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文檔簡介
橋梁支座更換施工技術(shù)一、概述
(一)研究背景與意義
橋梁支座作為橋梁結(jié)構(gòu)上下部連接的關(guān)鍵傳力構(gòu)件,其功能是將上部結(jié)構(gòu)的荷載(包括恒載、活載)傳遞至下部結(jié)構(gòu),同時適應(yīng)結(jié)構(gòu)變形(如位移、轉(zhuǎn)角),保障橋梁結(jié)構(gòu)受力合理及變形協(xié)調(diào)。隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展,早期修建的大量橋梁已進入運營中后期,受交通量激增、車輛超載、環(huán)境侵蝕(如溫度變化、濕度、化學(xué)腐蝕)、材料老化及施工質(zhì)量缺陷等因素影響,橋梁支座普遍出現(xiàn)橡膠老化、開裂、變形過大、鋼板銹蝕、錨固失效等病害,導(dǎo)致支座傳力不明確、結(jié)構(gòu)受力異常,嚴重威脅橋梁運營安全。據(jù)交通運輸部統(tǒng)計,我國在役橋梁中約有15%-20%存在支座病害,部分重載交通路段橋梁支座病害率甚至超過30%,支座更換已成為橋梁養(yǎng)護工程中的核心內(nèi)容之一。開展橋梁支座更換施工技術(shù)研究,對于保障橋梁結(jié)構(gòu)安全、延長橋梁使用壽命、提升橋梁養(yǎng)護技術(shù)水平具有重要意義:一方面,通過科學(xué)合理的施工技術(shù)可有效恢復(fù)支座正常工作性能,消除結(jié)構(gòu)安全隱患;另一方面,規(guī)范化的施工流程與質(zhì)量控制體系可提高施工效率,降低對橋梁正常運營的干擾,推動橋梁養(yǎng)護行業(yè)向精細化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。
(二)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
國內(nèi)橋梁支座更換技術(shù)研究始于20世紀90年代,隨著早期橋梁養(yǎng)護需求的凸顯,逐步從傳統(tǒng)的“整體頂換法”“分段頂換法”發(fā)展到目前的“同步液壓頂升更換技術(shù)”。同濟大學(xué)、東南大學(xué)等高校在頂升控制系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測等方面開展了深入研究,提出了基于應(yīng)力控制的橋梁頂升工藝,開發(fā)了適用于不同橋型的頂升設(shè)備,如智能同步液壓千斤頂、位移傳感器與壓力傳感器集成系統(tǒng),實現(xiàn)了頂升過程中的荷載均勻控制。工程實踐中,國內(nèi)已形成《公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范》(JTG/TJ22-2008)、《公路橋梁養(yǎng)護規(guī)范》(JTGH11-2004)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),對支座更換的施工流程、質(zhì)量控制提出了基本要求。然而,現(xiàn)有研究仍存在一定不足:針對復(fù)雜橋型(如大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋、斜拉橋)的支座更換技術(shù)適應(yīng)性不足,對頂升過程中結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布規(guī)律的認識尚不深入,施工過程中的實時監(jiān)測與預(yù)警技術(shù)有待完善,且部分施工單位仍依賴經(jīng)驗施工,缺乏標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)。
