桥梁顶升支座更换专项施工方案2精编版.docx
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桥梁顶升支座更换专项施工方案2精编版
桥梁顶升支座更换专项施工方案
一、编制依据
1、合肥市五里墩立交桥维修消缺应急工程施工图设计(上海市城市建设设计研究总院);
2、《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004);
3、《公路桥涵加固设计规范》(JTGJ22-2008);
4、《公路桥梁加固施工技术规范》(JTG/TJ23-2008);
5、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011);
6、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001);
7、《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002);
8、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ-130-2011)。
二、工程概况及病害介绍
2.1、概况
合肥市五里墩立交桥,位于长江西部、屯溪路、合作化路的汇合处。
该立交桥分地上三层、地下一层,桥梁面积4万平方米,占地8.9公顷,为双“Y”定向式加环形匝道的四层互通式立交,桥梁由两段高架桥及17条匝道组成,桥梁累计全长3888.44m,最高一层的高架桥,距底层路面高21m。
2014年1月初,发现东西方向的A3匝道第21~29号墩桥梁出现病害,管理单位组织对五里墩立交桥进行维修消缺,其中A3、A4匝道维修消缺已由一期施工单位在2014年4月份施工完成,二期工程完成剩余匝道桥梁的维修消缺。
二期桥梁维修消缺我单位承建的二标段主要施工B3(10-29号墩)、B4、C2、C3、D1、D2匝道范围内的桥墩立柱加固、支座更换、伸缩缝处理、布置永久观测点等维修消缺。
桥形布置如下图示:
图2.1-1施工平面布置图
2.2、设计支座更换方案
2.2.1桥梁支座现状结构:
匝道桥上部以25m基本跨径的钢筋混凝土连续梁为主,配有控制裂缝的纵向预应力钢束,桥宽8.5m为主,断面为0.5m(防撞栏杆)+7.5m(车行道)+0.5m(防撞栏杆);下部结构无盖梁,标准段采用球冠橡胶支座,且为双支座;中墩和下牛腿支座型号为2-Φ600×89mm,一般间距700mm,少量间距1800mm;桥台和下牛腿上支座为2-Φ450×75mm,间距1800mm。
2.2.2设计支座更换方案:
部分中墩原设计两个支座间距较近,为700mm,支座净距为100mm,为提高桥梁抗倾覆能力,将支座间距增加到1.8m。
墩顶采用钢结构盖梁,预留千斤顶位置后期作为永久观测点平台。
千斤顶要求采用自锁千斤顶,安全系数大于1.8,一个桥墩上的所有千斤顶为一组,必须同步。
匝道标准宽度段连续梁梁底空间允许时,采用200t自锁千斤顶,顶高366mm,直径Φ210mm。
经过设计验算,中墩允许顶升20mm,本次顶升10mm;边墩允许顶升25mm,本次桥墩顶升10mm,桥台顶升10mm;交接墩处上联顶升15mm,下联顶升10mm,如图2-2-1。
顶升高度尽量降低,本次桥梁维修消缺顶升采用尽量不中断交通顶升方式进行(对分叉处连续梁整体顶升,D1、D2等小半径匝道桥梁顶升采用临时封闭交通方式进行)。
图2-2-1交接墩顶升高度示意图
1)中墩Φ1.5m独柱:
原设计为2-Φ600x89mm球冠橡胶支座,间距700mm;采用2-500x600x176mm高阻尼隔震橡胶支座,间距1800mm。
2)中墩Φ1.25m独柱:
原设计为2-Φ600x89mm球冠橡胶支座,间距700mm;采用2-500x600x176mm高阻尼隔震橡胶支座,间距1800mm。
3)中墩Φ1.25x2.26m和Φ1.25x1.88圆端柱:
