成都某铁路货车外绕线系杆拱梁移梁工程施工技术方案secretWord格式文档下载.docx
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4.11支撑系统6
4.12落梁行程监测7
4.13落梁前准备7
4.14称重8
4.15试顶升9
4.16正式落梁9
4.17支撑体系和液压系统拆除9
第五章PLC液压同步移位系统原理与应用9
5.1同步系统组成9
5.2系统特点9
5.3主要技术指标10
5.4顶推液压系统工作原理10
5.5顶推的控制原理10
5.6电控原理10
第六章监测方案12
6.1监测方案12
第七章现场安全措施13
第八章应急措施13
8.1电脑控制系统故障13
8.2液压设备故障13
8.3平移监测值超限事故:
14
8.4恶劣气候14
第九章施工部署及进度安排14
9.1施工组织机构设置14
9.2劳力安排15
9.3施工用电15
9.4工期安排15
9.5工期保证措施15
第十章质量保证体系及保证措施15
第十一章安全、文明施工保证措施16
11.1安全措施16
11.2文明施工保证措施16
第一章工程概况
1.1工程概况
由于受地形的限制,**货车外绕线需跨越众多高速公路、地方道路、渠道等,在跨越高速公路、人流较大的地方道路时,为了形成独特的人文景观及风景,该线路在跨越绕城高速公路、成洛路、成龙路和华龙路时采取系杆拱梁的形式。
其中绕城高速公路为1×
68m系杆拱梁一联、成洛路立交双线特大桥为1×
64m系杆拱梁一联。
由于一片梁重量约为5000T左右,无法采取预制吊装的方法,原位浇注又影响整个工期,为此采取在异位制梁,横移就位方案。
1.2工程范围
本次所施工的内容:
两系杆拱梁的工程范围一致,先平移8m,再落梁60cm。
图1-1移梁方向示意图
1.3本工程施工特点和难点
(1)本次落梁、平移是目前桥梁移位中难度最大的桥梁;
(2)系杆拱梁,重量和面积较大,投入的设备较多;
(3)落梁、平移过程中,桥梁可能出现转动,必须采取措施避免产生偏移;
(4)桥梁在降落、平移过程中顶升液压缸同步控制要求高;
(5)施工安全要求高。
第二章编制依据及编制原则
2.1编制依据
(1)采用的设计规范和标准
《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005)
《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)
《铁路桥涵钢筋混凝土和砌体结构设计规范》(TB10002.4-2005)
《铁路技术管理规程》(铁道部令第29号)
《铁路工程建设标准》
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
《公路工程技术标准》(JTJ001-97)
《混凝土结构加固技术规范》(GB50367-2006)
(2)桥梁施工图;
(3)**音乐厅顶升平移工程、****立交桥、******桥、******桥、****高速公路(A4高速)**路跨线钢桥顶升、**(A5一期)***大桥落梁工程、***线**大桥顶升工程的施工经验。
2.2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,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、减少不必要的施工投入;
(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,推出能实际解决当前桥梁平移—落梁的总体方案,并侧重工程的可实施性。
第三章总体设计方案
3.1设计思想
本次工程为两座桥的横移就位,且两座桥均需要在制梁的基础上落梁60cm。
系杆拱梁采用在桥位前端相邻处支撑防护体系现浇施工,施工时确保桥下净空(施工时)不小于5.0m,以确保施工期间施工人员的安全及下穿道路的正常运营。
由于本桥受净空控制设计,异位搭设满堂支架后,梁体高于原位设计标高60cm处浇注,采用在支架上高位制梁、多次落梁的措施,使梁体能达到设计高程后横移就位。
在横移方向上滑移轨道,横移轨道误差不得超过3mm,在确保横移轨道平整后,方可进行横移系杆拱梁。