國外發(fā)達國家在橋梁支座更換技術(shù)方面起步較早,已形成較為成熟的技術(shù)體系。美國聯(lián)邦公路局(FHWA)制定了《BridgeBearingReplacementGuide》,系統(tǒng)闡述了支座更換的設(shè)計原則、施工方法及質(zhì)量控制要點,強調(diào)施工過程中的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與風(fēng)險評估;日本開發(fā)了模塊化支座更換技術(shù),采用預(yù)制支座單元與快速安裝工藝,顯著縮短了施工工期,同時結(jié)合機器人檢測技術(shù)實現(xiàn)了支座病害的精準(zhǔn)識別與定位;歐洲國家則注重環(huán)保與智能化,如德國采用低噪聲、低振動頂升設(shè)備,減少對周邊環(huán)境的影響,并利用BIM技術(shù)進行施工全過程模擬,優(yōu)化施工方案。國外技術(shù)的優(yōu)勢在于標(biāo)準(zhǔn)化程度高、智能化水平強,但設(shè)備成本較高,且部分技術(shù)需根據(jù)國內(nèi)橋梁特點(如重載交通、復(fù)雜地質(zhì)條件)進行適應(yīng)性改造。
(三)主要技術(shù)難點
橋梁支座更換施工涉及結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料科學(xué)、施工技術(shù)等多學(xué)科交叉,技術(shù)難點主要體現(xiàn)在以下幾個方面:一是頂升過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制。橋梁上部結(jié)構(gòu)在頂升時需保持整體受力平衡,若頂升不同步或荷載分布不均,易導(dǎo)致梁體開裂、支座偏壓等風(fēng)險,尤其對于大跨度、連續(xù)結(jié)構(gòu)橋梁,頂升同步性控制難度更大,需建立精確的頂升荷載-位移反饋機制。二是新舊支座安裝精度要求。支座安裝需滿足設(shè)計要求的標(biāo)高、位置及傾斜度偏差,規(guī)范規(guī)定支座頂面高程偏差應(yīng)不超過±5mm,平面位置偏差應(yīng)不超過±10mm,實際施工中因操作空間限制、測量誤差等因素,精度控制難度較大。三是施工對橋梁正常運營的干擾。對于交通繁忙路段橋梁,需在有限工期內(nèi)完成支座更換,同時保障施工期間交通通行,這對施工組織、交通導(dǎo)改方案提出了更高要求。四是不同橋型的技術(shù)適應(yīng)性。簡支梁橋、連續(xù)梁橋、剛構(gòu)橋等不同橋型的結(jié)構(gòu)受力特性差異顯著,支座更換工藝需針對性設(shè)計,如連續(xù)梁橋需考慮頂升過程中的負彎矩區(qū)控制,剛構(gòu)橋需關(guān)注墩柱與梁體的協(xié)同變形。五是施工安全風(fēng)險控制。支座更換涉及高空作業(yè)、重型設(shè)備操作、臨時支撐搭設(shè)等環(huán)節(jié),易發(fā)生物體打擊、機械傷害、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等安全事故,需建立完善的安全保障體系。
二、施工準(zhǔn)備與方案設(shè)計
(一)前期勘察與評估
1.現(xiàn)場勘察內(nèi)容
橋梁支座更換前需開展系統(tǒng)性現(xiàn)場勘察,重點記錄支座類型、數(shù)量及分布位置,包括支座規(guī)格、材質(zhì)(如橡膠支座、盆式支座等)及當(dāng)前病害狀態(tài)。通過目測與儀器檢測相結(jié)合的方式,記錄支座老化程度、變形量、銹蝕情況及錨固系統(tǒng)完整性,同時測量梁體與墩臺間的相對位移,為后續(xù)頂升方案提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。勘察過程中需詳細記錄橋梁結(jié)構(gòu)形式、跨徑布置及下部結(jié)構(gòu)狀況,尤其關(guān)注墩臺頂面平整度及預(yù)埋件位置偏差,避免因結(jié)構(gòu)缺陷影響支座安裝精度。
2.病害診斷與成因分析
對勘察發(fā)現(xiàn)的支座病害進行分類診斷,包括橡膠支座的龜裂、脫層、壓縮變形超限,盆式支座的鋼盆銹蝕、聚四氟乙烯板磨損、密封圈失效等。結(jié)合橋梁運營歷史資料分析病害成因,如交通荷載超載、溫度循環(huán)作用、施工質(zhì)量缺陷或養(yǎng)護不足等。例如,某連續(xù)梁橋支座剪切變形超限,經(jīng)追溯發(fā)現(xiàn)長期重載交通導(dǎo)致橡膠材料疲勞老化,同時原設(shè)計未考慮溫度變形需求,需在更換方案中同步調(diào)整支座選型與布置方式。
