移情况,重点防止不均匀的位移出现,否则结构将承受与不均匀沉降相似的内力,严重时将造成结构物永久性损伤。

6 顶升时结构的受力观测

结构整体顶升时应采取可靠的内力或结构变形(裂缝)观测手段,对结构内力进行观测,防止损害结构的内力出现。

7 顶升设备、支撑顶升体系、托换底盘的选定

应根据结构的重量选用具有较大顶升能力的顶升设备和牢固的顶升支撑体系,同时为防止结构承受过大的集中力,还需对顶升部位进行顶升托换结构设计。

8) 其他问题

主要有顶升时的施工组织、人员安全、交通管制等。

除上述技术问题需在顶升前解决外,在顶升时还应注意对每次顶升的顶升量和顶升压力的控制,以确保整个顶升托换底面作为一个稳定的平面一起抬升。严格控制相邻顶升断面的顶升差值,应使其不大于千分之一.以确保结构不出现不均匀受力。

2、施工工艺

1)施工工艺流程

根据桥梁的结构型式、受力特点、桥梁现状等情况,经过必要的验算后,确定桥梁上部结构整体顶升的工艺流程(如下图所示)

桥梁整体顶升工艺流程图

2)施工平台搭设

1)盖梁距地面高度在6米以内的采用脚手架搭设工作平台,要求平台面距梁底1.7m,平台宽1.6m沿盖梁通长搭设,面铺木板并绑扎牢固、安全可靠。

2)水中墩或盖梁距地面高度在6米以上的采用挂蓝搭设工作平台,制作两幅挂蓝安装在盖梁两侧,挂蓝用钢丝绳固定在防撞墙上,挂蓝尺寸为0,7m*1.0m*14m,采用电动葫芦进行安装,挂蓝如下图所示:

3、顶升反力基础的确定

经现场调查,该线桥梁无支座垫石,梁底与盖梁台帽下的空间很小,基本只有3-5cm,千斤顶无法直接放在盖梁台帽上,经研究并结合现场的实际条件,选择牛腿反力顶升法。

牛腿反力顶升主要包括两种,一是在原有桥梁盖梁上植钢筋做混凝土牛腿

承载顶升反力基础(适用于中、大跨度桥);二是做钢结构牛腿挂件直接安装在盖梁上承载顶升反力(适用于小跨度桥)。该方案采用两种方法相结合使用,做钢结构牛腿挂件直接安装在盖梁上,并在盖梁外侧植筋(膨胀螺栓)作为反力基础进行顶升,千斤顶布置在两片相邻板梁的板缝下,板梁底部没有3cm厚的钢板以分散集中应力。牛腿抗剪主要由上部的抗剪钢板承受。顶升完 后必须拆除钢牛腿,对植入的钢筋进行切割,并对盖梁表面进行修补。如下图所示:

钢牛腿受力验算详见附件。

千斤顶布置如下图所示

5、分级同步加压顶升

正式顶升前应通过试顶升调试确定各千斤顶的实际受力,调整完成后进行顶升。顶升时应保证各个千斤顶的顶力不变.油压稳定.分级将桥梁顶升到设定的顶升高度。考虑千斤顶行程及顶升安全等因素,每次分级顶升高度控制为3cm为宜。为使顶升安全顺利进行.应严格控制顶升精度。

6、支撑垫块的选用及行程交替处理

由于顶升高度较大,考虑到千斤顶行程,中间需进行行程交替。每次顶升高度为3cm,行程交替时必须设置支撑垫块,使顶升后的梁体处于稳定状态,并确保各临时支撑点均处于同一水平面。钢垫块的厚度分别为1cm、2cm、5cm、10cm、平面尺寸统一为20*20cm。为不应影响后续安置支座及垫石施工,同时要使梁体受力均衡合理,钢板垫块设置在两片板梁的板缝之间及边梁的梁肋下面。

7、支座及垫石的安装

因顶升后梁底至盖梁顶高度较大.不可能直接安放支座,应首先拆除原有橡胶支座,设置支座垫石,然后在垫石上安放支座。为满足顶升后安放垫石及支座的施工要求,可将桥梁整体顶升比设计高程高5cm,当新支座安放好后再将梁落至设计高度。落梁时应保证支座受力均衡。

