《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》是中鐵廣州工程局集團有限公司完成的建築類施工工法;作者分別是陳謹、李朝剛、劉輝、吳正軍、崔君、黎洪、鐘志林、閆瑞鋼;適用範圍是跨越不封閉交通的既有線且橋樑下方無施工空間的大型橋樑整體頂升、下落、平移施工。
《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》主要的工法特點是:頂推梁梁體為預應力鋼筋混凝土結構,採用槽型截面;頂推前進線路為曲線、預製段梁體為曲線;採用等值落梁、等比落梁等方法。
2019年12月11日,《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》被廣東省住房和城鄉建設廳評定為2019年度廣東省省級工法。
基本介紹
- 中文名:預應力混凝土槽型梁頂推施工工法
- 工法編號:GDGF399-2019
- 完成單位:中鐵廣州工程局集團有限公司
- 主要完成人:陳謹、李朝剛、劉輝、吳正軍、崔君、黎洪、鐘志林、閆瑞鋼
- 審批單位:廣東省住房和城鄉建設廳
- 主要榮譽:廣東省省級工法(2019年度)
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,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
《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》的形成原因是:
截至2019年,隨著深化改革持續,中國國民經濟形勢大好,鐵路和交通運輸業在飛速發展,橋樑施工技術也得到了快速發展,頂推工法也逐漸套用於大跨橋樑的施工中,頂推方式由單點頂推發展到多點連續頂推,梁型也從鋼桁梁、箱梁發展到混凝土梁。當橋樑跨越深谷、不可間斷地運輸線(鐵路、公路、河道)、難以拆遷的建築物(地下設施、古蹟等);對施工噪音干擾及公害有嚴格限制的地區,其它有特殊要求而其它施工方法不能滿足其要求時,採用頂推施工方法從空中完成跨越作業,無疑是一種比較理想的方法。深圳捷運6號線跨龍大高速公路橋樑採用預應力混凝土連續連續梁橋,由於被跨的龍大高速公路交通繁忙,為確保交通不中斷、減小橋樑施工對交通的影響,且受橋下淨空不小於4.5米的限制,經多次論證,設計採用頂推法施工。
工法特點
《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》的工法特點是:
1.頂推梁梁體為預應力鋼筋混凝土結構,採用槽型截面,頂推施工過程中通過嚴格控制梁體底板平整度、滑道相對高差、支墩的沉降差並加強施工監測等措施,很好地防止了底板出現開裂現象。
2.頂推前進線路為曲線、預製段梁體為曲線,通過控制線路左右側頂推千斤頂的行程、實時對梁體位置進行監測並採用千斤頂及糾偏等措施,確保了在頂推過程中梁體沿設計線路前行,並精確就位。
3.採用等值落梁、等比落梁等方法,通過控制千斤頂的行程、支墩的沉降等措施在12個落梁支點上將約4600噸的鋼筋混凝土梁下落至設計位置,落梁最大高度約3米。
操作原理
適用範圍
《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》適用於跨越不封閉交通的既有線且橋樑下方無施工空間的大型橋樑整體頂升、下落、平移施工。
工藝原理
《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》的工藝原理敘述如下:
利用鋼平台、滑道作為滑動面,千斤頂、鋼絞線作為牽引設備將橋樑移動到設計平面位置,然後利用千斤頂與保護支墩交替下落將梁體移動到設計標高位置。
施工工藝
- 工藝流程