3.結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險評估
基于勘察數(shù)據(jù)評估支座更換對橋梁結(jié)構(gòu)安全的影響,重點分析頂升過程中梁體受力變化、墩臺承載能力及臨時支撐體系的穩(wěn)定性。采用有限元軟件模擬不同頂升工況下的結(jié)構(gòu)響應(yīng),識別潛在風(fēng)險點,如連續(xù)梁橋頂升時負彎矩區(qū)開裂風(fēng)險、剛構(gòu)橋墩柱協(xié)同變形失穩(wěn)風(fēng)險等。同時評估施工期間交通導(dǎo)改方案對橋梁荷載的影響,確保臨時荷載不超過設(shè)計容許值,必要時增設(shè)臨時墩分散荷載。
(二)施工方案設(shè)計
1.頂升方案設(shè)計
頂升方案需根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)形式與病害特征定制,核心是確保同步性與穩(wěn)定性。對于簡支梁橋,采用“整體同步頂升法”,通過液壓千斤頂群同步頂升梁體,位移傳感器實時監(jiān)測各點頂升高度,偏差控制在2mm以內(nèi);對于連續(xù)梁橋,采用“分段階梯頂升法”,先頂升支座附近梁段,逐步過渡至跨中,避免負彎矩區(qū)應(yīng)力集中。頂升設(shè)備選用智能液壓系統(tǒng),具備壓力自動調(diào)節(jié)與故障報警功能,頂升速度控制在5mm/min以內(nèi),防止梁體沖擊變形。
2.支座選型與安裝工藝
支座選型需滿足原設(shè)計荷載要求與變形需求,如重載路段選用高耐磨盆式支座,溫差顯著區(qū)域選用溫度適應(yīng)性好的橡膠支座。安裝工藝包括:臨時支撐搭設(shè)(采用鋼墊塊與千斤頂組合)、舊支座拆除(利用液壓鉗分離錨固螺栓)、新支座就位(精確測量標(biāo)高與傾斜度,偏差控制在±3mm內(nèi))、錨固系統(tǒng)恢復(fù)(采用高強螺栓與環(huán)氧樹脂灌漿)。針對空間受限部位,開發(fā)專用安裝工具,如微型液壓頂配合定位導(dǎo)向裝置,確保操作精度。
3.施工流程與工序銜接
施工流程遵循“交通導(dǎo)改→臨時支撐搭設(shè)→舊支座拆除→梁體頂升→新支座安裝→落梁復(fù)位→質(zhì)量檢測”的順序,各工序銜接需預(yù)留安全冗余時間。例如,頂升前完成臨時支撐預(yù)壓,確保支撐體系穩(wěn)定性;落梁前檢查支座安裝位置,落梁過程中同步監(jiān)測梁體沉降,防止支座偏壓。工序銜接點設(shè)置質(zhì)量控制節(jié)點,如舊支座拆除后立即清理墩臺頂面雜質(zhì),避免污染影響新支座粘結(jié)。
(三)資源與安全保障
1.人員與設(shè)備配置
施工團隊需配備專業(yè)技術(shù)人員,包括橋梁工程師、液壓系統(tǒng)操作員與測量員,明確分工與職責(zé)。設(shè)備配置包括:同步液壓頂升系統(tǒng)(總頂升能力需超設(shè)計荷載1.5倍)、精密測量儀器(全站儀、位移傳感器)、安全防護設(shè)備(防墜落網(wǎng)、警示標(biāo)識)及應(yīng)急物資(備用千斤頂、急救箱)。設(shè)備進場前需進行校驗,確保液壓系統(tǒng)壓力表精度達1.0級,測量儀器誤差控制在±1mm內(nèi)。
2.應(yīng)急預(yù)案與風(fēng)險管控
針對頂升失穩(wěn)、支座安裝失敗等風(fēng)險制定專項預(yù)案:頂升異常時立即停止操作,排查液壓系統(tǒng)故障或支撐變形;支座安裝偏差超限時,采用微調(diào)裝置重新定位。建立三級預(yù)警機制,位移偏差達3mm時啟動二級預(yù)警,5mm時啟動一級預(yù)警并暫停施工。同時制定交通導(dǎo)改應(yīng)急預(yù)案,如遇突發(fā)擁堵,及時啟用備用路線疏導(dǎo)車輛,確保施工區(qū)域安全隔離。
3.質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)
施工過程需嚴格執(zhí)行《公路橋梁養(yǎng)護規(guī)范》(JTGH11-2004)要求,質(zhì)量控制指標(biāo)包括:支座頂面高程偏差≤±5mm,平面位置偏差≤±10mm,傾斜度偏差≤0.5%;臨時支撐沉降量≤3mm;頂升同步性偏差≤2mm。每道工序完成后由監(jiān)理單位驗收,重點檢查支座與梁體、墩臺的接觸狀態(tài),確保無空鼓、錯位現(xiàn)象,驗收合格后方可進入下道工序。