8、注意事项

1)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10mm为行程步长,逐步顶升与降落梁体,以控制操作同步。

2)顶举时按先顶后支,落梁时按先拆后降的原则。

三、注意事项

1、做好各工序准备工作。

2、应配备必要的通讯器材。

3、施工前进行详细的技术交底。

4、顶升、落梁时,应统一指挥,服从命令。

5、千斤顶举梁、落梁应均匀缓慢。

6、拟订安全措施,防止事故发生。

四、钢牛腿承载力验算

一、钢牛腿设计

该方案采用悬挂与植筋相结合的钢牛腿作为反力基础,如下图所示:

材料:钢材为Q235-B,水平与垂直钢板厚度为2cm,斜撑钢板厚度为1cm;

所有钢板连接处均为双面焊接。

二、 牛腿植筋设计

根据牛腿的受力特点和破坏形态,沿牛腿顶部配置的纵向受力钢筋的锚固长度不应小于《混凝土结构设计规范》规定的受拉钢筋锚固长度la。本工程采用植筋后锚固技术,通过在原盖梁砼上直接钻孔注环氧树脂胶再插筋。 

1 、牛腿植筋的内力分析

根据该线桥梁的实际情况,以20米空心板桥作为控制荷载,单跨总荷载为7400KN,平均分配到每个牛腿顶面的竖向力Fv=7400/22=336KN。 

根据《混凝土结构设计规范》第l0.8.2条,在牛腿中,由承受竖向力所需的受拉钢筋截面面积和承受水平拉力所需的锚筋截面面积所组成的纵向受力钢筋的总截面面积,应符合下式规定:               

   

式中当a<0.3ho时,取a=0.3ho

Fv----作用在牛腿顶部的竖向力设计值;

Fy----作用在牛腿顶部水平拉力设计值。

本工程中牛腿顶部未受水平拉力作用,根据公式(1)可以得到牛腿顶部纵向受力钢筋的总拉力设计值为:

N=Fv*a/(0.85*fy*ho)=336*75/(0.85*250)=119KN

式中a=100<0.3ho=75,取a=75mm

根据《混凝土结构设计规范》第l0.8.3条,承受竖向力所需的纵向钢筋的配筋率,按牛腿有效截面不应小0.2%及0.45ft/fy,也不宜大于0.6%,直径不宜小于12mm,因此本工程牛腿的纵向钢筋选用Φ18(HRB335级钢筋),配筋面积As=2x254=508mm2 ,验算配筋率如下。

1) 最小配筋率验算

pmin=0.00214,,Amin=pmin*b*h=0.00214*250*400=214mm2 ,所以As =508 mm2 >214mm2 

2) 最大配筋率验算

Amax=0.006*250*400=600mm2>As

式中b---- 牛腿的宽度,取250mm

h-----牛腿的高度,取4O0mm

2、 牛腿植筋的承载力计算

1) 植筋深度的确定

牛腿植筋属于锚栓受拉的结构构件连接,盖梁的混凝土强度等级经检测相当于C25,根据《混凝土结构后锚固技术规程》, 牛腿植筋的最小锚固深度为hmin=15d=300mm,这里取he=300mm,因此,确定的植筋最小锚固深度能保证植筋破坏的模式为钢材破坏,避免了混凝土基材破坏及拔出破坏等不良破坏形式。

2 锚固承载力的计算

当植筋深度足够大,锚筋产生屈服颈缩断裂破坏时,群锚中单根植筋的承载力计算与单锚时单根植筋的承载力计算是相同的。根据《混凝土结构后锚固技术规程》,牛腿中植筋钢材破坏时的受拉承载力设计值为:

=254*335/1.3=65.5KN

3 牛腿植筋的承载力验算

根据《混凝土结构后锚固技术规程》规定,轴心拉力作用下各锚栓所承受的拉力设计值应按下式计算:

本工程牛腿中每根植筋所承受的拉力设计值S=119/2=59.5 kN < 受拉承载力设计值65.5KN。

验算结果表明,钢牛腿顶部的纵向受力钢筋采用植筋后锚固连接,符合《混凝土结构后锚固技术规程》的要求。

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