原设计为2-Φ600x89mm球冠橡胶支座,间距700mm;采用2-500x600x176mm高阻尼隔震橡胶支座,间距1800mm。
4)边墩2-Φ1.0双柱:
利原设计上牛腿下支座为2-Φ450x75mm球冠橡胶支座,间距1800mm;下牛腿下支座为2-Φ600x89mm球冠橡胶支座,间距1800mm;在原有支座位置,上牛腿下支座为2-Φ450x69mm板式橡胶支座,间距1800mm;下牛腿下支座为2-Φ600x90mm板式橡胶支座,间距1800mm;新增加4-350x400x126mm高阻尼隔震橡胶支座,横桥向间距1800mm,顺桥向间距1700mm。
5)桥台:
原设计为2-Φ450x75mm球冠橡胶支座,间距1800mm;采用2-Φ450x69mm板式橡胶支座,间距1800mm。
2.3、现状伸缩缝、支座病害情况
通过近期经理部排查结合设计文件,现状伸缩缝、支座病害情况统计整理如下。
(1)B3匝道
伸缩缝:
B3匝道7道伸缩缝均存在不同程度堵塞,且部分伸缩缝内橡胶条有不同程度破损,全桥伸缩缝均存在不同程度的泥沙垃圾堵塞。
支座:
支座存在不同程度的老化现象,支座钢板整体锈蚀现象比较严重,部分支座有脱空现象;支座钢护筒与墩柱接触,如28#墩;部分支座有剪切变形,并伴有开裂现象,如12-2#墩、15-2#墩等。
(2)B4匝道
伸缩缝:
B4匝道4道伸缩缝均存在不同程度堵塞,且部分伸缩缝内橡胶条有不同程度破损,全桥伸缩缝均存在不同程度的泥沙垃圾堵塞。
支座:
橡胶支座均有不同程度老化,个别支座已经位移,如2-1#墩支座;部分支座有脱空现象,如3#墩、4#墩。
(3)C2匝道
伸缩缝:
C2匝道桥2道伸缩缝均堵塞严重,且个别伸缩缝内橡胶条局部破损,全桥伸缩缝均存在不同程度的泥沙垃圾堵塞。
支座:
支座整体情况较好,个别支座上部有脱空现象,如通道桥大桩号侧6#支座上部脱空1/2。
(4)C3匝道
伸缩缝:
C3匝道2道伸缩缝均堵塞严重,全桥伸缩缝均存在不同程度的泥沙垃圾堵塞。
支座:
支座整体轻微老化,个别支座局部有脱空现象。
(5)D1匝道
伸缩缝:
D1匝道2条伸缩缝均存在不同程度堵塞。
支座:
橡胶支座均有不同程度的老化现象,支座钢板普遍锈蚀,0#墩支座脱空现象较严重。
(6)D2匝道
伸缩缝:
全桥伸缩缝均存在不同程度的泥沙垃圾堵塞。
支座:
支座均有不同程度老化,脱空现象,支座钢板锈蚀现象较严重。
三、工程重难点分析
根据设计图纸和施工现场调查的情况,我标段范围内桥梁顶升支座更换施工的重难点如下:
(1)D1匝道桥梁曲线半径46m、D2匝道桥梁曲线半径50m,曲线半径较小,桥梁长度均为65m(20m+25m+20m)桥跨布置三跨一联,现状支座设计为球冠式钢支座,且D2-2墩支座安装方向错误,梁体竖向裂纹较多,箱梁内应力较大,顶升存在较大风险。
(2)B3匝道第2联连续梁接A2匝道、接A1匝道,最宽桥面35m,该联桥梁桥墩需同步顶升墩柱较多,其中B3-17设计为门式墩,跨4#、5#人行通道,同时上跨通行的A6匝道,顶升存在较大安全风险。
(3)在梁体在施工、支座更换过程中,桥梁上交通不封闭,施工过程中存在较大的安全隐患。
四、施工总体部署
4.1、施工组织机构
施工组织机构体系见图4.1-1,项目经理部下设“六部二室”:
工程技术部、物资设备部、安全质量部、工程经济部、财务部、协调部、试验室、综合办公室,负责完成全标段技术服务、材料采购调配、安全质量监督检查、计量计价、财务管理、对外协调、后勤供应、环境保护、治安保卫、交通疏导等工作。
另设一个钢盖梁加工、安装专业施工队和一个桥梁顶升、支座更换作业队。
钢盖梁加工、安装作业班组计划工人30人,分两个班组同时作业;
桥梁顶升、支座更换专业作业队设置2个作业班组,管理人员4人,作业班组人员20人。
图4.1-1施工组织机构图
4.2、工期计划
桥梁顶升支座更换工序风险高、工作量大,控制项目的总体工期,为全桥施工控制关键工序。
根据业主要求桥梁放行工期倒排,桥梁顶升需在2014年9月5日前完成,桥梁顶升工序计划在40天内完成,相关工序主要有墩顶钢盖梁(挡块)安装(25个)、伸缩缝清理(16道)、梁体顶升(53个墩/台)、支座更换(160个)。