三、關(guān)鍵施工技術(shù)
(一)同步頂升控制技術(shù)
1.頂升系統(tǒng)布置原則
液壓千斤頂?shù)牟贾眯韪鶕?jù)橋梁結(jié)構(gòu)形式與支座位置進行科學(xué)規(guī)劃,確保荷載均勻傳遞。對于簡支梁橋,每個支點布置2臺200噸級液壓千斤頂,對稱分布于梁體腹板兩側(cè);連續(xù)梁橋在墩頂支座處設(shè)置4臺同步頂升設(shè)備,形成"四點一控"體系。千斤頂?shù)撞坎捎?00mm厚鋼板分散應(yīng)力,頂部配置球形鉸支座適應(yīng)梁體微小轉(zhuǎn)角,避免局部應(yīng)力集中。位移傳感器沿橋梁縱向每5米布設(shè)1個,橫向每2米布設(shè)1個,實時監(jiān)測梁體變形。
2.同步控制實施流程
頂升前需進行系統(tǒng)試運行,分級加載至設(shè)計荷載的30%并持荷10分鐘,檢查油管連接與密封性。正式頂升采用"壓力-位移雙控"模式:初始階段以壓力控制為主,每級加載5MPa,同步監(jiān)測位移變化;達到設(shè)計荷載50%后轉(zhuǎn)為位移控制,頂升速度嚴格控制在3mm/min內(nèi)。當(dāng)單點位移偏差超過2mm時,系統(tǒng)自動啟動微調(diào)功能,通過比例閥調(diào)節(jié)對應(yīng)千斤頂進油量。頂升全程通過中央控制室屏幕實時顯示各點壓力曲線與位移云圖,發(fā)現(xiàn)異常立即停機排查。
3.結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測技術(shù)
采用全站儀建立橋梁三維監(jiān)測網(wǎng),在梁體四角及跨中設(shè)置12個觀測點,每頂升10mm采集一次數(shù)據(jù)。通過無線傳輸系統(tǒng)將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時反饋至控制平臺,與有限元模擬值進行比對。當(dāng)實測位移與理論值偏差超過3mm時,暫停頂升并分析原因:若因局部剛度不足,則在該區(qū)域增設(shè)臨時支撐;若因溫度變形導(dǎo)致,則調(diào)整頂升時序避開日照影響。連續(xù)梁橋重點監(jiān)測負彎矩區(qū)裂縫發(fā)展,采用裂縫寬度儀實時量測,裂縫寬度增量超過0.1mm時立即卸載。
(二)支座更換安裝工藝
1.舊支座拆除技術(shù)
拆除前使用紅外測溫儀檢測支座周邊溫度,確保環(huán)境溫度在10-30℃之間。采用液壓鉗分步切斷錨固螺栓,先割除外露部分,再使用專用取具提取螺栓。對于銹蝕嚴重的螺栓,采用電化學(xué)除銹法處理。橡膠支座拆除時,先切割周邊密封膠,再用50噸級液壓千斤頂緩慢頂出,頂升速度控制在1mm/min內(nèi)。盆式支座拆除需先拆卸防塵罩,取出聚四氟乙烯板后整體吊出,吊裝過程中使用柔性吊帶避免碰撞變形。
2.新支座精準(zhǔn)定位技術(shù)
安裝前使用激光掃平儀校準(zhǔn)墩臺頂面,平整度偏差控制在2mm/m內(nèi)。支座就位采用"三線定位法":縱向中心線、橫向中心線及高程基準(zhǔn)線。盆式支座安裝時,先在墩臺頂面涂抹環(huán)氧砂漿找平,厚度控制在10-15mm。支座就位后采用臨時定位銷固定,使用電子水平儀測量頂面傾斜度,偏差超過0.3%時通過聚四氟乙烯板微調(diào)。橡膠支座安裝需預(yù)壓縮5mm,采用千斤頂分三級加壓至設(shè)計荷載,每級持荷5分鐘。
3.特殊環(huán)境處理工藝
低溫環(huán)境下(低于5℃),采用電熱毯對支座與安裝面進行預(yù)熱,確保溫度不低于10℃。高濕度環(huán)境使用除濕機控制相對濕度在70%以下,支座安裝前表面涂刷防銹底漆。對于斜交橋梁,支座安裝需按設(shè)計角度精確調(diào)平,采用角度測量儀復(fù)核,偏差控制在0.5°內(nèi)。曲線橋梁則根據(jù)曲率半徑設(shè)置偏心距,通過計算確定支座預(yù)偏量,確保受力均勻。
(三)特殊橋型處理技術(shù)
1.連續(xù)梁橋負彎矩區(qū)控制
