支座顶升方案

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关于互通立交桥匝道桥支座、支座垫石、及梁底调平工程的技术方案我公司受此段高速公路原施工单位的委托,就该工程项目的施工技术问题,提出以下技术方案。一.设计依据:1.设计文件。2.与甲方的电子函件。3.现场信息。4.与甲方电话座谈等信息交流意见。二、工程概况及要点:1.该桥E匝道桥Ell#-13#墩对应支座吨位偏小,原有8MN支座需调整为lOMNo2.由于新支座的长、宽、高三尺寸与原支座尺寸差别较大,将引起支座垫石及梁底调平尺寸变化。3.施工中需同步顶升整联四跨桥梁,分离原支座。4.继续顶升，加大墩顶操作空间，撤出原结构及设备。5.结合原施工情况,施工安装新结构及设备。6.其他,接坡,恢复通行。7.安全与防护。

11.此桥为已建项目,再次施工将要封闭通行。由于需保证此段时间亚运会交通安全,施工工期将会受多方影响,工期较短。2.该桥E匝道桥E1墩施工后,有可能引起局部线性调整。三、原桥的技术要点:1.11#墩高度9.73米,与10#墩跨长暂不祥,估25米。12#墩高度6.523米,两侧跨度35米,(最大)13#墩高度8.734米,与14#墩跨长暂不祥,估25米。2.墩顶平面:6X1.3米。垫石尺寸:880*880*100mm,两个。支座尺寸:780*780*175mm。(8MN)梁底调平块钢筋网片1000*1000mm。上钢板尺寸900*900*25mm,中心高80mm〇梁底至墩顶净高:275mm.四、新支座等技术要点:GD支座DX/SX支座原支座差值垫石尺寸1100*1100*1351100*1100*115880*880*10022035,15支座尺寸860*860*170980*985*190DX780*780*17580~205-5,+15

2980*845*190SX780*780*175+15梁底至墩顶净高30530527530梁底调平块钢筋网片（中心高）1200*1200*501200*1200*501000*1000*80200-30梁底至墩顶净高30530527530从上表看出:新支座DS与SX平面尺寸已经超出原垫石尺寸。处理办法:1.拆除原支座,保留原螺栓2.保留原垫石,水平植筋,外加10厚钢板框,上平置5-25厚钢板,预留原螺栓孔位和新螺栓孔,原螺栓在孔内焊平,磨光。新螺栓孔内预焊新螺栓,灌注灌浆料碎。3.梁底调平,分固定支座和单向、双向支座。a.固定支座:原上钢板尺寸为900*900,现新支座上部尺寸为860*860,若原支座拆除过程中无损伤,原钢板可使用。b.单向、双向支座：原上钢板尺寸为900*900,现新支座上部尺寸为980*885,980*845两种,均已超过钢板尺寸。在钢板四周个加宽150mm,施工时,凿出周边部分碎,加焊网片筋,立模浇注灌浆料碎与钢板补平。

3以上施工方法的特点：1.采用PLC同步控制技术顶升四跨桥梁上部梁体,高度约15-20cm,提供作业空间,安装新支座。2.维持上部即梁底的钢板不动,并加大补强。3.下部要结合新支座预埋螺栓孔位的施工。再ー种方法是拆除梁底钢板,重新浇注50mm厚的混凝土。当然,施工程序相当麻烦,梁底植筋还要防止影响到预应カ筋及混凝土内孔洞,最终效果也不一定比不拆除要好。处理后的高度误差:（与原高度275比较）11#墩:单向双向支座:100+5钢板+190=295mm,高20mm。12#墩:固定支座:100+25钢板+170=295mm,高20mm。单向支座:100+5钢板+190=295mm,高20mm。13#墩:单向双向支座:100+5钢板+190=295mm,高20mm。根据FK-SJ-122设计后服务函的变更设计原则,高度2cm以内时可以自行调整有关尺寸。本项误差为20mm,作为调整设计,施工情况满足此项要求。施工时,需认真核对原施工误差,分析误差的影响范围。再者,需认真核对新支座的外部尺寸及其孔距等。施工设计图另附。五、顶升设计以12#墩为例,其两端跨长为35米,该墩支座受カ最大,约为560吨。按4个

