單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》是杭州市市政工程集團有限公司、新疆維泰開發建設（集團）股份有限公司完成的建築類施工工法，完成人是張愛平、周松國、楊勝利、陳軍、楊血烽。適用於市政、公路橋樑中預製板梁結構的板式支座更換施工。

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》主要的工法特點是單墩整體同步頂升操作簡便，安全可靠；頂升同步性好，對板梁間較縫及橋面鋪裝幾乎無損壞；機械化程度高，減輕了人工工作量，加快了施工進度；對橋下的交通通行影響較小。

2011年9月，《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009-2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法
• 工法編號：GJEJGF262-2010
• 完成單位：杭州市市政工程集團有限公司、新疆維泰開發建設（集團）股份有限公司
• 主要完成人：張愛平、周松國、楊勝利、陳軍、楊血烽
• 套用實例：杭州市慶春立交橋改善工程
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

橋樑結構中各構件的使用年限與整橋的設計使用年限密切相關，往往橋樑支座的使用年限要小於橋樑的設計使用年限。造成橋樑支座損壞的原因有：部分橋樑板4個支座存在不同面現象，長期運營過程中支座老化變形不均勻加劇了這個現象；支座膠水老化，橋樑在活載作用下不規則振動使支座錯位、掉落等；支座的橡膠老化接近使用期限。

截至2009年，大量運營中的橋樑需要進行支座更換，對於預製板梁結構的板式橡膠支座更換施工，關鍵是在狹小的操作空間內、保證板梁校縫及橋面鋪裝不受損壞以及橋樑上下城市交通保持正常通行的情況下完成支座更換，《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》就是為了解決這些問題而總結形成的。

工法特點

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》的工法特點是：

1.單墩整體同步頂升操作簡便，安全可靠。

2.頂升同步性好，對板梁間較縫及橋面鋪裝幾乎無損壞。

3.機械化程度高，減輕了人工工作量，加快了施工進度，降低了施工的綜合成本，提高了經濟社會效益。

4.採用懸固在蓋樑上的掛籃操作平台，對橋下的交通通行影響較小。

操作原理

適用範圍

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》適用於市政、公路橋樑中預製板梁結構的板式支座更換施工。

工藝原理

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》原理是採用單作用液壓頂升系統將同墩的預製梁板同步整體頂升，使原有板式支座脫離，並建立以千斤頂為支撐的新體系，同時進行板式支座更換。單作用千斤頂同步升降液壓泵站（SXSLC-DZY-B4），利用若干變頻調速液壓泵作驅動，在壓力和位移閉環自動控制下，實現多片梁板同步頂升或同步降落，很好地解決了液壓頂升系統在頂托多片梁板時使多點協調一致地完成高精度同步升降困難的技術問題。

施工工藝

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》的施工工藝流程及操作要點敘述如下：

• 工藝流程

單墩同步整體頂升板式支座更換施工工藝流程見圖1。

圖1 單墩同步整體頂升板式支座更換施工.工藝流程圖

操作要點

一、施工準備

1.對2009年前的橋樑板式支座情況進行勘測、統計、分析，按照設計施工圖進行比照，準備相應的鋼板、支座以及掛藍等材料；

2.檢查及校驗頂升設備；

3.對擬參加施工的人員進行技術交底；

4.做好施工便道、臨時用電和臨時用水布設的工作。

二、操作平台搭設

1.施工順序：鋼管梯搭設→掛點放樣→安裝掛籃→安裝縱向水平桿→扎安全網→作業層鋪腳手板。

2.人員上下採用鋼管樓梯，鋼管樓梯儘量選擇搭設在蓋梁兩端的空地上。

3.根據設計要求尺寸，對各個吊掛點進行放樣，其水平誤差控制在10毫米內。

4.安裝L63×8角鋼掛籃，角鋼掛籃在工廠預製，運輸到工地現場在夜間利用GKZ-12型曲臂自行式高空作業平台，將角鋼掛籃掛在蓋樑上。緊貼蓋梁側面的桁架腹桿用錨栓將掛籃固定在蓋樑上，具體可見圖2。

圖2 掛籃斷面圖

5.縱向水平桿安裝在角鋼掛籃的下弦桿及外側的腹桿上，採用扎絲固定。

6.縱向水平桿安裝完後即扎二道安全網，第一道安全網網目密度不低於2000目/100平方厘米，防止在施工過程中的螺絲螺母掉落；第二道安全網採用直徑4毫米維綸材料製成的格線不大於80毫米，防止在鋪腳手板時物體墜落。

7.作業層腳手板應鋪滿、鋪穩。作業層端部腳手板探頭長度取150毫米，板長兩端應與支承桿可靠固定。

三、頂升設備安裝

1.千斤頂選用：蓋梁與梁板之間的空間狹小，選用超薄千斤頂作為頂升設備。千斤頂參數：最大頂力100噸，本體高度50毫米，底座直徑170毫米，頂帽150毫米，行程15毫米（根據工程實際工程情況選用超薄千斤頂型號）。

