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城市桥梁PLC同步顶升升改造设计

文章出处:未知 人气:发表时间:2020-03-27
随着中国经济以及汽车产业的高速发展,城市交通拥堵的问题日益突出。为了在有限的空间创造更多的道路资源,许多城市选择了建设城市高架桥。由此带来的一个问题就是许多既有道路的跨线桥就需要提前拆除,这样无疑是社会及经济资源的极大浪费。既有桥梁的顶升改造将会最大限度地利用既有桥梁结构,节约社会及经济资源。桥梁顶升技术在公路及市政工程中最初是应用于预制梁的架设和移位,之后逐渐用于桥梁的支座更换等维护工程中。随着中国城市的高速发展,交通日益拥堵,许多桥梁已不能满足交通的需求,但拆除这些桥梁又是极大的资源浪费。PLC多点同步液压控制技术的快速发展使得旧桥等比例顶升改造得以实现,开启了旧桥改造的新领域。某高架改造的关键之处就在于既有桥梁的顶升改造,其中,L3,L4联箱梁的顶升更是重中之重。L3联为钢箱梁,需将既有竖向凸曲线变为改造后的竖向凹曲线;L4联为预应力混凝土连续箱梁,最大顶升高度达到11.181 m,为国内桥梁顶升高度之最。通过计算分析,针对L3,L4联的不同情况,设计提出了L3联通过钢箱梁体的切割后顶升并重拼装来满足改造后竖向线形要求;L4联通过对顶升施工过程中的支点位移差的严格控制来达到最后的设计线形要求。
 
一、工程概述
 
德胜路跨铁路立交桥工程位于杭州市下城区,起点于中诸葛路,终点于石桥路,平行于德胜快速路,上跨浙赣铁路。德胜路跨铁路立交桥工程范围K0+700.0~K1+370.0,跨铁路部分为60+100+60三跨变截面连续梁;连续梁两端分别9跨25m预应力空心板简支梁,桥宽27.6m。主桥采用两独立的墩身,墩身尺寸为6.8m*2.8m,承台尺寸厚为3m,引桥桥墩采用排架墩,墩柱直径与桩同为1.2m,桥台采用重力式桥台;连续梁支座采用盆式支座,引桥简支梁均采用滑动板式橡胶支座。
 
二、简支梁支座更换桥梁顶升桥梁主要病害概述
 
由于德胜路跨铁路立交桥交通流量大,为城市主要干道,在长期运营过程中,养护单位发现引桥支座出现较多病害:支座上钢板滑移、脱空及少量缺失以及支座橡胶变形,侧移多处并且老化,支座锈蚀严重,大部分橡胶四氟板已经老化、变形。为了保证桥梁正常营运,立交桥进行单墩同步顶升梁体,更换缺损、移位、老化橡胶支座。必须处理简支梁支座更换桥梁顶升项目
 
三、简支梁支座更换桥梁顶升
 
四、考虑德胜立交交通流量大,本次设计要求提高更换的支应等级,普通橡胶支座由原来的GJZ100*200*35(CR),提高到GJZ200*250*35(NR);四氟板橡胶支座由原来的GJZF4100*200*35(CR),提高到GJZF4200*250*35(NR)。支座更换原则:一个支座失效,需顶升更换,则本跨同排支座需全部更换。其更换原则参照《铁路桥隧建筑物劣化评定标准支座TB/T2820.3-1997》。
 
(一)简支梁支座更换桥梁顶升施工方案的确定
 
总体施工方案为:在墩、台盖梁顶与梁板底之间安设千斤顶整体顶升。墩台处梁底与台帽(或盖梁)顶净高较小,均在6cm左右,故采用本体厚度30mm,顶升力为30t的千斤顶安置在每个支座旁的墩台帽和梁底之间实施顶升。每个墩(台)采用1台液压泵控制,顶升高度满足更换空间,但高度不得超过25mm,将梁板单墩同步顶升,然后更换支座,支座就位安稳后,撤出千斤顶。护栏:2*0.36*26=18.82KN/m;桥面铺装:8cm混凝土+4cm沥青,(0.08*26*+0.04*24)*27.3=83.0KN/m;全桥自重合计11888.0kN,顶升施工需要克服部分连接作用力及部分附属构件自重,取20%的安全系数,则最大吨位为1426.6t,施工阶段梁底最不利位置控制压应力不得大于4.4MPa。
 
