老桥加固维修专项施工方案Word格式.doc
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3.3GYZF4滑动支座和GYZ非滑动支座及垫石布置 14
3.4同步顶升更换支座施工流程图 14
4板梁同步顶升与支座更换施工 15
4.1技术准备 15
4.2同步顶升施工基本要求 16
4.3顶升过程控制技术要点 18
4.4支座更换类型 20
4.5同步顶升更换支座工艺流程 20
4.6顶升、落梁关键施工技术 27
5同步顶升施工监控 31
5.1顶升施工监控目的 31
5.2施工监控主要内容 31
5.3施工监控与同步顶升控制的联系 33
6其他维修项目施工方案 35
6.1混凝土缺陷修补施工 35
6.2裂缝封闭及灌浆施工 36
6.3粘贴碳纤维布加固施工 39
6.4混凝土防腐涂装施工 42
6.5植筋施工 43
6.6挡块维修改造施工方案 44
45
1概况
1.1工程概述
1.2编制依据和引用标准
1)《公路桥梁加固施工技术规范》(JTG/TJ23-2008);
2)《混凝土结构加固技术规范》(GB50367-2006);
3)《公路桥梁板式橡胶支座》(JT/T4-2004);
4)《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》(JT/T663-2006);
5)《公路桥梁橡胶支座病害评定技术标准》(DB32/T2172—2012);
6)《公路桥梁维修加固工程质量检查验收手册》(2016.5)
7)《公路桥梁橡胶支座更换技术规程》(DB32/T2173—2012);
8)《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》(CECS146:
2003)
9)《工程施工图设计》
2施工操作面与支架搭设方案
2.1桁架片吊篮施工操作面(1号桥)
吊篮桁架片操作面长度为13.4m,栏杆高度为1.1m,宽度为1.1m,自重约900多公斤,分二节,便于拆装、运输和安装。
吊篮一端用钢丝绳吊在2片16号工字钢上,工字钢放在新、老桥内侧护栏上;
另一端采用Φ32圆钢锚固在老桥桥面上,在外侧板梁翼板顶面打孔,钢丝绳穿过孔洞吊起吊篮。
为防止吊篮发生意外,在吊篮的两侧第一块板梁和第十块板梁之间穿越盖梁,用3根Φ12mm的钢缆吊在桁架片上,然后用卸克固定,帮助吊篮在中间吊一把,确保万无一失(见图2.2),吊篮桁架片支架的安全度就更高。
在桁架片二侧吊紧,可减少和防止中间桁架片的下挠。
也可用Φ18mm的钢缆穿过路面,下落后用葫芦收紧,并调节高度,上、下用专用钢梯,并固定。
图2.1桁架片吊篮施工操作面示意图
图2.2桁架片吊篮三道钢丝绳穿过盖梁固定示意图
2.1.1构造设计
临时工作平台采用桁架式结构,内侧通过手拉葫芦固定于新老桥梁内侧护栏上,外侧采用采用Φ32圆钢锚固在老桥桥面。
施工平台长度13.4m,宽度1.1m,主梁及平台底板横梁采用70×
70×
5mm方管,侧面竖杆、斜杆以及下平联斜杆采用40×
40×
3.5mm方管。
下平联斜杆交叉点采用节点板连接,节点板采用300×
300×
15mm钢板。
2.1.2计算参数
1)材料特性
钢结构采用Q235钢,钢材按GB/T714-2008《桥梁用结构钢》标准执行,Q235钢材的材料特性见表2.1:
表2.1钢材材料特性表
材料名称
厚度
(mm)
弹性模量
E(MPa)
强度设计值(MPa)
抗拉、抗压和抗弯
抗剪
Q235钢
206000
215
125
2)规范容许值
依据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTGD64-2015),施工阶段在钢结构自重、施工机具、人群临时荷载,以及施工全过程最不利荷载作用下,钢结构容许应力如表2.2所示。
表2.2Q235钢材容许应力(MPa)
轴向应力
弯曲应力
剪应力
Q235
140
145
85
依据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTGD64-2015),钢桁梁施工竖向挠度容许值L/800,即16.75mm。
3)作用力取值
结构自重:
钢结构的自重计算采用容重:
78.5kN/m³
。
施工荷载:
500kg,按照385N/m的均布荷载考虑。
2.1.3设计验算
采用midas-civil建立施工平台空间有限元模型进行分析,杆件采用普通梁单元进行模拟,空间有限元模型如图2.3所示。
图2.3空间有限元模型图
在施工荷载作用下,杆件最大应力如下图所示:
图2.4最大应力云图
通过计算,钢结构最大拉应力为13.28MPa,最大压应力为-13.85MPa,均小于容许应力145MPa。
主梁最大应力云图如图2.5所示:
图2.5主梁最大应力云图
主梁最大拉应力为6.97MPa,最大压应力为-9.98MPa,均小于容许应力145MPa。
通过验算,施工平台应力满足相关规范要求。
主梁最大挠度云图如图2.6所示、小横梁最大挠度云图如图2.7所示。
图2.6主梁最大挠度云图
图2.7小横梁最大挠度云图
通过上图可以看出,主梁最大挠度为1.64mm,小横梁最大挠度为0.21mm,主梁容许挠度16.75mm,小横梁容许挠度为1.375mm。
通过验算,主梁及小横梁刚度满足相关规范要求。
2.1.4桁架片吊篮压载试验
图2.8~2.11压载2200kg,主梁下挠0.9mm