2.千斤頂布置：根據頂升重量及頂升的穩定性要求，千斤頂布置在兩塊梁板絞縫下方的蓋樑上。具體布置如圖3、圖4。

圖3 千斤頂布置平面圖

圖4 千斤頂布置斷面圖

3.整體頂升千斤頂上下支撐點：蓋梁頂面用粘鋼膠找平並墊1~2厘米鋼板作為整體頂升千斤頂下支撐點，梁板底部在兩片板梁處用1~2厘米（視蓋梁與梁板間距調整）鋼板墊平作為整體頂升千斤頂上支撐點。為便於頂升操作，所有千斤頂均按向上方向安裝，即千斤頂底座在蓋樑上，油缸在梁板底部。

4.千斤頂安裝時應保證千斤頂的軸線垂直。以免因千斤頂安裝傾斜在頂升過程中產生水平分力。保證油頂安裝穩固後再接通單作用千斤頂同步升降液壓泵站，組成頂升系統。

四、預頂升

在正式頂升前進行預頂，預頂主要是為了消除支撐點下的非彈性變形，使位移感測器的顯示位移歸零，這樣才能真實反映出頂升過程中梁板的位移。另外通過預頂可以檢查出梁板頂升有無遇障礙物等異常情況。

五、正式頂升

1.頂升

預頂升後，觀察若無異常，便進行正式頂升，千斤頂頂升以2毫米為一級，每頂升完成一級需進行百分表讀數，感測器讀數、梁板情況、橋面情況記錄匯總，梁板頂升以滿足支座更換施工要求高度為準，並且控制在1厘米以內。頂升過程中，單作用千斤頂同步升降液壓泵站，利用若干變頻調速液壓泵作驅動，在壓力和位移閉環自動控制下，實現多片梁板同步頂升。

2.頂升過程監測

頂升過程監測主要包括：梁板位移同步性監測、梁板結構觀察、橋面觀察。

每台單作用千斤頂同步升降液壓泵站配套有4個位移感測器，泵站通過感測器反饋的數據進行壓力調節，以控制梁板的同步位移。為防止出現意外，增加同步可靠性，需設定位移同步監測設備。每兩塊梁板上設定一百分表，精度為0.01毫米，百分表讀數與位移感測器讀數相互校核，百分表與位移感測器的讀數差控制在0.1毫米以內，如有異常，需暫停頂升，對百分表、感測器、泵站進行檢查。安排專人檢查頂升過程中梁板、絞縫、橋面是否出現異常。

六、支座更換

準備上下鋼板及支座→頂升到位→取出舊支座、上鋼板及下鋼板→下鋼板安裝→支座安裝→上鋼板安裝。

1.準備一個墩支座更換施工所需的上下鋼板及支座；

2.頂升到位後，利用榔頭、鋼釺將上下鋼板、支座敲松，取出舊支座及上下鋼板。

3.根據原位置安放下鋼板。下鋼板安放必須保證水平，擺放時用水平尺進行四角調平，調平後下鋼板與混凝土面之間用粘鋼膠固定。

4.安放支座，支座擺放位置正確，且保證水平。

5.在上鋼板上方塗抹4~5毫米粘鋼膠，然後安放在橡膠支座上方，全部上鋼板安裝時間要求控制在2小時之內完成，並清除原梁底的銹跡、污垢及蓋梁頂面。

6.將取出的上下鋼板打磨除銹，用於下一墩支座更換施工。

七、落梁（保壓）

全部安放完畢後，千斤頂慢慢回油，使梁體慢慢回落至原標高，將支座粘鋼調平膠回壓到四周溢出，用千斤頂支撐保壓24小時。

八、卸壓、拆除頂升設備

千斤頂保壓24小時後，粘鋼膠已經完全固化，千斤頂卸壓後拆除頂升設備。

材料設備

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》的材料設備有：

1.操作平台材料：L63x8角鋼、ф48鋼管、腳手片、密目網、錨栓。

2.支座更換材料：鋼板、粘鋼膠、板式橡膠支座。

3.主要設備：

以更換每跨由17塊板梁組成的單墩支座的機具設備為例，其主要機具設備見表1。

表1 主要設備表

序號	機具名稱	數量	型號規格	備註
1	超薄千斤頂	36台	5厘米厚，100噸	頂升
2	單作用同步升降液壓泵站	1台	SXSLC-DZY-B4	頂升
3	電鑽	2台	TE-2	掛籃安裝
4	曲臂登高車	1台	GKZ-12	掛籃安裝
5	百分表	34隻	精度0.01毫米	監測
6	磨光機	4隻	SA7000C	鋼板除銹
7	位移感測器	17隻	XS169	監測

質量控制

• 質量控制執行國家相關規範及標準

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》在施工過程中按《公路橋涵施工技術規範》JTJ 041-2000的相關要求控制，施工質量應達到《城市橋樑工程施工與質量驗收規範》CJJ 2-2008。