(二)简支梁支座更换桥梁顶升施工工艺
 
1、简支梁支座更换桥梁顶升在进行支座更换之前,首先进行交通管制,对桥梁通行车辆吨位数量及车速进行限制,顶升时桥梁通行最多两个车道,通行车辆为小车,且吨位小于5t,避免施工工程发生意外。
 
2、简支梁支座更换桥梁顶升在桥下桥墩或桥台处搭设碗扣式满堂支架,便于施工人员操作;高墩处可采用架桥机等辅助工具。对于梁底与盖梁间净高过小无法安置千斤顶时,采用槽钢配合钢板焊接成型的排架作为顶升用支架。支架必须具有足够的强度、刚度和稳定性,确保施工过程安全。
 
3、简支梁支座更换桥梁顶升检查桥上旧支座受力状况,如有脱空或局部脱空要做好记录和标记,在梁板顶升后按照事前记录数据添加调平钢板,以避免更换支座后再次出现脱空。
 
4、简支梁支座更换桥梁顶升清除橡胶支座处砼及杂物,保证梁板被顶高后,支座能顺利取出和更换。
 
5、简支梁支座更换桥梁顶升对所用千斤顶、液压油泵的配套进行标定。本项目共标定了31台套本体厚度30mm千斤顶,单侧墩(台)安放26台,5台为备用。正确摆放千斤顶位置,千斤顶底部与顶部必须保证平面满压,局部不平时可垫楔形钢板或提前用环氧树脂抹平,或人工凿平。千斤顶上下放置钢板,防止局部破坏,具体详见相关图纸。
 
6、简支梁支座更换桥梁顶升顶升系统的调试安装,顶升系统由液压油泵、千斤顶、分流阀、液压油管、压力表等组成。顶升系统采用位移和顶升压力的双控作为顶升控制依据。顶升前应单一和统一调试各控制系统的正常运行性,以保证顶升过程中的正常进行。
 
7、简支梁支座更换桥梁顶升监测设备的安装,监测设备为顶升系统的配套设备,主要为压力传感器、位移传感器、百分表等。
 
8、简支梁支座更换桥梁顶升安设纵、横向限制位移装置。
 
9、简支梁支座更换桥梁顶升使用多台油泵时,在正式整体顶升前将所有油泵操作人员和观测人员集中起来,进行多次演练,保证油泵的加压速度能得到同时、同步的控制,使抬高量达到一致效果。
 
10、简支梁支座更换桥梁顶升进行加压试顶,准备工作全部完成后,所有千斤顶同时启动,分级加压,直到达到设计顶升力并持荷5min卸载。在试顶过程中应检查:所有油路有无漏油现象、千斤顶有无异常现象、供电线路的表观磨损等。卸载后认真检查千斤顶上下钢板是否垫实,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,如存在,立刻认真查出原因后及时处理再进行正式顶升,情况未明时绝对不能继续进行顶升。卸载后立即组织沟通,把出现的问题及时协调处理,明确对于组织机构、信息传递及反馈等过程控制中有无需再次强调及改进等事项。
 
11、简支梁支座更换桥梁顶升逐级加压顶升,专人记录油泵的压力和每个千斤顶的出顶量(以百分表读数为准),以每顶升3mm为一级,待所有千斤顶出顶量均达到3mm后再实施下一级顶升。各个千斤顶的压力出现不一致时,要以整体顶高量为依据,所有千斤顶的抬高误差小于1mm,否则进行局部顶压调整。
 
12、简支梁支座更换桥梁顶升达到规定的抬高量后,检查支座与梁板底脱离情况,其间隙达到能顺利取出旧支座的要求即可,并安放楔形钢垫板等临时支撑。
 
13、简支梁支座更换桥梁顶升需要二次顶升时,用楔形钢垫板做好临时支撑,使千斤顶缸体回油,重新在千斤顶上加厚钢板,第二次抬高梁体,直至达到能更换支座要求高度,并安放临时支撑,并采用千斤顶机械阀门锁死千斤顶。
 
14、简支梁支座更换桥梁顶升用特制夹具取出原支座,必要时用电镐清除,清理支座位置的杂物,更换新的橡胶支座。
 
15、简支梁支座更换桥梁顶升完成后,千斤顶慢慢回油,速度要一致,保证每个设备同步回落。检查各支座稳压和支座变形情况。

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