(1)伸缩缝清理计划工期为30天,单个伸缩缝清理3天,2个班组作业,开工日期为2014年5月20日,结束时间为2014年6月20日。
(2)钢盖梁计划工期为40天,单个钢盖梁安装7天,2个施工班组,开工日期为2014年5月20日,结束日期为2014年6月30日,施工原则以成联为原则,尽快为顶升队伍进场连续作业创造条件。
(3)顶升支座更换计划工期为40天,单墩顶升、支座更换1天完成,2个施工班组,开工日期2014年7月25日,结束日期为2014年9月5日。
4.3、主要物资材料
依据设计及规范要求对项目使用材料进行采购,选定的材料供应厂家提前报经业主及监理单位认可,进场材料按照有关技术规范要求进行检验。
表4.3-1主要物资材料汇总表
序号
工程部位
材料名称
单位
数量
备注
1
钢结构-钢盖梁
Q345qD钢
T
59.5
2
钢结构-限位块
Q345qD钢
T
49.9
3
板式橡胶支座
GYZ450*69mm
个
16
4
板式橡胶支座
GYZ600*90mm
个
60
5
高阻尼隔震橡胶支座
HDR(Ⅱ)350*400*126
个
32
6
高阻尼隔震橡胶支座
HDR(Ⅱ)500*600*176
个
52
项目经理部下设的物资设备部,负责物资的计划、采购、运输、使用等管理工作,工程材料将按照施工进度要求陆续进场。
五、施工方案
5.1、顶升支撑系统
1)、中墩Φ1.5m、Φ1.25m独柱:
设计利用顶部钢盖梁作为千斤顶和支座支撑。
Φ1.5m分为两种类型:
受力较大部分全部采用M20锚栓,受力较小部分上面两排采用M20锚栓,下面采用M16锚栓。
该种类型支撑系统详见图5-1-1,具体墩位编号为B3-19~B3-22,共计4个墩柱。
Φ1.25x1.88m圆端柱:
利用顶部钢盖梁作为千斤顶和支座支撑。
该种类型支撑系统详见图5-1-2,具体墩位编号为B3-26、B4-11#,共计2个墩柱。
图5.1-1Φ1.5m独柱墩墩顶盖梁及支撑系统
图5.1-2Φ1.25m圆端墩支撑系统
2)中墩Φ1.25m独柱:
设计利用加宽的立柱作为支座支撑,另外设置支撑作为千斤顶支撑。
该种类型支撑系统详见图5-1-3,具体墩位编号为B3-24~B3-26、B3-28、B4-3~B4-7、B4-9、B4-10、B4-13、C2-3、C2-4、C3-1、C3-2、D1-1、D2-1、D2-2,共计19个墩柱。
图5.1-3Φ1.25m独柱墩支撑系统
3)边墩2-Φ1.0双柱:
设计利用顶部钢盖梁作为千斤顶和支座支撑。
该种类型支撑系统详见图5-1-4,具体墩位编号为B3-23、B4-8,共计2个墩柱。
图5.1-42-Φ1.0m独柱墩墩顶盖梁及支撑系统
4)分叉处桥墩:
采用Φ609mm×12mm钢管柱,单个墩柱设置4根为一组,在螺旋钢管顶部设置2×32工字钢作为分配梁,32工字钢在千斤顶支撑点采用1cm厚钢板做加劲肋处理,Φ609mm钢管柱之间采用[12槽钢进行连接,螺旋管底部16mm厚钢板直接支立在承台顶面,采用植入直径20mm螺杆、螺帽进行固定。
该种类型支撑系统详见图5-1-5、图5-1-6,具体墩位编号为B3-10~B3-17,共计8个墩柱(在梁底与墩顶之间间距较小,无法使用扁形千斤顶时,采用钢管支墩顶升)。
图5.1-5Φ609×12mm钢管桩支撑系统(分联墩)
图5.1-6Φ609×12mm钢管桩支撑系统(中墩)
5)墩顶、桥台部分:
对于桥台、部分墩顶,梁底与墩台帽之间实际测量有8~12cm间距,采用8组100t扁形千斤顶进行顶升,千斤顶上下均垫2cm厚钢板后直接在墩顶、台帽上对连续梁进行顶升,千斤顶布置以能顺利更换支座为原则,千斤顶位置尽量靠近原支座。
该种类型支撑系统详见图5-1-7,具体墩柱编号为B3-18、B3-27、B4-1、B4-2、B4-
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