《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》的工藝流程見圖1。
- 操作要點
《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》的操作要點如下:
一、施工準備
1.施工前做好圖紙會審、施工方案的編審、技術交底、人員培訓等技術準備工作;
2.施工現場做好“三通一平”、施工圍擋等場地準備工作;
3.施工前做好機械、材料等進場驗收工作。
二、線下施工
線下施工的主要工作內容是完成頂推施工平台的,頂推平台由頂推臨時墩、鋼桁架、滑道、限位及糾偏裝置構成。
1.臨時墩
臨時墩用於承受梁體的豎向荷載,同時在頂推時抵抗梁體滑行產生的水平摩擦阻力,根據梁體重量,並綜合考慮梁體在前進過程中的跨距變化,梁體前端的懸臂狀態,在沿橋樑長度每12米左右在對應連續梁腹板的位置設定三個支點,為防止臨時墩沉降,臨時墩從下至上依次為樁基礎、鋼筋混凝土承台、鋼立柱。臨時墩樁基採用混凝土灌注樁,採用旋挖鑽或衝擊鑽施工;承台採用鋼筋混凝土矩形承台,鋼立柱採用鋼管柱,鋼管柱與承台預埋鋼板焊接,各構件均應滿足設計承載力要求。
2.鋼桁架
為確保臨時墩整體受力,增加各墩的穩定性,採用鋼桁架將各臨時墩進行橫向、縱向連線。鋼桁架的強度必須滿足承受頂推時的水平摩擦力。
3.滑道設定措施
滑道位於臨時墩墩頂與連續梁梁底之間,起到提供滑動面的作用,主要由滑道梁(滑道梁+墊梁)、不鏽鋼板、滑塊組成,滑道梁一般採用鋼板現場焊接而成,滑道各部位的構件需同時滿足承受梁體的豎向荷載及梁體滑移時的水平荷載。
4.頂推限位糾偏設定措施
梁體在頂推前行過程中,由於各滑道頂的實際摩擦係數存在差異、曲線頂推中內弧和外弧在行程上與理論值存在差異、頂推設備存在的系統差異等原因,導致梁體在前行過程中可能會偏移設計中心線,所有在各臨時墩兩側對稱安裝橫嚮導向鋼架,限制梁體移動過程中的橫向位移同時通過糾偏千斤頂對梁體進行橫向糾偏。
三、連續梁預製
連續梁採用滿堂支架法進行預製,支架及基礎的設定不僅要滿足受力要求,同時還需充分考慮制梁過程中支架的不均勻沉降對梁底平整度的影響;由於制梁支架與頂推平台在同一平面位置,支架的布置要充分避讓頂推平台的鋼立柱、鋼桁架、滑道等構件。連續梁預製時將導梁預埋件、後錨預埋件、滑塊等相關的頂推設施進行預埋、安裝;連續梁預製完成後在支架頂張拉,然後將制梁支架拆除。
四、導梁安裝
導梁設定在連續梁前端,主要用於減小梁體前端的懸臂長度,減小梁體受力的同時也增加頂推的抗傾覆係數,同時也起到便於梁體通過前方橋墩的作用;導梁採用鋼板焊接而成,根據連續梁的最大懸臂狀態、頂推跨度等按照規範要求確定導梁的長度,同時應根據導梁的受力狀況、導梁前端的下撓情況對導梁的結構進行設計;施工現場嚴格按照設計圖紙加工,使用前對導梁關鍵部位的連線進行檢測。
五、牽引系統安裝
頂推牽引系統主要由同步頂推系統、連續千斤頂、反力座、牽引鋼絞線、拉錨器組成。
1.同步頂推系統
同步頂推系統採用DT-A1型同步頂推系統,該系統的主要作用是通過電腦控制油泵的供油量來控制千斤頂行程,最終達到各千斤頂同步的目的。在頂推過程中雖然不能保證摩擦力達到一致,但可通過保證頂推力的一致來減小結構偏轉的不利情況的發生。因此通過以下三點來保證同步頂推的進行:
(1)由於調速閥具有自動穩定輸出流量不受負載變化影響的功能,因此設備調試時只需通過調整各台泵站的調速閥來調整進入千斤頂的流量,從而達到調整各頂運動速度一致的目的。
(2)通過同步調整各泵站溢流閥來實現輸出油壓的同步載入。
(3)通過各千斤頂的位移同步感測器控制千斤頂的位移量輸出,使各台頂推千斤頂的位移精度控制在3毫米之內。
2.連續千斤頂安裝
連續千斤頂可由兩個穿心千斤頂加工組成,通過調節兩個千斤頂的張拉先後順序達到連續的目的,千斤頂的頂推力必須滿足最不利工況下的2倍的受力要求。頂推千斤頂安裝在墩頂的反力座後的平台上。