要求在横移主梁前应将横移方案及实测平移导梁的设置情况报建设、设计单位认可后方能移梁,严禁盲目施工。
绕城高速公路双线桥与成洛路双线桥梁体移梁、落梁方案与铁路线总体设计思路相一致,缩短施工工期,提高施工质量为目的。
同时在施工当中注重安全,合理安排浇筑梁体的时间和位置,采用科学合理的移梁、落梁方案,做好必要的应急准备,防止出现意外。
统筹规划,科学施工,使梁体,又快又好的到达预定位置。
3.2总体设计方案
本工程拟采用平移、落梁两大步的总体施工方案来实现梁体的横向移梁、就位。
3.2.1平移
在移梁方向上一定宽度范围内安装具有足够强度、拆卸方便的临时垫块,使其顶面行程一个具有一定平整度(高差≤3mm)的平面,其上安装滑道钢板(采用2cm厚钢板制作而成),滑动钢板铺设1cm厚的聚四氟乙烯板。
所有千斤顶均采用膨胀螺丝吊装在梁底,千斤顶下安装滑撬,滑撬底面粘贴不锈钢板,不锈钢板与滑道钢板上的聚四氟乙烯形成滑动面。
利用提前在临时墩上梁端预制好的钢筋混凝土后背作为平移的反力基础,通过千斤顶的横向顶推,实现梁体的平移。
3.2.2落梁
移梁到位后,在永久垫石及顶升千斤顶对应的位置安装分层临时垫块,通过千斤顶伸缸、缩缸实现上部荷载在千斤顶与支座垫石间的转换实现落梁。
3.2.3梁体连接
落梁至设计标高后,安装支座,并与永久支座垫石连接。
3.3施工总流程图
图3-1施工总流程图
第四章主要工序施工
第一节平移方案
4.1平移准备
4.1.1成立平移工程现场领导组
现场指挥组设总指挥1名,全面负责现场指挥作业;
副总指挥1名,协助总指挥工作,总指挥不在时,代行总指挥职责。
指挥组下设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,与总指挥、副总指挥共同组成现场指挥组。
各职能小组的功能分别是:
a、监测组:
负责监测桥梁的整个运动轨迹、整体姿态等,定期将监测结果汇总后报现场总指挥,当出现异常情况或监测结果超出报警值时,则应及时向总指挥汇报,并提出建议。
b、控制组:
根据总指挥的命令对液压系统发出启动、顶升或停止等操作指令。
对于启动、顶升或停止指令,只听从总指挥的指令,当出现异常情况需紧急停止时,应在得到信息的第一时间对系统发出停止指令,而不管这一信息是否自总指挥发出。
c、液压组:
负责整个液压系统的安装与形成,维护与保养,检查与维修等。
根据总指挥的要求调整液压元件的设置。
d、作业组:
负责顶升期间的劳力配置,在顶升的整个过程中提供劳务作业。
其工作内容包括施工准备时的场地清理、顶升时的垫铁安装等。
各职能小组受总指挥统一指挥,向总指挥汇报工作,总指挥汇总领导组其它成员的意见后做出决策,并由总指挥向各职能小组发出指令,进入下一道工序工作;
4.1.2人员培训
所有参与顶推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。
4.1.3结构检查
主要内容包括:
a、桥梁姿态;
b、下滑道钢板铺设是否平整牢靠;
4.2平移控制系统
本工程采用国内先进的PLC液压同步顶升控制系统。
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。
由液压千斤顶,精确地按照桥梁的实际荷重,平稳地顶举、平移桥梁,使落梁、平移过程中梁体内产生的附加应力下降至最低,同时液压千斤顶根据分布位置分成组,与相应的位移传感器(光栅尺)组成位置闭环,以便控制桥梁落梁的位移和姿态,同步精度为±
2.0mm,这样就可以很好的保证落梁过程的同步性,确保落梁、平移时梁体结构安全。
该系统已在上海音乐厅整体顶升与平移工程,济南燕山立交桥顶升工程、天津狮子林桥顶升工程、天津北安桥顶升工程、莘奉金高速公路(A4高速)颛兴路跨线钢桥顶升、上海(A5一期)吴淞江大桥落梁工程、湖嘉申线岂风大桥等多项抬升、平移工程中成功运用;
PLC控制系统性能及先进性详见第五章介绍。
4.3平移基础
4.3.1找平层浇注
找平层混凝土采用C55混凝土,厚10cm,找平层是滑道的基础,浇注时采用水准仪及2米长水平尺综合控制,其平面标高误差必须控制在2mm以内,以保证滑道的顺利铺设。
4.3.2反力墩
采用钢牛腿作为反力墩,通过在临时墩端部植筋固定。
此处所采用钢牛腿设计吨位为200吨,可以满足顶推施工的需要。
图4-1类似工程后背墩
4.3.3滑动面设置
