《既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法》是中鐵六局集團有限公司完成的建築類施工工法；作者分別是劉振華、張洪、王青儉、陳勇、劉傑；該工法適用於框架橋加高淨空改造工程。
《既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法》主要的工法特點是：運用小型機具、簡單工序；施工過程全部採用小型機具，操作簡單；所需機具、人力投入少，工序簡單，勞動強度低；採用頂鎬對橋體頂板在原位進行頂升，並在兩側邊牆安裝垂直頂升控制滑道，不需使用大型吊裝設備，施工過程安全可控；施工經濟；對環境干擾小。
2009年10月19日，《既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2007-2008年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法
- 工法編號：GJEJGF192-2008
- 完成單位：中鐵六局集團有限公司
- 完成人：劉振華、張洪、王青儉、陳勇、劉傑
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2007-2008年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,技術理論,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
隨著城市規劃和道路路網的建設，許多下穿既有結構物的框架橋已不能滿足使用淨空的要求。傳統的設計和施工方案是拆除後重建，需要耗費大量資金和資源，拆除的建築垃圾不僅嚴重污染環境，也造成資源的巨大浪費。中鐵六局集團在邯鄲鋼鐵集團新廠區和老廠區鐵路聯通工程中運用繩鋸切割框架橋牆體，頂鎬頂升頂板，加筋並灌注混凝土等一套方法，在不中斷橋內交通的情況下，成功為一座既有4.5+12.5+4.5米三孔框架橋加高淨空1.45米，並在此基礎上總結出了《既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法》。
工法特點
《既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法》的特點有：
1.技術先進。運用小型機具、簡單工序，完成對既有框架橋淨空加高的改造，實現對既有框架橋的重新利用。
2.施工簡便。施工過程全部採用小型機具，操作簡單；所需機具、人力投入少，工序簡單，勞動強度低。
3.作業安全。採用頂鎬對橋體頂板在原位進行頂升，並在兩側邊牆安裝垂直頂升控制滑道，不需使用大型吊裝設備，施工過程安全可控。
4.施工經濟。施工中不拆除既有框架橋，頂升抬高頂板以後，只需補充部分牆身鋼筋混凝土，進度快，工期短，投資少。
5.對環境干擾小。施工所需場地小，不需封閉交通，不影響正常的生產生活秩序建築垃圾很少，對環境污染小。
操作原理
適用範圍
《既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法》適用於：
1.適用於框架橋加高淨空改造工程。
2.適用於對傾斜框構物進行糾偏。
3.不適用於框架橋上構築物不能加固保護或空間不夠的情況。
技術理論
《既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法》的技術理論是：
框架橋頂板頂升加高淨空施工，就是先用鋼繩鋸在既有框架橋牆身鋸出頂鎬窩和水平縫，並用鋼板支墊水平縫，在頂鎬窩安裝頂鎬。然後，開動高壓油泵，使頂鎬產生頂力，把框架橋頂板向上頂升。每頂升10厘米，在支點處用鋼筋混凝土墊塊和鋼板支墊牢固。待頂升一個頂程後，回油落鎬將橋體放平支穩，在鎬窩安放鋼筋混凝土墊塊，重新安放頂鎬。如此循環進行，直到頂板頂升就位為止。
施工工藝
- 工藝流程
《既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法》的工藝流程見圖1所示。
圖1 工藝流程
- 操作要點
《既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法》的操作要點如下：
1.框架橋牆身頂鎬窩布置及水平線標示
a.根據橋面荷載、橋面板自重及頂鎬性能計算頂鎬數量，在標示處割出上下對稱的一定數量頂鎬窩槽，窩槽上下面一定要平整，採用砂漿抹出水平面，頂鎬窩槽要均勻、對稱分布於側牆上。
