三维千斤顶复位混凝土箱梁施工技术
2017-06-27袁壮
袁 壮
(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)
三维千斤顶复位混凝土箱梁施工技术
袁 壮
(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)
在高速公路养护过程中，时常会遇到梁板偏位，需复位的情况，本文以现浇桥复位实例来讲述三维千斤顶复位技术。现浇桥在施工过程中由于支架下沉，造成梁板旋转，上下、前后、左右均发生较大偏位，现场采用三向千斤顶对现浇梁进行复位。
偏位 三维千斤顶 复位 施工技术
1 项目概况
现浇桥采用46m主跨变高度预应力混凝土连续箱梁，左右幅对称布置，单幅桥面宽15.9m，悬臂长3.95m。箱梁断面为单箱单室直腹板截面，中支点梁高3.2m，边支点及跨中梁高1.8m，通过整体绕线路设计高程点刚性旋转成横坡。箱梁底板宽8m，腹板跨中处厚度为70cm，支点处加厚为80cm；顶板跨中处厚度为28cm，支点隔墙处加厚为48cm；底板跨中处厚度为26cm，支点隔墙处加厚为60cm。全桥在各墩顶及1/4跨度处设置横隔墙，横隔墙厚度分别为1m和2m，需复位的箱梁总重量约2400t。主要断面见图1。
(1/2梁高1.8m断面) (1/2梁高3.2m断面)
图1 现浇桥箱梁断面
在施工过程中，支架整体出现变形。第Ⅱ节段混凝土箱梁靠小里程端部下沉，第Ⅲ节段混凝土箱梁靠大里程端部向上翘起，同时梁板发生几度的偏转，前后方向也有十几厘米的偏位，如图2示意。现需对其整体进行调整复位。
图2 混凝土箱梁偏位变形示意
2 三维调整同步控制原理
为保证同一个墩上的两个千斤顶受力均衡，现场采用同一个油路控制两台千斤顶。
3 总体施工方案
3.1 三维调整准备工作
3.1.1 三向千斤顶设备准备
(1)三维设备布置
分别在临时墩顶部横向各布置1台600t三向千斤顶、S2墩顶横向布置2台600t三向千斤顶、S3墩顶横向布置2台600t三向千斤顶，同时利用调整垫块，使三向千斤顶顶部与梁体接触。
(2)设备及材料配置
①三维液压千斤顶的配置：KTSW6005-6012三维液压千斤顶6台，临时墩顶部横向布置2台，S2墩顶横向布置共2台，S3墩顶横向布置2台；
②超高压电动泵站的配置：每1个桥墩处配置1台6L/min流量的超高压电动泵站，每台泵站容积300L，可控制1个墩上4台千斤顶的三向动作，额定功率为7.5kW；
③控制系统的配置：全套设备采用1套带模拟输出模块的控制台，每台千斤顶上安装3个压力监控传感器及3个位移监控传感器。压力及位移监控传感器对各千斤顶的压力和行程进行实时监测，实现高同步精度的整体调整；
④材料配置：高压油管、快速接头、传输线缆等。
具体设备配置及材料见下表1。
表1 设备材料配置
(3)进度计划安排
2d时间设备安装调试，3d时间复位完成。
3.1.2 临时支墩
为避免第四联Ⅱ节段小里程端头10m悬挑部分能与Ⅰ节段端头顺接(现场已在Ⅱ节段距小里程端头10m位置架设一临时立柱L1#)，须在小里程端头新增L2#临时钢管立柱，钢管立柱布置如下：
(1)临时立柱设置平面位置为小里程端头往大桩号偏移1m位置，架设高度为10.5m；
(2)混凝土基础结构尺寸为200cm×200cm×50cm，结构内布置两层φ16钢筋网片(钢筋网片间距10cm×10cm)；
(3)钢管立柱采用φ426×8mm螺旋管，螺旋管顶底部分别设置一块600mm×600mm×20mm钢垫板，螺旋管安装过程中可根据现场实际情况进行分段焊接安装，但分节不宜超过3节；
(4)螺旋管安装完毕后，在四根临时立柱上、中、下位置分别采用φ32螺纹钢设置抱箍三道，以确保钢管立柱稳定性；
(5)在钢管立柱顶部钢垫板上安放双拼[36a槽钢，槽钢需与钢垫板进行焊接，以确保其稳定性；
(6)梁底500t千斤顶及临时支垫分别放置于两根钢管柱轴线上，临时立柱采用现有双拼工字钢、槽钢等钢垫块，但码放时应确保其稳定性。
3.2 三维正式复位调整施工复位顺序：
(1)千斤顶安装完成后，先进行竖向顶升复位30cm；