3.千斤頂反力座及後錨安裝
千斤頂反力座一般設定在距被跨越線路最近的墩頂上,後錨點一般設定在連續梁尾部,反力座與後錨在被跨越線路的同一側,後錨與反力座的距離需大於頂推距離,以此保證牽引系統不跨越既有線路,且在整個頂推過程中不更換後錨。反力座和後錨點的強度需滿足受力要求。
4.牽引索的安裝
牽引鋼絞線束一般採用Φ15.2的鋼絞線,分別通過梁底板下部的後錨點與頂推千斤頂進行錨固,頂推鋼絞線一次安裝好,在頂推過程中一次頂推到位,中間不需要更換鋼絞線。鋼絞線安裝完成後,在後錨點處單根預緊,預緊力為頂推力的10%,預緊後使鋼絞線在頂推時受力均勻,達到同步頂推,通過預緊達到檢驗鋼絞線與千斤頂錨具之間是否夾緊的目的。
六、試頂推
頂推系統安裝完成後,首先進行試頂,試頂距離2米。試頂時,記錄試頂時間和速度,根據實測結果與計算結果比對進行調整速度,做好三項重要數據的測試工作:
1.每分鐘前進速度,應將頂推速度控制在設計要求內;
2.採取“點動”方式操作控制,測量每點動一次前進距離的數據,以供頂推初步到位後,進行精確定位提供操作依據,防止超頂;
3.記錄梁體啟動時頂力的大小,從而了解四氟板與不鏽鋼板之間的摩擦係數。
試頂過程中,應檢查橋體結構是否平衡穩定,有無故障,關鍵受力部位是否產生裂紋。如有異常情況,則應停止試頂,查明原因並採取相應措施整改後方可繼續試頂。
七、正式頂推
1.頂推準備
頂推前安排專人進行滑道清理,掏出四周的乾硬灰及底模夾在滑板與梁底之間的乾硬沙,並用風箱吹淨,以保證滑板與下滑道之間的清潔;根據各頂推階段要求,將各參數輸入頂推系統並進行調試,確認運行正常;頂推千斤頂系統的操作由該系統生產廠家派專人或已培訓合格的施工人員進行,頂推人員配備:頂推系統主控站、各千斤頂均設專人操作與控制,每個滑道兩側配兩名填塞倒用滑板的工人,所有頂推作業由總指揮統一發布命令,人員間聯繫用無線對講機。每次頂推前,每節段先推出約5厘米後即停止,千斤頂回油;再拉、松2~3次,以鬆動各滑動面並檢查各部位設施是否正常工作。在確認設備、人員正常工作後,由總指揮發令開始正式推進。
2.頂推
(1)首先選擇手動模式。主控台操作人員按下“前頂進”按鈕,油泵操作人員調整溢流閥的工作限壓,在30%、50%、70%、80%、85%、90%、95%、100%最大經驗牽引力狀態下,檢查各受力結構變形情況,如有異常立即報告。
(2)檢查油泵,頂推千斤頂,前後夾持器,前後監控器,壓力表,鋼絞線是否異常。
(3)手動操作頂推系統牽引混凝土連續梁滑移啟動後,轉換至自動運行模式,進行混凝土連續梁的自動連續頂推。
(4)自動頂推過程中,應注意記錄提升過程中的油壓最大、最小值。頂推過程中必須保證2台千斤頂同步作業。
(5)頂推過程中,各墩頂滑道頂面及導向架側面需不斷地塞填四氟滑板,各滑板與滑道頂面或導向架側面的接觸面都須塗矽脂以減少摩阻力;墩頂滑道頂面絕對不能漏塞四氟滑板或將滑板面塞反,一旦發現連續梁發生偏移、墩頂變位過大、頂力異常等,則應停止頂推作業,直至問題解決方可繼續。
(6)頂推過程中,在每個墩頂安裝千斤頂及滑道處設定5個人,一個人帶班監控,負責接收和傳達頂推指令,同時對頂推過程中的一些技術問題進行現場處理,另外4個人放置滑塊和進行梁體橫向糾偏,指揮人發出整個頂推指令。
3.曲線梁頂推控制
橋樑位於半徑1200米的平面圓曲線上,頂推時使用DT-A1型多頂同步智慧型頂推(拖拉)控制系統按圓曲線頂推進行施工,該系統具有曲線頂推模式,在進入系統後,點擊進入弧制頂推模式,按照頂推曲線和千斤頂距中線的距離輸入設定值,通過控制油泵流量實現千斤頂行程差異,按照曲線頂推模式運行,同時在頂推過程中通過橫向糾偏裝置在梁端進行方向糾偏。
八、梁落施工