4200吨千斤顶计算,可提供800吨支撑カ,安全系数为800/560=1.43。4个千斤顶每两个ー组,置于新支座靠中线ー侧,相距2.4米处。中间备用混凝土垫块支撑,新支座外侧备用200宽预制碎垫块临时支撑。千斤顶采用高压超薄型,高250mm,行程!40mm,数量14台。泵站:采用专用配套高压变频泵站,3台。光栅尺;3条,精度0.02mm.百分表:10只,精度0.01mm.控制台:全自动监控操作系统ー套。其他配套设备。六、施工流程图

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6七本工程施工要点:1.交通封闭与现场防护:（另附）2.现场道路与水电设施:（另附）3.施工用脚手架与施工平台：（另附）4.同步顶升与控制4.1确定顶升高度根据现场标高测量情况,与甲方共同确定顶升高度,尽早安排垫块预制。4.2顶升控制系统在顶升时,由于荷载不均匀,如果人工控制可能引起千斤顶顶速不一致。因此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ー种カ和位移综合控制的顶升方法,这种カ和位移综合控制方法,建立在カ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,平稳地顶举桥梁,使顶升过程中桥梁受到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组成位置闭环,以便控制桥梁顶升的位移和姿态,同步精度为±2.0mm,这样本工程就可以很好的保证顶升过程的同步性,确保顶升时板梁结构安全。4.3顶升液压系统顶升步骤与实施方案:1、首先在原钢管支墩附近处新增设钢管支墩,利用承台上安装钢牛腿作为新增钢管支墩基础:新增钢管支墩安装完毕后,分批次进

7行力的转换,解除原钢管支墩受力,然后利用原钢管支墩作为顶升支撑基础,采用三个支墩整体同步顶升施工。2、顶升体系安装在增设支墩受カ,解除原钢管支墩受力后,校正修复原钢管支墩,并在钢管支墩上加工成千斤顶顶升平台,平台上安放4台200吨千斤顶,千斤顶上搁置加工成型的箱型梁,箱型梁承托贝雷桁架。本工程下游三处下沉,每处布置4台千斤顶,共计12台。千斤顶分为三组,每组配置一个光栅尺,共计三个光栅尺,并且在每处箱型梁底布置ー个百分表。3、千斤顶采用200T千斤顶,最大行程!40mmo千斤顶均配有液压锁可以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。4、整体顶升:待所有准备工作做好后首先进行试顶升,若没问题便进行正式顶升,千斤顶最大行程为140廊,每ー顶升标准行程设定为100mm,最大顶升速度为lOmm/min,本次需要顶升二个行程。5、顶升行程监测:采用精度为±0.2加的位移传感器监测。6、顶升梁应カ、应变监测及标高测量:梁应カ、应变监测由长安大学监控单位监测,标高由施工单位测量,每顶升20mm,监测梁应カ应变,同时测量梁高程。7、支撑系统:采用专用垫块作为临时支撑,钢垫块高度与千斤顶的行程相适应。8、当顶升至设计标高后,采用钢垫块+钢板的方法与系梁塞紧。9、顶升施工总体布置图:（另附）1.1.1千斤顶布置

8根据现场实际情况计算,最大跨度12#墩墩顶处支座最大反カ为560吨。考虑到一定的安全系数,每墩布置4台200吨的千斤顶,共三处计12台200吨的千斤顶。我们采用的PLC控制系统,通过称重的方法,可以分别使各点顶升カ可控,并把千斤顶编为前后分组。完全可以克服上部荷载不均造成的偏心影响。1.1.1千斤顶安装为便于顶升操作,所有千斤顶均正放,上下方加设垫板,直至到达设计顶升高度。千斤顶安装时应保证千斤顶的轴线垂直。以免因千斤顶安装倾斜在顶升过程中产生水平分力。1.2称重1.2.1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、按计算荷载的フ0%〜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;1.2.2称重a、为保证顶升过程的同步进行,在顶升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,在一定的顶升高度内（1〜10mm）,通过反复调整各组的油压,可以设定ー组顶升油压值,使每个顶点的顶升压カ与其上部荷载基本平衡。