頂升前在支點區(qū)域粘貼碳纖維布增強抗彎能力,每延米粘貼量不少于2層。采用"分級分步頂升法":先頂升支點附近1米范圍梁體50mm,再向跨中延伸,每次延伸長度不超過2米。頂升過程中在負彎矩區(qū)設(shè)置臨時鋼支撐,支撐間距1.5米,采用200mm方鋼制作。落梁時先同步放松跨中支撐,再緩慢卸除支點千斤頂,每級卸載量控制在5mm內(nèi)。
2.剛構(gòu)橋墩柱協(xié)同變形
頂升前在墩柱頂部設(shè)置應(yīng)變監(jiān)測點,每墩布設(shè)4個傳感器。采用"墩梁同步頂升"工藝,千斤頂布置在墩梁結(jié)合處,頂升速度嚴格控制在2mm/min內(nèi)。通過液壓同步系統(tǒng)確保墩柱與梁體位移一致,偏差超過1mm時自動調(diào)整。頂升過程中采用全站儀監(jiān)測墩柱垂直度,傾斜度變化超過0.1%時立即停止。落梁前在墩柱四周設(shè)置臨時支撐,支撐高度與頂升量一致,采用可調(diào)式螺旋頂微調(diào)。
3.斜拉橋索力補償技術(shù)
更換支座前通過頻率法測定斜拉索索力,建立索力-位移對應(yīng)關(guān)系。頂升過程中每頂升10mm測量一次索力變化,當(dāng)索力偏差超過5%時,通過張拉端錨具進行補償。采用"分區(qū)頂升法",先頂拉索錨固區(qū)域,再向跨中推進,每次頂升區(qū)域長度不超過3個節(jié)段。頂升完成后重新測定索力,與初始值偏差控制在3%以內(nèi)。
(四)安全保障技術(shù)
1.高空作業(yè)防護體系
支座更換區(qū)域搭設(shè)雙層防護平臺,底層鋪設(shè)50mm厚腳手板,上層設(shè)置1.2米高防護欄桿。作業(yè)人員使用雙鉤安全繩,一鉤系在生命繩上,一鉤系在安全帶上,交替使用。工具使用防墜繩系掛,小型構(gòu)件放入工具袋。遇大風(fēng)天氣(風(fēng)力≥5級)立即停止作業(yè),防護平臺設(shè)置防風(fēng)拉繩,每10米設(shè)置一道。
2.設(shè)備安全控制措施
液壓系統(tǒng)設(shè)置雙回路溢流閥,工作壓力設(shè)定為額定壓力的1.2倍。千斤頂每使用200小時進行壓力試驗,試驗壓力為額定壓力的1.5倍。油管采用高壓鋼絲編織管,工作壓力≥70MPa,每班作業(yè)前進行耐壓試驗。頂升設(shè)備設(shè)置機械鎖止裝置,當(dāng)液壓系統(tǒng)失效時自動鎖死,防止梁體墜落。
3.施工過程監(jiān)測預(yù)警
在施工區(qū)域設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng),覆蓋所有作業(yè)面。采用聲光報警裝置,當(dāng)位移偏差超限、壓力異?;蛄芽p擴展時自動報警。每2小時進行一次安全巡檢,重點檢查支撐體系穩(wěn)定性、設(shè)備運行狀態(tài)及防護設(shè)施完整性。建立應(yīng)急通訊網(wǎng)絡(luò),配備對講機8部,確保指揮系統(tǒng)暢通。應(yīng)急物資包括:液壓千斤頂(備用4臺)、應(yīng)急照明設(shè)備、急救箱及消防器材,存放于施工現(xiàn)場顯著位置。
四、施工質(zhì)量控制與驗收
(一)施工過程質(zhì)量控制
1.材料進場檢驗
支座材料進場時需逐批次檢查產(chǎn)品合格證與檢測報告,重點核對支座類型、規(guī)格與設(shè)計文件的一致性。橡膠支座檢查表面是否平整光滑,無裂紋、氣泡或雜質(zhì),厚度偏差控制在設(shè)計值的±3%以內(nèi);盆式支座需檢查鋼盆表面銹蝕情況,聚四氟乙烯板磨損量不超過0.5mm,密封圈無老化開裂。臨時支撐材料采用Q235級鋼板,厚度偏差不超過±1mm,焊縫飽滿無虛焊。液壓千斤頂每臺配備壓力表,精度不低于1.5級,使用前進行1.2倍額定壓力的保壓試驗,持續(xù)10分鐘無泄漏。
2.工序質(zhì)量管控
頂升工序?qū)嵭?三檢制",操作工自檢、班組長復(fù)檢、質(zhì)檢員終檢。頂升前檢查千斤頂安裝垂直度,偏差不超過2mm;頂升過程中每10mm測量一次梁體標(biāo)高,相鄰支座高差控制在3mm以內(nèi);頂升到位后持荷30分鐘,檢查支撐體系沉降量,累計沉降不超過2mm。支座安裝工序重點控制接觸面清潔度,使用丙酮擦拭墩臺與支座底板,確保無油污;環(huán)氧砂漿找平層厚度均勻,偏差不超過±2mm;錨固螺栓扭矩采用扭矩扳手分級施加,每級扭矩值偏差不超過±5%。落梁工序采用"分級卸載法",每級卸載量5mm,同步監(jiān)測支座壓縮量,壓縮均勻性偏差控制在10%以內(nèi)。