梁體頂推就位後即可對導梁進行拆除,並根據設計參數對頂推工況下的臨時鋼束梁體鋼絞線張拉,然後進行落梁。
1.落梁支點的布置
落梁支點布置在連續梁腹板的下方,落梁支點的數量應根據梁體的跨度設定,並在落梁工況下確保梁體安全,一個落梁支點由一個落梁墩及一個保護墩組成,落梁墩及保護墩從下至上依次為樁基礎、承台、鋼立柱、落梁墊墩、調節鋼板。
保護墩採用圓管和鋼板焊接而成,鋼管內添置微膨脹混凝土進行灌實,保護墩的高度根據落梁高度進行組合,保護墩高度為分為100毫米、200毫米,由鋼管和鋼板焊接而成,每側的保護支墩由數個保護墩和單層鋼板疊加到一定高度組成,單層鋼板採用20毫米鋼板,每5層鋼板可替代一個支墩,同時備2毫米、4毫米、10毫米的不同厚度鋼板,從而保證支墩能與梁體底部密貼。通過不同的支墩和鋼板的組合形成不同落梁階段落梁保護支墩的高度。
2.落梁千斤頂
落梁千斤頂的額定起重能力應大於實際起重總量的1.3倍,以保證不平衡受力時的安全。千斤頂選用帶球頭可轉動的液壓千斤頂,頂部球頭轉角最大可達5度。頂升時隨著坡度的變化,液壓千斤頂與上部結構物由垂直變成不垂直,此時千斤頂頂部的球頭隨著上部結構坡度的變化自動調整缸頂的球頭。採用帶球頭的千斤頂解決了頂升過程中由於坡度變化引起的千斤頂與上部結構不垂直對結構產生的局部應力。此種裝置是調坡落梁的關鍵技術之一。
落梁作業配置24台QYS500噸豎向千斤頂,每個落梁支墩上設定1台,總頂力12000噸,安全儲備係數為2.60,滿足規範要求。落梁系統採用中國國內先進的PLC液壓同步控制系統進行落梁控制,液壓控制系統型號為CWS-01CWS-02,液壓泵站型號為SHPS-T-P4-F3.8-P28-V500-T。
技術性能 | 液壓系統工作壓力 | 31.5兆帕 |
尖峰壓力 | 70.0兆帕 | |
工作介質 | ISOVG46#抗磨液壓油 | |
同步控制精度 | ≤±0.5毫米 | |
供電電源電壓 | AC3801伏/50赫茲;三相五線制 | |
功率 | 40千瓦(MAX) | |
運轉率 | 24小時連續工作制 | |
最大頂升速度 | 10毫米/分鐘 | |
組與組間控制形式 | 位置閉環控制,同步精度±2.0毫米 |
名稱 | 直徑(毫米) | 高度(毫米) | 壓力(兆帕) | 千斤頂項力(千牛) | 行程(毫米) |
---|---|---|---|---|---|
雙作用千斤頂 | 500 | 345 | 51 | 5000 | 140 |
將千斤頂固定在最頂上一個保護墩上,避免了落梁達到一定程度時拆卸千斤頂的工序。在安裝前,首先將保護墩頂的清理乾淨,然後用鋼板將千斤頂與保護墩固定。
3.落梁施工原則
落梁時應安排專人觀察落梁支撐、臨時支撐,發現異常情況立即叫停落梁作業,查明原因及時處理。採用單頂單泵並聯的落梁千斤頂,千斤頂的規格、高壓油管的長度和直徑等需一致,確保終端壓力相同、同步頂升和停止,使頂升的梁端形成統一支點。
4.落梁施工
梁體下落可採用整體同步落梁施工方法:臨時支撐安裝完畢後,外側落梁支撐千斤頂回油,臨時支撐支撐梁體重量,墩上操作人員根據梁體下落高度將落梁支撐上層墊塊更換成不同厚度組合鋼墊板;然後千斤頂加壓將梁體頂升,使梁體脫離臨時支撐,墩上操作人員拆除臨時支撐上層墊塊更換成不同厚度組合鋼墊板,最後將落梁千斤頂回油,使梁體回落至臨時支撐上,一個落梁循環結束。
在對梁體調坡降落的過程中,會產生水平位移,如不採取有效措施進行調整,在降落過程中則會出現偏心受力的情況,同樣由於坡度變小,千斤頂和支撐之間會存有一定的間隙,會出現不均勻受力的情況,為了避免以上情況的發生,需採取以下措施:在鋼板與梁底間用楔形鋼板填塞,在落梁過程中隨著梁體旋轉角度的變化,楔形鋼板數量隨之變化;由於在落梁過程中,梁體會產生一定的水平位移,可採用千斤頂在利用原有的反力座和拉錨點對梁體進行反拉,防止落梁過程中由於落梁坡度過大而產生梁體位移。