9c、为观察顶升处是否脱离,可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。1.1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,在正式顶升之前,应进行试顶升,试顶升高度10mm〇试顶升结束后,提供整体姿态、结构位移等情况,为正式顶升提供依据。1.2正式顶升试顶升后,观察若无问题,便进行正式顶升。正式顶升分2个阶段,每阶段顶升标准行程设定为10-20cmo1.2.1顶升总流程（见下图A）

10同步顶升系统配套测试1.1.1正式顶升,须按下列程序进行,并作好记录:①操作:按预设荷载进行加载和顶升;②观察:各个观察点应及时反映测量情况。③测量:各个测量点应认真做好测量工作,及时反映测量数据;④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;⑤分析:若有数据偏差,有关各方应认真分析并及时进行调整。⑥决策:认可当前工作状态,并决策下ー步操作。

111.1.1顶升注意事项a、每次顶升的高度应稍高于垫块厚度,能满足垫块安装的要求即可,不宜超出垫块厚度较多,以避免负载下降的风险;b、顶升关系到主体结构的安全,各方要密切配合:c、整体顶升过程中,认真做好记录工作:d、顶升过程中,应加强巡视工作,应指定专人观察整个系统的工作情况。若有异常,直接通知指挥控制中心;e、结构顶升空间内不得有障碍物;f、顶升过程中,未经许可不得擅自进入施工现场。1.1.2顶升过程控制整个顶升过程应保持位移传感器的位置同步误差小于±2mm,一旦位置误差大于2mm或任何ー缸的压カ误差大于5%,控制系统立即关闭液控单向阀,以确保梁体安全。每ー轮顶升完成后,对计算机显示的各油缸的位移和千斤顶的压カ情况,随时整理分析,如有异常,及时处理。梁顶升并安装支座完成后,测量各标高观测点的标高值,计算各观测点的顶升高度,与原设计顶升高度比较,如符合即可。1.2液压系统拆除支座安装结束与梁低浇注后,经适当养生后,即可进行液压系统的拆除。

121）拆除临时支撑;2）液压系统的管路及其它附件,拆卸千斤顶并移走;3）清理现场。5.PLC液压同步顶升系统为保证顶升中桥梁结构的安全,就要严格要求顶升千斤顶的顶升同步性。本工程拟采用PLC控制液压同步顶升系统。5.1同步顶升系统组成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移位,实现カ和位移控制、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: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,操作台全部采用计算机控制,通过エ业总线,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,施工中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。

131.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;负载压カ控制;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,从而保证负载有效的支撑；2.所有油缸既可同时操作,也可单独操作；3.同步控制点数量可根据需要设置,适用于大体积桥梁或构件的同步移位。5.1主要技术指标5.1.1一般要求

14液压系统工作压カ;尖峰压カ;工作介质;介质清洁度;供电电源电压:380VAG；功率:运转率:5.3.2顶升装置顶升缸推力:顶升缸行程:偏载能力:31.5MPa35.0MPaISOVG46#抗磨液压油NAS9级50HZ;三相四线制65KW(MAX)24小时连续工作制200T140mm5°顶升缸最小高度:395mm最大顶升速度:10mm/min组内顶升缸控制形式:压カ闭环控制压カ控制精度く5%组与组间控制形式:位置闭环控制同步精度±2.0mm5.3.3操纵与检测常用操纵：按钮方式人机界面:触模屏位移检测：光栅尺分辨率:0.01mm压カ检测:压カ传感器

15精度0.5%压カ位移参数自动记录。5.3液压控制系统下图是顶升系统的组成示意图。顶升施工的第一步是桥梁的称重,通过调节减压阀的出口油压Pout,缓慢地分别调节。顶升系统组成示意图每ー个液压缸的推力,使桥梁抬升,当桥梁与原立柱刚发生分离时,液压缸的推力,就是桥梁在这ー点的重量值,称出桥梁的各顶升点的荷重,并把减压阀的手轮全部固定在PD=Pout-Pco的位置,便可转入闭环顶升,依靠位置闭环,桥梁可以高精度地按控制指令被升降或悬停在任何位置。5.4顶升系统控制原理如图4-3为顶升系统控制原理。比例阀、压カ传感器和电子放大器组成压カ闭环,根据每个顶升缸承载的不同,调定减压阀的压カ,将几个千斤顶组成一个顶升组,托举起盖梁,但是如果仅有力平衡,则桥梁的举升位置是不稳定的,为了稳定位置,在每组安装光栅尺作精密位置测量,进行位置反馈,组成位置闭环,一旦测量位置与指令位置存在偏差,便会产生误差