b.根據橋體設計圖和牆身受力情況計算出橋體牆身不同高度受力大小，在牆身受力薄弱處彈出水平線，做好標示。
2.鐵板和頂鎬安裝
在標示處用鋼繩鋸割開水平斷縫，切割縫寬度為8毫米，先從兩中牆一端開始，從牆邊開始每2米加設一個鋼板支墊，支墊鋼板墊實，小窄縫用薄鋼板大錘備緊備實；支墊若在窩槽處可移開一定尺寸；兩中牆水平縫切割和鋼板支墊牢固後，再按同樣順序切割兩邊牆水平縫並用鋼板支墊牢固。
3.安裝垂直頂升控制滑道
為了控制橋體水平移動，在每道邊牆外側設三道垂直頂升控制滑道，採用高400毫米槽鋼，貼置於側邊牆外側面，穿Ф32螺栓固定於牆體切割處下方，保證橋體牆身上下垂直，控制位移。
4.頂升並在支點墊混凝土墊塊
a.將頂鎬安裝於上窩槽內，安裝好後，對頂升設備進行運轉調試，正常之後進行頂力試壓，壓力從0兆帕開始，每升壓2兆帕停止2分鐘，無異常再升壓至4兆帕→6兆帕→8兆帕→……到19.28兆帕，橋體處於頂升能動狀態，無異常正式頂升。
b.壓力到18兆帕→19.28兆帕時開始正式頂升，頂升2厘米停止一次，檢查各頂鎬無異常，頂升標高基本水平誤差在2毫米以內時繼續頂升﹔依據均勻、對稱的原則在橋體側牆切割處確定20個支點，每頂升10厘米在支點處用鋼筋混凝土墊塊和鋼板支墊牢固。
5.回鎬墊好鎬窩墊塊
一次頂升升程為40~45厘米，頂升到位回油落鎬將頂鎬抬高，在下窩槽放鋼筋混凝土墊塊以待下次開頂。如此循環進行，直到頂板頂升就位為止。頂升時採取慢速送壓頂升，控制油壓標準為0兆帕→5兆帕→10兆帕→15兆帕→19兆帕，中間各停止2分鐘，無異常時再進行下一次加壓（圖2）。
6.達到設計標高支穩支牢橋體
一個頂程完成後，繼續第二個、第三個頂程，直至頂升到設計標高，頂板頂升到設計標高后，在每道牆的支點處增設支墩支穩橋體。
7.鑿出立筋，焊接接頭，綁分布筋及箍筋
橋體頂升完成以後，立即鑿出牆身主筋，上下長度為各1米，進行鋼筋焊接，固定住橋體按設計規範和施工規範焊接牆身主筋，綁紮分布筋和箍筋。
8.支模板及灌注混凝土
鋼筋焊接完畢後，支立牆身模板，安裝平板振搗器，灌注混凝土並進行振搗密實，噴水養護7～10天拆除模板。
圖2 頂升系統立面布設圖
9.頂板、牆體防水
頂升和灌注混凝土完成以後，清理橋頂板，做橋頂防水和接縫防水，鋪鋼絲網灌注豆石混凝土，振實壓光，鋪膨潤土防水毯，抹水泥漿面層。
- 勞動力組織
《既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法》的勞動力組織要求見表1。
序號 | 工種 | 人數 | 職責 |
|---|---|---|---|
1 | 現場負責人 | 1 | 全面負責現場施工 |
2 | 技術負責人 | 1 | 制定方案、技術指導 |
3 | 安全質量工程師 | 1 | 執行安全、質量措施，檢查整改 |
4 | 技術測量人員 | 1 | 施工技術交底、測量試驗、監控量測 |
5 | 機電工 | 1 | 小型機具維修、保養、供電 |
6 | 電焊工 | 3 | 結構件和鋼筋焊接 |
7 | 鋼筋工 | 5 | 鋼筋製作、安裝 |
8 | 模板工 | 4 | 模板製作、安裝，加固、拆卸 |
9 | 頂鎬司機 | 1 | 頂鎬操作、安拆 |
10 | 架子工 | 4 | 支架搭設、加固、拆除 |
11 | 混泥土工 | 4 | 混凝土澆築、養護、鑿毛 |
合計 | 合計 | 26 | - |
材料設備
《既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法》的材料設備要求如表2所示。
序號 | 名稱 | 規格型號 | 性能 | 能耗 | 單位 | 數量 | 用途 | 備註 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 混凝土切割機具 | - | - | - | 台 | 2 | 切割混凝土牆身 | - |
2 | 混凝土鑽孔機 | - | - | - | 台 | 4 | 混凝土牆身鑽孔 | - |
3 | 電焊機 | BX3-400 | - | 22千伏安 | 台 | 6 | 鋼筋焊接安裝 | - |
4 | 特製鋼筋混凝土墊板 | - | - | - | 塊 | 2200 | 支墊橋體牆身 | - |
5 | 200t頂鎬 | - | 200噸 | - | 台 | 18 | 頂橋 | 備用2台 |
6 | 高壓泵及高壓管路 | - | - | - | 套 | 1 | - | - |
7 | 套絲機 | - | - | - | 台 | 1 | - | - |