桁架片吊篮的转运,采用吊车平衡法吊装,转运到另一个墩柱,此时应用绳子拖住,沿墩柱转运,到位后用葫芦提升桁架片吊篮至梁底1.75m高底,或用吊车在梁底转运,便于施工。
图2.12~2.13吊车平衡法转运钢桁架
图2.14桥面至桁架上、下钢扶梯图2.15跨中压载试验及底板30cm护栏
2.2修补裂缝悬挑挂篮操作面(1号桥)
1)吊篮修补裂缝支架压载400kg,上、下采用钢梯,吊框用方钢制作,四周设置护栏,便于操作人员修补裂缝及砼缺陷,安全可靠。
2)所有操作人员应穿救生衣,戴安全帽,每个施工墩台备用救生圈2个,并用绳子连接。
3)操作人员上、下用钢梯,并固定,从桥面分隔带上、下。
图2.16~2.17吊篮支架压重400kg
2.2.1构造设计
腹板施工平台采用整体框架式结构,施工平台长度1.6m,宽度0.85m,主要受力构件选用5×
0.3cm角钢,施工荷载250kg,构造示意图如图2.18所示:
图2.18构造示意图
2.2.2强度及刚度验算
采用midas-civil建立施工平台空间有限元模型进行分析,杆件采用普通梁单元进行模拟,在施工荷载作用下,构件最大应力云图如图2.19所示:
图3.19构件应力云图
通过计算,钢结构最大拉应力为49.9MPa,最大压应力为-66.55MPa,均小于容许应力145MPa。
构件变形云图如图2.20所示:
图2.20构件竖向变形云图
通过上图可以看出,主梁最大挠度为1.78mm,刚度满足相关规范要求。
2.2.3整体稳定性验算
通过计算,工作平台远端支反力为-2.54kN,拟于远端布置4kN(即400kg)配重块,安全系数为1.57。
2.3边梁粘贴碳纤维布施工平台搭设
2.3.1构造设计
底板粘贴碳纤维施工平台,采用型钢和钢管组合式结构,主梁采用[16型钢,与桥面汽车连接,其余构件均采用φ48.3×
3.6mm圆钢管,施工荷载500kg,构造示意图如图2.21所示:
图2.21构造示意图
2.3.2强度及刚度验算
采用midas-civil建立施工平台空间有限元模型进行分析,杆件采用普通梁单元进行模拟,在施工荷载作用下,构件最大应力云图如图2.22所示:
图2.22构件应力云图
通过计算,钢结构最大拉应力为104.6MPa,最大压应力为-92.1MPa,均小于容许应力145MPa。
构件竖向及横向变形云图如图2.23、2.24所示:
图2.23构件竖向变形云图
图2.24构件横向变形云图
通过上图可以看出,构件竖向及横向最大变形为10.9mm、6.3mm,刚度满足相关规范要求。
2.3.3整体稳定性验算
通过计算,工作平台上方槽钢与汽车连接位置处支反力为-13.99kN,通过配重或其他连接构造,在该位置处施加20kN的竖向力,安全系数为1.43。
2.4设计技术规范
(1)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)
(2)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTGD64-2015)
(3)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
(4)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ/TF50-2011)
2.5桥检车施工作业面
老桥上部结构维修加固采用桥检车作为施工操作面,白天作业、晚上撤除。
详见图2.25、2.26:
图2.25现场使用桥检车
图2.26桥检车施工作业
3施工技术方案
3.1同步顶升
考虑到桥的结构特点以及桥面交通流量的实际情况,拟采用“中断交通,纵向逐墩、横向同步顶升梁体”的方式进行同步顶升。
将梁体顶升到位后,对支座、垫石以及梁底进行更换和维修改造。
即在更换支座施工过程中,采用沿着纵向逐一对各墩台上需要更换的支座进行同步顶升(落梁)的方式进行。
为保证更换支座过程中梁体结构安全,梁体顶升(或落梁)过程中,同一墩台上各支点必须同步顶升(或落梁)。
梁体顶升、支座更换的主要施工步骤为:
1)搭设施工平台等施工准备;
2)安放千斤顶和临时支撑;
3)安装顶升和监测设备;
4)试顶升(问题反馈及处理);
5)正式同步顶升;
6)多次同步顶升至预定位置;
7)调整临时支撑高度并放置临时支撑;
8)梁体支撑于千斤顶和临时支撑上;
9)改造垫石、楔形块、更换支座;
10)再次顶升,取出临时支撑,同步落梁,清理现场。
3.2支座更换原则
根据设计方案对本次支座更换的原则是:
1)对于墩台病害支座,进行整排更换;
2)以消除支座病害作为主要目标;
3)不中断或中断交通,纵向逐墩、横向同步顶升梁体。
3.3GYZF4滑动支座和GYZ非滑动支座及垫石布置
图3.1支座安装构造图
3.4同步顶升更换支座施工流程图
梁体顶升和更换支座的施工总体流程图见3.2所示。
图3.2顶升施工总体流程图
4板梁同步顶升与支座更换施工
4.1技术准备
在认真研究并消化技术文件及设计施工图的基础上,对设计施工图进行工艺性复核,并编制同步顶升更换支座施工工艺,完成施工前的技术准备工作,保证梁体同步顶升、更换支座工程的施工质量和施工进度。
4.1.1消化吸收设计施工图以及相应的技术文件
根据梁体的结构特点,充分理解施工方案意图,严格按照施工图进行施工,保证施工质量满足相应的技术规范要求。
结合以往同步顶升梁体、更换支座项目数十座桥的施工经验,根据对桥梁病害、施工条件的现场调查情况,提出优化调整建议,并
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