经常采用的方式为在千斤顶下安装滑脚,但此处梁底不允许深度植筋安装承担水平力的钢牛腿,所以在千斤顶下安装滑撬,滑撬底部粘贴不锈钢板。
滑移面为聚四氟乙烯与不锈钢板摩擦。
图4-2滑动支座
4.3.4下滑道施工
顶升千斤顶、滑撬、下滑道钢板等所有滑移装置的总高度与梁底与临时墩顶之间的空间高度相近,所以先进行移梁,到位后在进行落梁。
盖梁与临时墩顶不在一个标高上,需将其填平后方能铺装下滑到。
考虑到后面的落梁及后期恢复的问题,盖梁上的临时铺装采用钢垫块。
下滑道施工要点
铺装下滑道前,临时墩顶面采用干砂灰找平,找平层不宜太厚,控制在2cm以内。
下滑道钢板与端部与钢制反力后背焊接,防止移梁过程中滑道钢板的滑动。
轨道的平整是移位行走的关键,滑动面平整度要严格控制,钢板分段连接,接头处破口焊接,不得错牙并打磨平整光滑,聚四氟乙烯板构分段粘贴。
为消除水平阻力,下滑道要尽力保持水平,轴向水平误差<
2mm。
移位前下轨道梁应进行验算、加固、修整和找平。
图4-3下滑道
4.3.5千斤顶布置与安装
通过荷载计算,本桥荷载为:
5000T。
本次平移采用低阻力液压悬浮式滑动平移,即在上下滑道之间摆放支座,支座采用液压千斤顶,千斤顶下垫德国进口的聚分子材料,下梁道上设置镜面不锈钢板。
磨擦系数为0.04~0.06之间,确保施工顺畅,拟提供最大顶推力为600T,这样具有2.0的安全储备。
其千斤顶布置形式为:
在梁体的两侧端头各布置三台100T千斤顶,共6台,这样可提供600T的顶力,完全能够满足平移时所需的顶力。
平移千斤顶平放于预制好的钢结构上,使其与梁体侧面垂直。
4.3.6光栅尺安装
为保证位移同步,平移时用光栅尺作为同步控制装置,光栅尺量程为1.5米,每组设一台。
平移时设2台,分别安装在在两墩的外侧滑道上。
光栅尺体固定于下滑梁上,读数头固定在上滑梁上;
每走完一个行程,将光栅尺体卸下后向前移;
图4-4光栅尺
4.3.7平移钢支撑
平移时,对这平移距离的增大,在千斤顶与反力墩之间垫设临时钢支撑,在临时钢支撑两侧的临时墩混凝土表面植筋焊接钢筋增加其侧向约束,保证临时钢支撑的稳定性。
4.3.8平移系统调试
为保证平移的顺利进行和绝对安全,应进行认真的调试,主要内容包括:
A、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;
B、液压系统运行是否正常,油路有无堵塞或泄漏;
C、光栅尺是否安装正确。
基础及结构检查
A、桥梁姿态;
B、下滑道上有无影响平移的障碍物;
C、下滑道钢板铺设是否平整牢靠;
4.4试平移
为了观察和考核整个平移施工系统的工作状态和可靠性,在正式平移之前,按下列程序进行试平移:
①检查各项准备工作是否已完成,是否具备试平移的条件;
②为减少启动加速度,控制泵流量,将理论平移速度控制在10mm/Min;
③在平移过程中做好观察、测量、校核、分析等工作;
④完成一个行程的试平移长度500mm。
⑤收顶。
试平移结束后,提供测点应变、整体姿态、结构变形等情况,并检验系统的纠偏效果,为正式平移提供依据。
4.5正式平移
试平移后,观察若无问题,进行正式平移。
A、加压:
按计算推力及试平移情况进行加压;
B、平移控制速度:
50mm/Min;
C、观察:
主要包括如下内容。
①下滑道的有无变形情况;
②走行总方向,有无障碍物。
D、测量
各个测量点应认真做好测量工作,及时反映测量数据;
主要包括如下内容:
①走行方向;
②桥梁姿态。
E、校核:
数据汇交现场领导组,比较实测数据与理论数据的差异;
F、分析:
若有数据偏差,有关各方应认真分析并及时进行调整。
G、决策:
认可当前工作状态,并决策下一步操作。
4.6落梁、平移过程控制
整个落梁、平移过程应保持光栅尺的位置同步误差小于2mm,一旦位置误差大于2mm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。
每一轮平移完成后,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。
主梁平移并固定完成后,测量各标高观测点的标高值,计算各观测点的高度,作为工程竣工验收资料。
4.7梁体就位
移梁到位后,拆除盖梁顶两组千斤顶之间范围内的临时可拆卸铺装,在永久垫石及顶升千斤顶对应的位置安装分层临时垫块,通过千斤顶伸缸、缩缸实现上部荷载在千斤顶与支座垫石间的转换实现落梁。