8 | 氧氣切割機 | - | - | - | 台 | 2 | - | - |
9 | 平板振搗器 | - | - | - | 台 | 5 | 混凝土振搗 | - |
10 | 各種鋼板 | - | - | - | 塊 | 300 | - | - |
11 | 納米級膨潤土防水毯 | - | - | - | 平方米 | 2050 | - | - |
質量控制
施工企業採用《既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法》施工時，應採取的質量控制要求如下：
1.橋體頂升、鋼筋焊接、混凝土澆築嚴格按《鐵路橋涵工程施工質量驗收標準》TB10415-2003進行操作，確保各部位質量。
2.頂升時，在橋體側牆設專人觀測標高、側移變化數據，若數據異常及時停止頂升，並進行調整。每次頂升水平誤差正負1~2毫米，橋體垂直誤差≤2毫米。頂升時正式支墩隨著頂升標高及時支墊，在頂升時橋體和支墩空隙不大於200毫米。
3.為控制橋體水平移動，在每道邊牆外側設三道垂直頂升控制滑道，保證橋體牆身上下垂直.偏移誤差≤10毫米，高程誤差控制在2~5毫米。頂升時採取穩壓慢速送壓頂升，頂升速率為△h=15.72毫米/分鐘，對頂升標高誤差及時進行水平調正，確保頂升施工安全平穩。
4.頂升到設計標高后，立即對支墩和牆身立筋進行焊接，並將支墩支穩支牢，使橋體上下連結為一體。
安全措施
施工企業採用《既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法》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.框架橋頂板頂升施工，嚴格執行國家有關安全生產的勞動保護法規，建立安全生產責任制，加強規範化管理，進行安全交底，安全教育和安全宣傳，嚴格執行安全技術方案。
2.設備安裝調試由專業人員指揮安裝，頂鎬安放垂直並支穩支牢。每次頂升前，對高壓系統、頂鎬、動力裝置等進行檢查，合格後才許正式頂升。
3.對高壓設備設定防護裝置，加強施工機具設備管理和施工用電管理，各種電器設備及照明由電工統一安裝並經常檢修，按防火要求配備消防器材。
4.頂升時，要求監護人員認真監護，出現壓力過大，應立即停止頂升作業，查明原因處理後才許頂升。
環保措施
施工企業採用《既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法》施工時，應採取的環保措施是：
1.施工垃圾及時清運，適量灑水，減少揚塵。
2.機械廢油回收利用，妥善處理。
3.施工採用節能型工藝和設備，對水、電、煤、油等資源進行能耗指標管理，施工過程中避免將施工產生的污水排入河裡。
4.合理安排施工作業時間，避免噪聲擾民。
效益分析
採用《既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法》施工的效益有：
1.不中斷橋內交通，保證了邯鄲鋼鐵集團正常的生產秩序和市民的生活秩序。
2.不拆除既有框架橋，頂升抬高以後重新使用框架橋，與拆舊橋後建新橋相比，省去了拆除和重做C40鋼筋混凝土1500立方米，節約資金約200萬元。
3.工程實施時，沒有拆除噪音和環境污染，施工時文明程度很高。原施工工期210天，實際工期124天，工期縮短近一半。
4.該工法適用性廣泛。
註：施工費用以2007年施工材料價格計算
套用實例
採用《既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法》的套用實例如下：
邯鄲鋼鐵集團新廠區和老廠區鐵路聯通工程中有一座既有4.5+12.5+4.5米三孔框架橋，橋上為渚河北支排洪溝及小西環公路，橋下為連線邯鋼集團新廠和老廠的交通通道，橋寬24.6米，橋長51.8米（由18+18+15.8米三節組成），橋下快車道欲鋪設鐵路聯絡線，洞內高度不能滿足鐵路限界的要求需加高1.45m，中鐵六局集團首次採用框架橋頂板頂升加高淨空施工工法對該橋進行改造施工。2007年11月20日至30日完成了橋體牆身切割，2007年12月1日至15日完成橋體頂升抬高，從設備安裝到頂升完成僅用了15天，實際頂升三節橋體僅用了6天，頂升抬高過程安全順利。
榮譽表彰
2009年10月19日，中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2009]162號”檔案發布《關於公布2007-2008年度國家級工法的通知》，《既有框架橋頂板頂升加高淨空施工工法》被評定為2007-2008年度國家二級工法。