3.實時監(jiān)測要求
頂升階段設(shè)置三級監(jiān)測網(wǎng)絡(luò):位移監(jiān)測采用激光測距儀,每支座布設(shè)2個測點,每5分鐘采集一次數(shù)據(jù);壓力監(jiān)測通過液壓系統(tǒng)傳感器實時顯示,單點壓力波動不超過±3%;結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測采用全站儀,每2小時掃描一次梁體輪廓,重點監(jiān)測跨中與支點區(qū)域的相對位移。監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸至中央控制室,當(dāng)位移偏差超過4mm或壓力異常波動超過10%時,立即觸發(fā)聲光報警,系統(tǒng)自動暫停頂升并啟動應(yīng)急程序。
(二)驗收標(biāo)準(zhǔn)與方法
1.外觀驗收
支座安裝完成后,目視檢查支座與梁體、墩臺的接觸狀態(tài),要求接觸嚴密無空隙,支座表面清潔無污染。橡膠支座檢查壓縮變形量,永久變形不超過設(shè)計厚度的5%;盆式支座檢查鋼盆與聚四氟乙烯板的相對滑動是否順暢,轉(zhuǎn)動角度偏差不超過0.3°。錨固系統(tǒng)檢查螺栓外露長度一致,偏差不超過±3mm,螺栓周圍環(huán)氧砂漿飽滿無裂紋。支座周邊密封膠連續(xù)均勻,厚度控制在3-5mm,無斷點或氣泡。
2.性能驗收
靜載試驗采用等效荷載法,在梁體跨中施加設(shè)計荷載的1.2倍,持荷30分鐘。觀測支座壓縮變形,橡膠支座壓縮量不超過設(shè)計值的8%,盆式支座殘余變形不超過0.2mm。卸載后測量回彈量,回彈率不低于95%。動力荷載試驗通過模擬車輛通行,測試支座在動荷載下的變形響應(yīng),加速度傳感器監(jiān)測值不超過0.1g。溫度適應(yīng)性試驗在環(huán)境溫度變化±20℃條件下,檢查支座變形是否在設(shè)計允許范圍內(nèi),無卡阻或異常聲響。
3.資料驗收
施工資料實行"一橋一檔",包括材料合格證、進場檢驗記錄、工序驗收表、監(jiān)測數(shù)據(jù)報告、試驗檢測報告等。隱蔽工程驗收需附影像資料,如支座安裝前的墩臺清理照片、錨固螺栓安裝過程視頻。施工記錄需詳細記載頂升過程中的壓力、位移數(shù)據(jù),每30分鐘記錄一次,異常情況單獨標(biāo)注。驗收報告由施工、監(jiān)理、建設(shè)三方簽字確認,驗收結(jié)論分為合格、需整改、不合格三個等級,不合格項需制定整改方案并重新驗收。
(三)常見問題處理
1.頂升偏差調(diào)整
當(dāng)支座頂升高度差超過3mm時,采用"單點微調(diào)法",通過控制對應(yīng)千斤頂?shù)囊簤毫髁窟M行調(diào)整。偏差在3-5mm時,微調(diào)速度控制在1mm/min;偏差超過5mm時,暫停頂升,檢查支撐體系是否變形,必要時增設(shè)臨時支撐。某連續(xù)梁橋施工中,2號支座滯后4mm,通過降低該點千斤頂進油量至70%,其他支座保持100%流量,20分鐘后偏差降至2mm以內(nèi)。頂升過程中若發(fā)現(xiàn)梁體傾斜,采用"配重平衡法",在低側(cè)梁體臨時堆載鋼錠,重量偏差不超過設(shè)計荷載的5%。
2.支座偏位修正
支座平面位置偏差超過10mm時,采用"頂推復(fù)位法",使用50噸級千斤頂水平推移支座,推移速度控制在2mm/min。偏差在10-20mm時,單次推移量不超過5mm,分次進行;偏差超過20mm時,需拆除支座重新安裝。某項目支座偏位15mm,采用分三次推移,每次間隔10分鐘,每次推移5mm,最終偏差控制在5mm以內(nèi)。支座傾斜度超過0.5%時,采用"墊片調(diào)整法",在支座底部加塞不銹鋼墊片,墊片厚度不超過3mm,多層墊片需焊接固定。
3.密封失效處理