4.8移梁保证措施
4.8.1滑撬刚性连接
为了保证两个滑撬间的同步性,两个滑撬之间刚性连接。
连接详图见附图。
4.8.2盖梁挠度预防措施
根据计算及前面移梁的监测数据,支座滑移至盖梁中间时,盖梁挠度将达到5mm左右,使盖梁顶面行程一个曲面,存在一个‘刹车’的问题,存在一定的安全隐患。
采取的措施:
浇注找平层时将找平层表面找成一个曲面,中间比两端高5mm,以抵消因盖梁挠度产生的高差。
第二节落梁方案
4.9施工准备
桥梁中线、标高测量,控制点的布置
进场后,首先对桥面标高进行测量并在梁体四周布置测量控制点,以便在落移过程中及时监控桥梁位移情况。
4.10落梁控制系统
落梁控制系统与平移控制系统通用。
4.11支撑系统
4.11.1临时支撑和千斤顶千斤顶布置
落梁前,在每个支座位置处及顶升千斤顶对应的位置安装分层的临时垫块。
垫块采用高标号钢筋混凝土预制或采用钢结构构件,垫块每层高10cm,以配合顶升千斤顶的行程。
通过上部荷载在两组垫块间的转换实现梁体标高的调整。
通过计算,本桥荷载为:
5000T,本次落梁采用在横桥向两支座中间布置40台200t千斤顶,其中每个角可以提供2400T的顶力,全桥可提供8000T顶力,具有1.60倍的安全储备系数。
千斤顶均配有液压锁,可防止任何形式的系统及管路失压问题,从而保证负载有效支撑。
全桥千斤顶共分为四组,即每个支座位置处的
同时配备2个液压泵站和一个PLC电脑集中控制室进行集中控制,实现整体同步控制。
4.11.2千斤顶安装
千斤顶全部采用我公司专利产品:
200吨螺旋顶,该顶顶身高度395mm,底座直径375mm,顶帽258mm,行程为140mm(如图4-5),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。
此种千斤顶的顶部有一个大螺帽,顶升到要求的高度后,将螺帽拧紧,对千斤顶卸载,将荷载由千斤顶活塞顶部转移到螺帽上,可以实现移梁过程中的长期负载。
图4-5200吨螺旋顶照片
千斤顶的安装:
在梁底对应的位置施工膨胀螺丝,安装吊顶钢板,将千斤顶倒置,用螺栓锚固在吊顶钢板上。
图4-6千斤顶安装示意图
4.12落梁行程监测
采用精度为0.01mm的光栅尺;
如右图
4.13落梁前准备
4.13.1系统可靠性检验
元件的可靠性检验:
元件的质量是系统质量的基础,为确保元件可靠,本系统选用的元件均为Enerpac的优质产品或国际品牌产品。
在正式实施顶升前,将以70%-90%的顶升力在现场保压5小时,再次确认密封的可靠性。
系统的可靠性:
液压系统进行31.5MPa满荷载试验24小时,进行0-31.5MPa循环试验,使系统无故障无泄漏。
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,可能意外混入的污垢。
系统的清洁度应达到NAS9级。
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,逐台进行。
位置闭环的稳定性:
所谓位置闭环就是当系统给光栅尺设定顶升高度后,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。
4.13.2泵站安装
顶升泵站1台,尽量使千斤顶油管长度经济合理。
4.13.3系统结构部分检查
a、千斤顶安装是否垂直牢固;
b、限位装置安装是否牢固;
c、影响落梁的设施是否已全部拆除;
4.13.4系统调试
调试的主要内容包括:
a、液压系统检查
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;
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;
b、控制系统检查
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;
光栅尺的工作情况;
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;
d、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。
4.14称重
4.14.1保压试验
