1、工程概况
冯家庄主线跨线桥,上部结构为15+18+18+15米钢筋砼现浇连续板,下部结构:桥台为柱式台、桩基础,桥墩为薄壁墩、承台、桩基础。桥梁全长69.78米,桥面单幅总宽度为10.3米。根据改造设计要求,对该桥支座进行更换,需对该桥上部结构进行同步顶升约1.5-2cm,上部结构估算重量为1750吨。
2、千斤顶选用、布置及受力计算
本桥通过利用原桥台及原桥薄壁立柱作为顶升的反力基础,将桥梁整体抬高,顶升控制系统采用分级分步液压同步顶升。
(1)千斤顶选用。经现场调查,0号台和4号台梁底与桥台顶部的间距普遍在4.5-5.5cm,1号墩、2号墩、3号墩间距为9.5-13.4cm,所以千斤顶的厚度既要满足间距要求,又要满足顶升的行程要求。经与专业千斤顶生产厂家现场查看研究,根据本工程量身定做了100吨和150吨两种薄型板式千斤顶,其规格如下:100吨千斤顶12个,高50mm,直径198mm,行程12mm,用于两侧桥台处。150吨千斤顶24个,高95mm,大小198*245mm,行程20mm,用于薄壁立柱上。所有千斤顶均配有液压锁,以防止系统及管路失压,保证负载的有效支撑。
(2)千斤顶布置。经计算,全桥共重1750吨,中间桥台的支座反力最大,为557.9吨,两侧桥台支座反力最小,约为232.4吨,从南向北计划布置千斤顶数量为:0号台:6台*100吨;1号、2号、3号墩:各8台*150吨;4号台:6台*100吨。
千斤顶布置如图:
整个薄壁墩顶面范围内梁底经大致磨平后,涂抹高强度环氧标准砂浆,然后铺设钢垫板,使钢垫板与梁底紧密结合。薄壁墩顶面千斤顶放置范围内,经大致找平后,涂抹高强度环氧标准砂浆,然后铺设钢垫板,使钢垫板与薄壁墩顶紧密结合。
千斤顶的放置,根据验算,千斤顶底部边缘距桥台盖梁及薄壁墩的边缘不得少于10公分。千斤顶底部严格按照验算要求铺设钢垫板,钢垫板厚度不小于1公分且边角采用钝角形式,角度保持100度至120度间。
(3)千斤顶受力分析。通过查阅原桥的竣工图纸和现场核实,最重一处断面的支座反力为R3=557900kg。安装在该孔处的千斤顶为8个,每个千斤顶的有效承载力为150000kg,桥梁一孔千斤顶有效承载力之和R支=150000×8=1200000kg。安全系数RS=R支/R荷=1200000/557900=2.15,千斤顶设置方案完全满足承载要求。
(4)薄壁墩受力及梁板受力分析验算。经受力分析验算,满足顶升基础承载要求。
(5)支撑体系。利用原桥台或薄壁柱上表面做千斤顶的支撑面,作为其主要支撑承力体系。
3、施工准备
(1)人员安排。为保证顶升的顺利进行,施工现场设置专门指挥领导机构。设置现场总指挥1人,副总指挥1人,下设梁体监测组、液压控制组和操作观测组。其中梁体监测组4人,液压控制组3人,操作观测组15人(每断面支座处3人)。
(2)设备材料安排。所用的设备材料数量必须满足4孔一联的顶升要求。
(3)工作平台。靠近桥台或围绕立柱用钢管搭设支架,作为工作平台。
由于该桥采取的的是全桥整体顶升方案,故在施工的过程当中需进行桥面道路封闭。
4、桥梁顶升
(1)顶升系统安装、调试。本桥顶升设备采用5台液压泵站、36台液压千斤顶;液压泵站放置在桥面上,安装完成后,进行顶升系统的调试。
所有准备工作齐备后,千斤顶同时开动,进行试顶,按顶升行程进行顶升控制,试顶高度2mm,并持载5min以上后卸载。卸载后应认真检查系统的各自控制系统及表观现象;同时还应认真检查千斤顶上下钢板有无变形现象,必要时可调整钢板的厚度以满足顶升要求;认真检查千斤顶放置位置下的结构物有无区别于顶升前的现象,严禁情况未明时继续进行顶升。试顶升结束后,提供桥梁整体姿态、结构位移等情况,为正式顶升提供依据。
(2)顶升准备。顶升前完成以下准备工作:①顶升系统可靠性检验、顶升系统测试已完成,无异常现象;②已确定观测点;③桥梁伸缩缝周边不存在连接现象;④所有参与顶升施工的人员均已进行技术培训,人员分工严密;⑤交验点已确定(在每个桥墩处的桥面上取5个断面,每断面设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);⑥限位装置已设置(桥梁横向依靠抗震防滑块限位,纵向用钢契块在伸缩缝处做限位装置)。
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