發(fā)現(xiàn)支座密封膠開裂時,采用"局部修補法",清除老化膠體,深度不超過5mm,使用專用密封膠填補。修補前用酒精清潔表面,填補后用刮刀抹平,24小時內(nèi)避免水浸。密封圈老化時,采用"更換密封圈法",拆卸防塵罩后取出舊密封圈,清理密封槽后安裝新密封圈,確保均勻受力。某盆式支座密封圈失效后,采用聚四氟乙烯材質(zhì)密封圈替換,壓縮量控制在15%,使用后連續(xù)觀測3個月無滲漏。施工完成后,在支座周邊設(shè)置永久性觀測點,每季度檢查一次密封狀態(tài),建立密封性能衰減曲線。
五、施工安全與環(huán)境保護
(一)安全管理體系
1.安全責(zé)任制落實
項目部成立以項目經(jīng)理為第一責(zé)任人的安全管理小組,明確各崗位安全職責(zé)。項目經(jīng)理每周組織安全例會,分析施工風(fēng)險點;安全員每日巡查現(xiàn)場,重點檢查高空作業(yè)、臨時用電、設(shè)備操作等環(huán)節(jié);班組長負責(zé)本班組安全技術(shù)交底,班前強調(diào)當(dāng)日安全注意事項。施工人員簽訂安全責(zé)任書,違規(guī)操作納入績效考核。某項目實施中,通過"安全積分制"激勵員工主動發(fā)現(xiàn)隱患,累計消除高空防護缺失、設(shè)備接地不良等問題37項。
2.安全教育培訓(xùn)實施
新進場人員必須完成三級安全教育,公司級培訓(xùn)側(cè)重法律法規(guī),項目級培訓(xùn)講解現(xiàn)場危險源,班組級培訓(xùn)實操安全技能。特種作業(yè)人員持證上崗,每季度復(fù)訓(xùn)考核。采用VR模擬事故場景,讓員工體驗高空墜落、機械傷害等后果,增強安全意識。培訓(xùn)后進行閉卷考試,不合格者重新培訓(xùn)。某連續(xù)梁橋施工中,通過"安全微課堂"每日講解3分鐘案例,全年實現(xiàn)零安全事故。
3.現(xiàn)場安全檢查機制
建立"日巡查、周聯(lián)檢、月專項"制度。安全員每日使用檢查表逐項核對防護設(shè)施、設(shè)備狀態(tài)、人員行為,發(fā)現(xiàn)隱患立即下發(fā)整改單。每周組織監(jiān)理、施工、業(yè)主聯(lián)合檢查,重點檢查支座更換區(qū)域的安全隔離措施。每月開展專項檢查,如雨季檢查防雷接地、夏季檢查防暑降溫。檢查記錄形成閉環(huán)管理,整改完成率100%。某項目在頂升作業(yè)前,通過檢查發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)油管老化,及時更換避免泄漏事故。
(二)環(huán)境保護措施
1.揚塵控制技術(shù)應(yīng)用
施工場地主要道路硬化處理,每日定時灑水降塵,裸露土方覆蓋防塵網(wǎng)。支座切割、焊接作業(yè)設(shè)置移動式除塵裝置,配備濕式切割機減少粉塵產(chǎn)生。運輸車輛加蓋篷布,出場前沖洗輪胎,防止帶泥上路。某項目在城區(qū)橋梁施工中,安裝PM2.5在線監(jiān)測儀,實時顯示揚塵濃度,超標(biāo)時自動啟動噴淋系統(tǒng),周邊居民投訴量下降90%。
2.噪音防治方案執(zhí)行
選用低噪音設(shè)備,液壓千斤頂加裝隔音罩,發(fā)電機放置在隔音棚內(nèi)。合理安排作業(yè)時間,夜間22:00至次日6:00禁止高噪音作業(yè),確需施工時提前公告周邊居民。在敏感區(qū)域設(shè)置隔音屏障,使用隔音材料降低傳播。某項目靠近居民區(qū),通過調(diào)整施工時段,將支座更換作業(yè)安排在白天,夜間進行材料準(zhǔn)備,噪音投訴減少至零。
3.廢棄物分類處理
施工現(xiàn)場設(shè)置四分類垃圾箱,可回收物、有害垃圾、廚余垃圾、其他垃圾分開存放。舊支座、包裝材料等可回收物集中存放,定期聯(lián)系專業(yè)公司回收。廢機油、化學(xué)品等有害垃圾使用專用容器密封,交由有資質(zhì)單位處理。施工廢水經(jīng)沉淀池處理后循環(huán)使用,禁止直接排放。某項目通過廢棄物回收再利用,舊支座改造率達85%,減少固體廢棄物排放120噸。
(三)應(yīng)急管理機制
1.應(yīng)急預(yù)案制定
編制《支座更換施工專項應(yīng)急預(yù)案》,涵蓋火災(zāi)、觸電、高處墜落、物體打擊等12類事故。明確應(yīng)急組織架構(gòu),項目經(jīng)理任總指揮,下設(shè)搶險組、醫(yī)療組、后勤組。針對連續(xù)梁橋頂升風(fēng)險,制定梁體失穩(wěn)專項處置方案,包括千斤頂失效、支撐變形等場景的應(yīng)對措施。預(yù)案每半年評審更新,確保與施工實際匹配。