16信号,该信号经放大后叠加到指令信号上,使该组总的举升力增加或减小,于是各油缸的位置发生变化,直至位置误差消除为止。由于组间顶升系统的位置信号由同一个数字积分器给出,因此可保持顶升组同步顶升,只要改变数字积分器的时间常数,便可方便地改变顶升或回落的速度。5.3电控系统如下图为整个电控系统的组态图。核心控制装置是西门子S7-200系列的CPUS7-224,触摸屏可以

17显才系缘

18光柵尺一减压冏页-梁1-15丁，;—イ荀议;光粉尺千斤顶—段压网底一1}顶升系统控制原理图1-15f千斤顶

19べ囂曇QW0t/WS图4-4电控系统图

206监测方案本方案的监测指顶升过程中为保证桥梁支撑的整体姿态所进行的监测,包括结构的平动、转动和倾斜。监测贯穿于顶升全过程中。6.1监测目的施工监测的最基本要求是保证桥梁支架结构的安全。桥梁顶升过程是ー个动态过程,随着提升,支撑上面的桥梁板纵向偏差、板梁间隙等会发生轻微的变化,板梁受カ状态将随着支承点的相对变化而发生变化。为此要设置一整套监测系统,并要设定必要的预警值和极限值,以便将姿态数据反馈给施工加载过程。6.2监测部位及监测内容(1)桥面标高观测:为了使顶升到位后桥面标高得到有效控制更准确控制板梁的实际顶升高度,除用精度高的光栅尺及百分表测量外,另在桥梁板面设置高程观测点来辅助测量顶升高度。标高观测点的变化预警值为±3mm。(2)系梁底面标高测量:它是桥面标高控制和测量的补充,提供辅助的顶升作业依据。当各个观测点最大差值到达2mm时应立即停止施工,分析原因,以保证桥梁的整体姿态。(3)支撑体系的观测临时支撑在顶升过程中将承受桥梁的全部恒载和施工荷载,其强度和稳定性对施工的安全起着决定性的影响,也是施工监控的重点部位。计算表明,由临时支撑等构件组成的空间支撑体系受力与原体系不同。

21若施工过程中各千斤顶顶升的高度产生差异,将使各支撑的轴カ发生变化,通过观测,能及时掌握支撑体系的受力和变形情况及时采取措施控制支撑体系的变形量,使施工在安全可控的环境下进行。6.3监测准备主要是布置测点,在实施顶升的部位布置高精度的光栅尺和百分表,在桥面布置标高观测点辅助观测,并记录观测数据。光栅尺的布置主要以顶升千斤顶的分组为依据,在靠近下游系梁的位置每墩分别布置一台光栅尺。6.4监测方案实施6.4.1施工前监测主要是对各监测点取得各项监测参数的初值。如观测点标高等。6.4.2整体顶升监测包括顶升、支撑、落梁等过程的监测。监测内容主要包括位移监测、桥梁的整体姿态监测等。6.5监测组织安排监测计划应与顶升的施工计划相协调,并可在实施过程中改进,其监测结果,应及时反馈给现场总指挥。监测计划应与顶升的施工计划相协调,并可在实施过程中改进,其监测结果,应及时反馈给现场总指挥。监测时按以下原则安排:①预先制定监测计划;②关键的施工环节进行必要的监测;