• 質量控制要求

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》的質量控制要求如下：

1.支座安裝允許偏差

支座安裝允許偏差見表2。

表2 支座安裝允許偏差表

項目	允許偏差（毫米）
支座高程	±5
支座偏位	3

2.質量保證措施

1）建立健全質量保證體系，加強對工作人員的崗位培訓。

2）對進場支座進行檢測，檢測結果合格方能用於支座更換施工。

3）嚴格控制頂升高度在1厘米以內，確保梁板間絞縫及橋面鋪裝不受損壞。

4）操作人員應熟悉設備的性能並按照設計要求自檢操作工序達到質量標準，質檢人員需要跟班檢查頂升監控設備架設、支座更換施工等關鍵工序。

安全措施

採用《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.建立健全安全崗位責任制。從項目部到作業班組，實行安全生產責任制，由專人負責，未經崗前教育和安全教育者不得上崗工作，特種作業人員必須持證上崗。在施工前對施工操作人員進行安全及技術交底。

2.所有機電設備都要滿足國家安全認證。機械夜間作業必須保證有充足的照明。

3.掛籃側面及底面的密目網一定要綁紮密閉，防止高空墜物發生安全事故。

4.必須安排專職安全員對操作平台、進行安全巡查，消除現場存在的安全隱患。

5.掛籃安裝人員在裝、拆掛籃時必須系安全帶。

環保措施

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》的環保措施如下：

1.施工過程中對於液壓油、粘鋼膠嚴格管理，廢棄油料、膠水不得傾倒施工現場，應收集後統一處理。

2.各種機械設備都要安裝良好的噪聲消聲裝置，噪聲大的空壓機等儘量不在晚間使用，必須夜間使用的高噪聲設備均應採取各種防護、降噪措施，使噪聲儘量控制在市環保部門規定範圍之內。

3.支座中鋼板進行回收再利用，並且橡膠交於專業廠家處理。

效益分析

• 經濟效益

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》施工設備先進，人員投入少；工藝先進，施工效率高，節省了工程成本。相比較傳統工藝採用單作用千斤頂同步升施工工藝可以節約勞動力投入約30%，減少工程投資10%左右。採用掛籃操作平台，掛籃在工廠預製成型，可以重複利用6~8次，也節省了滿堂腳手架的材料投入15%，減少工程投資約8%。總計減少投資約18%。

• 工期效益

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》工法採用機械化、自動化施工，協調性大大提高，能夠確保一次性頂升到位，縮短了工期。其中橋樑頂升的施工時間縮短50%以上。

• 社會效益

採用《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》進行支座更換施工，梁板頂升高度小，不影響橋面交通通行，採用掛籃操作平台，不影響橋下交通通行。

註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

套用實例

《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》的套用實例如下：

• 杭州市慶春立交橋改善工程

杭州市慶春立交橋改善工程位於杭州市慶春路與環城東路、凱旋路交叉口處，其上部結構採用預應力混凝土空心板梁，工程2010年8月30日開工，2010年10月10日竣工，板式支座型號有固定150x200x35、滑動150x200x35、固定200x220x35、滑動200x220x35、固定200x250x35、滑動200x250x35，該工程總計更換板式橡膠支座1634個。

板式橡膠支座更換採用了單墩同步整體頂升更換板式支座施工工法，支座更換施工期間橋面、橋下交通均未受到影響。支座更換完成後，對橋樑梁板、橋樑絞縫、橋面鋪裝進行了檢查，檢查發現橋樑梁板、絞縫均未出現破壞，橋面鋪裝未出現裂縫，支座更換施工未對橋樑造成破壞。

• 杭州市京杭運河橋樑（大關橋）整治工程

杭州市京杭運河橋樑（大關橋）整治工程位於杭州市拱墅區大關路跨越京杭運河處，老橋建於20世紀末，上部結構為預製空心板梁結構，該次整治工程擬對該橋的160個板式橡膠支座進行更換，工程於2005年5月20日開工，2005年12月30日竣工。

板式橡膠支座更換採用了單墩同步整體頂升更換板式支座施工工法，支座更換施工的同時確保了橋上交通、橋下航道的正常通行。通過支座更換，改善了橋樑的通車狀況，取得了良好的社會效益。在支座更換完成後，對橋樑梁板、橋樑絞縫、橋面鋪裝進行了檢查，檢查發現橋樑梁板、絞縫均未出現破壞，橋面鋪裝未出現裂縫，支座更換施工未對橋樑造成破壞。

• 杭州市杭玻路橋抬升工程

杭州市杭玻路橋抬升工程位於杭州市下城區杭玻路跨越上塘河處，上部結構為預製空心板梁結構，該次整治工程擬將橋樑整體抬升69厘米後同時對288個板式橡膠支座進行更換，工程於2009年6月23日開工，2009年9月22日竣工。

板式橡膠支座更換採用了單墩同步整體頂升更換板式支座施工工法，支座更換支座更換施工的同時確保了橋上交通、橋下航道的正常通行。通過支座更換，改善了橋樑的通車狀況，取得了良好的社會效益。在支座更換完成後，對橋樑梁板、橋樑絞縫、橋面鋪裝進行了檢查，檢查發現橋樑梁板、絞縫均未出現破壞，橋面鋪裝未出現裂縫，支座更換施工未對橋樑造成破壞。

榮譽表彰

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《單墩同步整體頂升板式支座更換施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。