2.應(yīng)急演練實施
每季度開展實戰(zhàn)化演練,模擬不同事故場景。演練前制定腳本,明確演練流程、評估標(biāo)準(zhǔn)。演練后召開總結(jié)會,分析暴露問題,優(yōu)化應(yīng)急流程。某項目開展"頂升過程中梁體傾斜"演練,通過調(diào)整千斤頂壓力、增設(shè)臨時支撐等措施,15分鐘內(nèi)控制險情,驗證了預(yù)案可行性。演練視頻作為培訓(xùn)教材,提升全員應(yīng)急處置能力。
3.應(yīng)急物資保障
現(xiàn)場配備應(yīng)急物資儲備庫,存放急救箱、擔(dān)架、滅火器、應(yīng)急照明等設(shè)備。液壓千斤頂、備用油管等關(guān)鍵設(shè)備預(yù)留20%冗余量,確保故障時快速替換。建立應(yīng)急物資清單,明確存放位置、責(zé)任人、檢查周期,每月檢查維護。某項目在暴雨期間,通過提前儲備抽水泵、沙袋等物資,成功排除墩臺積水風(fēng)險,保障施工連續(xù)性。
六、工程實例分析
(一)簡支梁橋支座更換實例
1.工程概況
某國道簡支梁橋全長120米,共6跨,每跨20米。該橋建成于2005年,設(shè)計荷載公路-I級。2022年例行檢查發(fā)現(xiàn)全橋24個板式橡膠支座均存在不同程度老化,其中8個支座壓縮變形超過設(shè)計值30%,局部出現(xiàn)開裂。更換工程要求在不中斷交通條件下實施,總工期控制在15天內(nèi)。
2.技術(shù)難點與應(yīng)對
主要難點在于交通導(dǎo)改與頂升同步性控制。采用"半幅施工半幅通行"方案,設(shè)置3米寬臨時便道,限速30公里/小時。頂升系統(tǒng)采用8臺200噸級智能液壓千斤頂,每支點布置1臺,位移傳感器精度達0.1mm。通過中央控制室實時監(jiān)控各點頂升高度,偏差控制在2mm以內(nèi)。針對支座空間狹小問題,開發(fā)專用微型液壓頂配合定位導(dǎo)向裝置,確保安裝精度。
3.實施過程
施工流程分為四個階段:第一階段(3天)完成交通導(dǎo)改與臨時支撐搭設(shè);第二階段(5天)同步頂升梁體50mm,舊支座拆除;第三階段(5天)安裝新支座,采用環(huán)氧砂漿找平,頂面高程偏差控制在±3mm內(nèi);第四階段(2天)落梁復(fù)位與交通恢復(fù)。頂升過程中采用"壓力-位移雙控",每頂升10mm持荷5分鐘檢查結(jié)構(gòu)狀態(tài)。
4.效果驗證
更換后靜載試驗顯示,支座壓縮量穩(wěn)定在設(shè)計值8%以內(nèi),回彈率達97%。通車三個月后監(jiān)測,梁體沉降量均勻,最大差異僅1.2mm。施工期間日均通行車輛1200輛,未發(fā)生交通擁堵事件,較傳統(tǒng)分段頂換法縮短工期40%,節(jié)約成本約25%。
(二)連續(xù)梁橋支座更換實例
1.工程概況
某高速公路互通立交橋為三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,跨徑組合為35+50+35米。2019年檢測發(fā)現(xiàn)中支座盆式支座聚四氟乙烯板磨損量達2.3mm,超出規(guī)范限值0.5mm,且支座偏位15mm。更換工程需解決負彎矩區(qū)開裂風(fēng)險與頂升同步控制難題,施工窗口期僅20天。
2.技術(shù)難點與應(yīng)對
核心難點在于負彎矩區(qū)控制與頂升同步性。采用"分級階梯頂升法",先頂升支點區(qū)域50mm,再逐步向跨中推進,每次延伸長度不超過2米。在負彎矩區(qū)粘貼2層碳纖維布增強抗彎能力,并設(shè)置臨時鋼支撐(間距1.5米)。頂升系統(tǒng)采用12臺300噸級液壓千斤頂,配備無線壓力與位移傳感器,同步精度達±1mm。
3.實施過程
施工分五階段進行:前期準(zhǔn)備(3天)包括墩臺頂面處理與設(shè)備調(diào)試;支點頂升(4天)采用"四點一控"體系,頂升速度控制在2mm/min;跨中延伸(5天)每次頂升20mm后持荷10分鐘;支座更換(6天)先處理偏位問題,再安裝新支座;落梁復(fù)位
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