22③特殊工况发生时,补充监测:④监测结果出现异常时,补充监测。7.应急预案7.1成立应急预案小组在桥梁的顶升过程中,首先应制定安全可靠、技术可行的施工方案,确保桥梁的结构安全及施工的顺利进行,避免异常情况的发生。但桥梁同步顶升技术含量高,有一定的风险,顶升过程中有一定的不确定性。因此针对顶升过程中的关键环节,假定某种意外情况的发生并制定相应的应对措施,方能在紧急情况下有的放矢,及时正确的处理问题。根据本项目的施工特点及以外的施工经验,由项目部牵头成立应急预案小组。7.2电脑控制系统事故7.2.1电脑控制系统因以外撞击而造成系统故障（死机、重启或者程序无反映等）:首先将系统设定一旦没有电脑信号,整个系统处于保压状态,并且发出警报,千斤顶锁死:其次,设置专门的空间安放电脑;再次,电脑操作室只允许技术人员或相关人员进入,并为电脑资料作备份。7.2.2在操作界面上设定专门的应急操作按钮。可以在紧急情况下启动该程序,使整个工程进入事先设定的闭锁状态,经过故障处理后,由总指挥决定是否继续作业。7.2.3断电事故处理:为主控电脑配置专用的UPS,提供不间断电源;在开机前,UPS至少保证具有稳定运行半个小时的主控室用电量。由专业电エ处理电线电路方面的问题。7.2.4系统故障:立即由专业工程师对系统进行检查,尽快排除故障,

23现场应有足够的备品、备件。7.3液压设备事故7.3.1泵站由于断电等原因不能正常提供动カ:千斤顶具有自锁功能,关闭截止阀可由千斤顶内部的压カ来提供支撑カ。7.3.2千斤顶不能正常提供压カ:事先多预备千斤顶和垫块,可先用垫块支撑,然后由液压工程师维修或者更换千斤顶。7.3.3千斤顶压カ异常处理：部署专人看管液压系统压カ部分,发现问题立即报告主控室,由主控室操作人员决定是否关闭截止阀,如果问题严重,应停止整个系统,解决具体事宜后,再行开机调试。7.3.4系统故障:立即由专业工程师对系统进行检查,尽快排除故障,现场应有足够的备品、备件。7.4板梁监测值超限事故：7.4.1板梁水平位移:采用限位措施,消除水平移位。7.4.2顶升速度不一致:立即停止顶升,组织人员分析原因。使较高侧千斤顶保持压カ不动,另ー侧缓慢加压,使其上升;当梁板处于平衡位置时,停止“纠偏”。8.4.3梁体出现结构变形或者细微裂缝：立即暂停或者停止施工,组织有关人员对出现的异常情况进行评价分析,查找原因,根据评价结论采取相应的处理措施,同时加强监测。9.5恶劣气候

24遭遇大风、暴雨或者雷电:立即停止施工。由应急小组作出临时加固措施,将千斤顶锁死,并采用拉结措施,保证结构整体稳定。8施工部署及进度安排8.1施工组织机构设置组建施工经验丰富、强有力的领导班子,聘请有关专家、学者担任本项目高级顾问,组织有经验的管理、技术人员和技术工人参加本工程的施工（组织机构设置图见图7-1）。副经理高级顾问组项目经理总工程师施工室机械动カ室工程材料室里班输班压班械エ班班ェ班筋班

25施工组织机构设置图

268.2劳カ安排施工高峰期计划安排劳カ15人。8.3施工用电高峰期需要60kw的施工用电。7.5工期安排自开エ起至顶升就位结束计划在5个日历内。8.6工期保证措施:•为确保工期,施工中拟采取如下措施:•整个工程同步进行施工,合理安排工期,改善工序衔接关系,保证施工总工期。•认真做好生产作业计划,及时调整机械及人员的力量,加强动态管理,把施工任务落实到班组。•根据工程特点,合理地组织工程必须的施工人员及施工机械,满足工程施工需要,并做好人力、材料、机械的后勤保证エ作。•及时检查工程进展情况,并对照计划及时调正,做到落实。为了保证进度,节假日合理安排,使工作有连续性。9.质量控制与措施（另附）10.安全控制与措施（另附）11.文明施工与环境保护（另附）ハ、问题及其他

271.新旧支座底板固定螺栓的尺寸关系及螺栓安装方式。2.顶升时,原支座位置脱空,改由千斤顶支撑,四千斤顶位于墩顶中部,,两两ー组,中间相距离2.4米,可由设计单位检算其结构安全性及桥梁顶升过程安全性。3.调坡处理:由于11-13#墩安装新支座后,使路面提高20mm,路面纵向标高略有变化。若满足整体线路要求,可否不再进行两端调坡处理。