a、油缸、油管、泵站操纵台、监测仪等安装完毕检查无误;
b、按计算荷载的70%~90%加压,进行油缸的保压试验5小时;
c、检查整个系统的工作情况,油路情况;
4.14.2称重
a、为保证落梁过程的同步进行,在落梁前应测定每个顶升点处的实际荷载
b、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。
c、为观察顶升处是否脱离,需用百分表测定其行程。
d、将每点的实测值与理论计算值比较,计算其差异量,由液压工程师和结构工程师共同
分析原因,最终由领导组确定该点实测值能否作为顶升时的基准值。
如差异较大,将作相应调整。
4.15试顶升
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,在正式落梁之前,应进行试顶升,试顶升高度5mm。
4.16正式落梁
试顶升后,观察若无问题,便进行正式落梁,千斤顶最大行程为140mm,每一落梁标准行程为100mm,最大速度10mm/min。
落梁过程中,10公分为一个行程,待油缸伸长到10公分处,支撑在临时钢支撑后,拆除一层支座处的钢支撑。
4.17支撑体系和液压系统拆除
落梁就位后,即可进行液压系统和支撑体系的拆除。
1、拆除液压系统的管路及其它附件,拆卸千斤顶并移走;
2、按从上到下的次序拆除整个支撑体系,严格按照安全操作规程施工;
3、清理现场。
第五章PLC液压同步移位系统原理与应用
本工程拟采用PLC液压同步移位系统,该系统已在上海音乐厅整体顶升与平移工程、北京英国大使馆旧址整体平移工程、宁夏吴忠宾馆整体平移工程、上海天山路30号房屋整体平移工程等多个项目中成功应用。
图5-1控制主机图5-1用户界面
5.1同步系统组成
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,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。
5.2系统特点
该系统具有以下优点和特点:
5.2.1.具有友好Windows用户界面的计算机控制系统;
整个操纵控制都通过操纵台实现,操纵台全部采用计算机控制,通过工业总线,施工过程中的位移、载荷等信息,被实时直观地显示在控制室的彩色大屏幕上,使人一目了然,施工的各种信息被实时记录在计算机中,长期保存。
由于实现了实时监控,工程的安全性和可靠性得到保证,施工的条件也大大改善。
5.2.2.整体安全可靠,功能齐全。
软件功能:
位移误差的控制;
行程控制;
负载压力控制;
紧急停止功能;
误操作自动保护等。
硬件功能:
油缸液控单向阀可防止任何形式的系统及管路失压,从而保证负载有效支撑;
5.2.3.所有油缸既可同时操作,也可单独操作;
5.2.4.同步控制点数量可根据需要设置,适用于大体积建筑物或构件的同步位移。
5.3主要技术指标
5.3.1一般要求
液压系统工作压力31.5Mpa尖峰压力35.0Mpa
工作介质40号液压油清洁度NAS9级
电源50Hz
380V三相四线制48Kw
5.3.2顶推系统
顶(升)推缸推力200T/50T顶推控制速度最大50mm/min
组内各顶推缸:
压力连通
组与组之间:
位置同步控制同步精度±
1mm
5.3.3操纵和检测
常用操纵按钮方式人机界面触摸屏
位移检测:
光栅尺分辨率0.005mm
压力、位移参数自动记录
5.4顶推液压系统工作原理
顶推液压系统原理图见图5-1,高压泵P、电磁溢流阀DV、单向阀CV、压力传感器PSO和蓄能器R组成电子卸荷式节能供油回路,稳定地为系统提供30.0-31.5Mpa的油压。
4路由比例调速阀FCV和电磁阀DV组成的电液比例控制回路,是顶推系统的主控回路,每路带1个顶推油缸,每路比例控制回路,有一个光栅尺检测位移;
油缸、光栅尺、比例调速阀组成高精度位置闭环控制,可以平稳地将建筑物向前推进,依靠4组顶推缸不同的位移量,可控制建筑物推移时的姿态。
以便建筑物的精确到位。
操作电磁阀DV可以将油缸空载缩回,依靠面积差和比例调速阀增速,可以将顶推油缸快速回缩以便第二次顶推。
5.5顶推的控
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- 成都 铁路 货车 外绕线系杆拱梁移梁 工程施工 技术 方案 secret