該工程採用0.5%的坡度進行上坡頂推,根據線路縱坡,成橋後梁體需達到2.5%的下坡,根據計算,LN15號墩需下落高度為883毫米、LN16號墩需下落高度2743毫米,梁端最大下落高度2888.94毫米,考慮到支座安裝空間及落梁施工的可操作性,將落梁施工分為等值落梁、等比落梁、最終落梁三個階段。等值落梁階段將梁體分6次整體下落600毫米,待LN15號墩支座安裝完成後,再進行等比落梁,分21次按比例分配各次的下落高度將LN15號墩下落156.4毫米、LN16號墩下落2004.74毫米,安裝完LN16號墩支座後,最後根據各落梁支點與設計標高的差異進行2次最終落梁,將LN15號墩下落126.6毫米、LN16號墩下落138.26毫米。
- BIM技術套用
《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》的BIM技術套用如下:
一、BIM模型的建立
根據二維設計圖紙,分別建立W型變截面曲線連續梁、永久墩、導梁、臨時墩的BIM模型。
二、基於BIM的頂推施工管理
W型變截面曲線連續梁頂推施工之前,通過建立橋樑BIM模型,依據施工計畫,形象的展示現場施工情況。
利用BIM技術和動畫模擬技術,將橋樑三維模型與施工方法有效集成在一起,進行橋樑施工工序的模擬。在這個過程中,通過生動、直觀的過程模擬,施工人員可以有效分析複雜結構的施工工序是否合理、頂推施工程式是否合理。將橋樑BIM模型與施工計畫、材料成本等進行關聯,形成施工信息模型,該模型可以動態地模擬施工過程,施工人員可以方便地從視覺上檢查施工方案的可行性、正確性,或者比較不同的施工計畫,最佳化和選擇最佳施工方案以控制施工風險、降低施工成本。另外,施工模型還是各參與方交流的重要手段,通過模型演示施工流程,便於各參與方了解各階段的工作。
基於Revit軟體建立完成橋樑BIM靜態模型,給模型加上一個時間軸,讓模型隨著時間的推移而一步一步的動起來,實現所謂的BIM對施工進度的模擬。通過模擬施工進度可與時間軸一一對照,這樣更加方便與比較施工現場進度,也可為現場施工提供預先施工參考,讓現場工人可以清楚的看到每一個步驟,這樣施工起來既保證施工安全,又保證施工進度。施工動態模擬使用NavisWorks軟體製作,施工動畫內容包括結構整體鳥瞰和頂推工藝展示、模擬施工演示等內容。具體製作過程如下:
對模型中的橋樑結構、施工支架等建立多個選擇集,以便渲染及模擬施工時能夠快速準確選擇對象。選擇背景顏色並使用Autodesk Rendering為各個選擇集中的對象染色,染色完成後對各對象顏色進行調整。使用保存視點功能製作漫遊動畫並導出。使用TimeLiner功能製作模擬施工演示動畫並導出。下圖給出了基於BIM橋樑漫遊視角動畫的典型畫幀及基於BIM頂推施工過程模擬動畫的典型畫幀。
三、基於BIM頂推施工控制
橋樑頂推施工技術複雜,風險大,既需要考慮利用BIM技術模擬施工過程和施工現場,以降低施工風險和成本,也應對某些特定結構的施工進行監測,及時發現施工中的問題,並利用BIM模型進行分析,比較與設計模型的誤差,及時調整構件的製造尺寸、施工位移等。
將橋樑BIM模型與施工控制理論計算及現場實測數據有效結合,實現頂推施工控制的可視化表達,如圖15所示。
- 人員組織
《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》所需主要施工人員詳見表3,數量需根據工程具體情況確定。
序號 | 部門、工種 | 人數 | 備註 |
---|---|---|---|
一 | 管理層 | ╱ | ╱ |
1 | 項目負責人 | 1 | ╱ |
2 | 技術負責人 | 1 | ╱ |
3 | 生產副經理 | 1 | ╱ |
4 | 施工負責人 | 1 | ╱ |
5 | 現場技術人員 | 3 | ╱ |
6 | 現場安全員 | 2 | ╱ |
二 | 作業層 | ╱ | ╱ |
1 | 樁基施工 | 6 | 旋挖鑽 |
2 | 焊工 | 15 | ╱ |
3 | 挖掘機司機 | 1 | ╱ |
4 | 模板工 | 5 | ╱ |
5 | 鋼筋工 | 10 | ╱ |
6 | 雜工班 | 12 | ╱ |
合計 | 58 | ╱ |
材料設備
《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》所需主要機械設備品種詳見表4,數量需根據工程具體情況確定。
序號 | 設備名稱 | 數量 | 規格型號 | 主要用途性能指標 |
---|---|---|---|---|
1 | 旋挖鑽 | 1台 | 320 | 樁基施工 |
2 | 挖掘機 | 1台 | PC220 | 場地處理 |
3 | 電焊機 | 10台 | ╱ | 型鋼焊接 |
4 | 平板車 | 1個 | 9.6米 | 材料運輸 |
5 | 壓路機 | 1台 | ╱ | 基礎處理 |
6 | 汽車吊 | 2台 | 50噸/80噸 | 型鋼安裝 |
7 | 連續千斤頂 | 6套 | 500噸 | 頂推 |
質量控制
《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》的質量控制要求如下:
1.梁體底板平整度控制
頂推過程中,梁體底板不平整易導致梁體與部分滑道脫離,滑道脫空後梁體重量將分擔到其他滑道上,造成其他滑道下的臨時墩受力增大,臨時墩應力超限,另一方面,脫空後易造成梁體在頂推過程中懸臂長度增大或者跨距增大,梁體應力增大,出現開裂。所以在制梁的過程中要嚴格控制制梁平台的不均勻沉降、同時減小測量誤差,制梁前必須通過預壓消除平台的非彈性變形並準確測量平台的彈性變形,同時嚴格控制好模板底方木的厚度誤差及模板的厚度誤差。
2.臨時墩沉降控制
在頂推過程中,滑道下的各臨時墩承受了梁體的全部重量,臨時墩的不均勻沉降將造成梁體與滑道脫空,導致部分臨時墩應力過大及梁體開裂,在臨時墩設定上要充分考慮臨時墩受力後的不均勻沉降,最好能做到零沉降,所以在臨時墩基礎設定時選用易於控制沉降的端承樁作為基礎,臨時墩墩柱及滑道梁選用強度較高的Q345鋼材。
3.滑道高程控制
滑道安裝過程中要精確控制滑道頂面的高程,滑道頂高程誤差易造成在頂推過程中梁體與滑道脫空,導致部分臨時墩應力過大及梁體開裂,在滑道安裝過程中首先要保證測量儀器的精度滿足要求,採用精度為0.5毫米的儀器進行施工測量。
4.導梁安全性控制
頂推法施工橋樑一般會在梁體前端設定鋼導梁,主要用於減小梁體在頂推過程中的懸臂長度,導梁在設計過程中必須進行強度驗算,導梁與混凝土梁的連線、導梁節段間的連線必須牢固,頂推前對導梁的受力焊縫、螺栓等需進行檢驗;頂推過程中需對導梁的應力、撓度等參數進行監測。
5.頂推平台穩定性控制
在頂推施工過程中,梁體在頂推平台上滑動,平台不僅要承受梁體的豎向荷載,同時還要承受梁體滑動時給平台的水平推力,在平台設計中要充分考慮平台的穩定性,頂推施工前要對平台的立柱、連線桁架等受力構件進行檢驗,頂推過程中需對立柱、桁架的應力進行監測。
6.頂推千斤頂同步控制
在頂推施工中,一般採用兩台或以上的千斤頂共同作用,千斤頂的同步受力尤為重要,千斤頂受力不均勻易導致梁體偏離設計軌跡,增加糾偏難度,同時易導致單點作用力超限,對梁體、牽引系統造成損傷,施工中主要通過同步軟體控制油泵的供油量並對千斤頂的受力實時監測以達到同步效果。
7.梁體精確就位控制
在頂推施工中,為確保梁體按既定線路前行並精確就位,一般會採用鋼結構設定限位裝置、方向糾偏裝置,其強度需滿足受力需求,在梁體移動過程中,需採用精密測量儀器對梁體的軸線、移動距離進行觀測,防止偏離設計位置。
安全措施
採用《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》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.指派責任心強的防護員、且具有安全生產知識,熟知防護方法,身體健康,經過培訓考試合格。
2.施工前,按審定的方案做好各項準備工作,除對施工人員進行安全教育外,並要確認信號備品、機具、材料齊全好,封鎖命令無誤差,防護已設好,各項安全措施已落實,方可發布施工命令。
3.施工中,嚴格按審定的方案作業,隨時掌握進度與質量,監督施工人員執行各項安全規定,消除不安全因素,並經常保持與防護員之間的聯繫。
4.施工過程中對上跨高速施工部位進行防護,防止高處墜物。
5.高處作業人員必須年滿18周歲,經三級安全教育,具有登高作業知識和技能,身體健康。嚴禁患有禁忌症者(高血壓、心臟病等)從事高處作業。
6.對起重作業人員進行安全技術培訓,取得《特種作業人員操作證》方可上崗作業。
7.起重作業人員必須做到“五好”“十不吊”。
8.嚴格按照起重作業操作規程作業,正確選用和佩戴好個人防護用品。根據作業要求對吊索具、作業現場認證檢查,落實安全措施,並注意觀察人員動態。
9.多人配合作業時,必須有專人統一指揮。零散物件的綑紮要牢靠,稜角、快口、利邊、要採取防墊措施。
10.橋上作業為各項施工工作交叉作業,作業面廣,各施工人員需提高警戒,隨時觀察,防止各種突發情況。
11.電氣作業人員必須進行安全技術培訓,取得《特種作業人員操作證》方可上崗作業。
12.電氣作業人員嚴格按照電工《安全技術操作規程》作業。作業前檢查工具,測量儀表和絕緣用具。禁止使用未按期校驗或失靈的測量儀表及絕緣不良的工具。
環保措施
《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》的環保措施如下:
一、環境保護目標
環境保護目標:無環境責任事故,無節能減排違規事件,排放污染達到國家和深圳特區規定的排放標準,實現綠色施工。
二、環境保護措施
該工程嚴格控制現場的粉塵、廢氣、廢水、固體廢物和噪聲對環境的污染和危害,施工現場殘留、廢棄的垃圾,及時運到當地有關行政部門指定的地點,防止對周圍環境的污染及對作業的影響;加強對環保的管理與宣傳,任命專職人員,對工地的施工人員加強教育和管理,防止污染、擾民而引起的投訴和通報;同時加強宣傳工作,獲得市民和行人的理解和支持。具體保護措施如下:
(一)防止大氣污染
1.現場採取硬化處理,鋪設厚度不小於150毫米厚的混凝土路面,路面設專人維護,保持清潔,防止浮土和泥濘。
2.大面積裸露地面採取積極揚塵措施,如使用密布網覆蓋和蓬布支墊等。
3.水泥及其它易揚塵細顆粒建築材料密閉存放,使用過程採用有效防塵措施。
4.打磨、拌和、碾壓、切割、打孔、剔鑿、模板拆除等工序,均採取有效的揚塵措施,選用合適的工具,局部採取灑水措施降塵。
5.施工現場建立灑水清掃制度,配備灑水設備,並有專人負責。
6.控制場地內施工車輛、機械、設備的廢氣排放,在運輸過程中嚴格控制粉塵、噪音、廢棄物等污染因素。
7.施工現場圍擋符合深圳市《建設工程施工現場文明施工及環境管理暫行規定》、《深圳市軌道交通工程施工臨時圍擋標準》。
8.嚴格執行土石方運輸車輛管理的相關規定,運送挖土、渣土、施工垃圾等易產生揚塵物質的車輛實行密閉運輸;運輸車輛出場前檢查覆蓋是否嚴密,保證不泄漏、遺灑,車輛槽幫和車輪清理乾淨。出口處設有有效防止車輪帶泥沙出場的設施。
(二)防止噪聲污染
1.施工現場的固定噪聲、振動源(如加工車間、料場等)相對集中布置,必要時增設隔、擋噪聲的板、牆等裝置;選用機器噪聲小的生產設備,在設備的安裝、調試、驗收和投入運行前認真執行設備的技術標準,嚴格控制機械噪聲。
2.項目部購置先進的環保施工設備從源頭上降低噪音,如低噪音空壓機設備、低噪音組合發電機,同時改變施工工藝,採用低噪音成槽設備、旋挖鑽機等進行施工,在沖孔樁機卷揚機部位加設噪音防護罩,消除沖樁噪音。專門為施工現場的加壓泵、電鋸、無齒鋸、砂輪等小型強噪聲固定設備搭設設備房,降低現場施工噪音,把對周邊的干擾降至最低。
3.無法避免的強噪聲源採取特殊處理措施進行隔離以降低噪聲。木、鋼筋加工作業採用加工棚進行隔離。
4.合理安排施工工序,避免在中午和夜間進行產生噪音的建築施工作業(中午12時至下午2時,晚上22時至第二天早上6時)。由於施工不能中斷的技術原因和其它特殊情況,確需中午或夜間連續施工作業的,如混凝土澆築,將向建設行政主管部門和環保部門申請,取得相應的施工許可證後再組織施工。
5.堅持進行環境監控,定期進行現場噪音檢測,採取有效降噪措施,控制噪音。
(三)防止水污染
1.對施工廢水、泥漿經預處理(如沉砂池)後排放,採用專用運輸車輛進行廢水、泥漿的運輸;生活污水進行集中處理,達標後排放入指定的受納水體。
2.現場交通道路和材料堆放場地統一規劃排水溝,控制污水流向,設定沉澱池,將污水經沉澱後再排入市政污水管網。
3.對不可再生的廢棄物處理符合國家有關法規要求,防止土壤和地下水污染。
4.對場地及周圍的地下水及自然水體的水質進行保護,減少施工活動負面影響。
(四)防止固體廢棄物污染
1.可能產生二次污染的物品,對放置的容器加蓋,防止因雨、風、熱等原因引起的再次污染。
2.放置危險廢棄物的容器(如廢膠水罐、清潔劑罐),有特別的標識,以防止該廢棄物的泄漏、蒸發和防止該廢棄物和其他廢棄物相混淆。
3.生活垃圾按廢棄物類別投入指定垃圾箱(桶)或堆放場地,禁止亂投亂放,由專人負責外運處置。
4.處置危險廢棄物的承包方出示行政主管部門核發的處置廢棄物的許可證營業執照,與承包方簽訂協定/契約,在協定/契約中明確雙方責任和義務,以確保該承包方按規定處置廢棄物。
效益分析
《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》的效益分析如下:
一、社會效益
深圳捷運6號線跨龍大高速橋樑採用頂推法施工,節約了工期,緩解了工期壓力,為全線貫通奠定了基礎;在整個橋樑施工過程中,均未影響被跨高速公路的正常通行,取得了較大的社會效益。
二、經濟效益
採用頂推法施工,解決了橋下淨空受限的施工難題,同時確保了既有高速公路的正常通行,取得了較大的經濟效益。
套用實例
《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》的套用實例如下:
深圳捷運6號線樓南區間跨龍大高速公路連續梁橋全長155米,位於樓南區間LN14~17號墩,共三跨(45+65+45米),橋樑斷面採用雙“U”槽型截面,橋樑底板寬度12.74米、頂面寬度14.44米,邊腹板高度2.5~4.5米、中腹板高度2.5米,梁底板厚度0.8米。由於龍大高速公路交通繁忙,為確保交通不中斷、減小橋樑施工對交通的影響,且受橋下淨空不小於4.5米的限制,採用頂推法施工,橋樑分為三個節段,第一節段(89米)在高速公路旁預製,然後頂推至成橋位置,其餘兩段在現場原位澆築接長。
該工法於2018年3月至2018年11月套用於深圳捷運6號線樓南區間跨龍大高速公路橋樑施工,通過採用頂推施工的方法成功地解決了橋下淨空受限、既有線交通不能中斷、一次性跨越既有線的難題,取得了較好的社會效益。
榮譽表彰
2019年12月11日,廣東省住房和城鄉建設廳以“粵建市函〔2019〕1270號”檔案發布《廣東省住房和城鄉建設廳關於公布2019年度廣東省工程建設省級工法的通知》,《預應力混凝土槽型梁頂推施工工法》被評定為2019年度廣東省省級工法。