(2)前端合计上升30cm后，开始平面复位后开始进行梁体平面复位；
(3)平面复位后再将剩余的竖向高程调整到位；
(4)竖向调整后，再进行纵向复位，纵向复位主要利用S3墩、S2墩的竖向千斤顶提供前进的分力，临时墩上的顶，每个顶提供10t的水平力，顶跟进滑移；
(5)联测后梁体微调。
3.2.1 三维调整施工工艺
施工工艺：①进入计算机自动控制程序，进行正式调整；②在正式调整过程中，记录各千斤顶处压力和位移；③对设备进行监控，如有异常，应及时反映情况或紧急停机；④对压力、位移等数据进行比较，若数据有偏差，应认真分析找出原因；⑤根据分析的结果，决策下一步操作。
(1)竖向复位30cm
在三向顶试调整完毕后进行梁体竖向复位，竖向复位时控制S2墩上的千斤顶反力，每个顶提供50t的反力，竖向顶升时控制两临时墩的合力不超过400t，同时观察S3墩的反力(不超过300t)，前端每上升3cm，后端下降1cm；顶升每3cm作为一个循环，观察后再确定下一步的顶升操作，每个循环间隔半小时。顶升过程测量仪器架在第五联的桥上，实时观测，千斤顶的反力加载每10t一加，根据现场指挥人员的指令进行操作。
(2)平面左右方向复位
前端合计上升30cm后，开始进行梁体平面复位，平面复位主要利用临时墩、S3墩的三向顶提供左右方向的力，先中间临时墩每个顶提供5t左右方向的力，再端头临时墩每个顶提供5t左右方向的力，最后在S3墩提供水平力，观察梁体的移动情况，再确定水平力的大小。
(3)竖向复位完成
剩余的竖向高程操作过程同上述竖向复位30cm描述。
(4)纵向位移复位
纵向复位主要利用S3、S2墩提供纵向力，先各顶同时加载5t的力，再在S3、S2墩同时加载，每5t一个循环。在提供纵向力时为确保摩擦力能满足要求，在S3、S2梁底打锚栓固定钢板，防止滑移，垫块与顶均应焊接。
3.2.2 联测微调
所有方向位移复位完毕后将三向千斤顶进行锁定，且在S2#、S3#、L1#支墩墩顶进行抄垫作为保险措施后，根据测量结果对梁体进行微调。
4 三维调整施工注意事项
(1)保证调整作业过程中的抗倾覆稳定系数(M倾>1.3)；
(2)混凝土体底、千斤顶与横向分配梁之间接触面应垫一层橡胶板，千斤顶顶面与横向分配梁应设置限位板，防止移位；
(3)三维液压千斤顶作为特种设备，其操作人员、维护保养人员必须经过专业培训，掌握设备操作技能才能上岗；
(4)液压泵站中溢流阀的安全压力设定，每次施工应核定其负荷大小，根据负荷大小计算出相应的油压，以保护液压系统。各千斤顶的油压控制在要求范围±2MPa；
(5)调整前将系统设备调试至最佳状态，指挥、主控制台均由有丰富经验的工程师负责，各控制点均由有丰富操作经验的技术人员负责。严密观察调整过程中设备的运行情况。遇到故障，马上通过控制开关停机并通知指挥人员。问题处理完毕，控制开关接通工作装置，方可继续工作；
(6)各配电线符合安全用电要求。主控台、泵站要有防雨措施，防止设备在安装、调整期间电控设备受潮；
(7)各液压泵站均设置液压压力传感器，用于监测各点载荷，并用于完成超载保护功能；
(8)控制系统在运行前必须经过空载联试，确认无问题后方可投入使用；
(9)提升过程中应严格监控各点的荷载，以防负载集中，造成混凝土体局部破坏及临时结构变形；
(10)每台千斤顶都必须装有液压锁，即使施工中意外停电、油管破裂，系统均能自动同步自锁，混凝土体平稳地停在某一高度，不会下坠；
(11)各高压胶管连接时，其连接处必须用柴油清洗干净，以免将灰尘、杂质带入液压回路系统。工作场地不允许有尖锐物，以防划伤高压胶管。高压胶管及电气控制电缆应捆扎好，避免阻碍通行和施工作业时碰坏、砸断及大风刮落，确保安全施工；
(12)设备由专人保管和维护，使用人员应熟悉系统结构及其动作程序；
(13)工作完成后拆卸油管时，应先使千斤顶内油压卸荷完，严禁带压力拔油管。高压胶管拆除后，应戴上各接头盖或用塑料袋包好以免灰尘微粒、杂物进入胶管；
(14)设备长期存放应将各部件擦净，并用塑料袋罩好。若重新使用，则必须首先排除系统中积聚的空气，更换千斤顶中的易损件，检查千斤顶的动作是否正确；
(12)设备必需按制造商供货产品中的千斤顶、液压泵站、控制系统进行配套使用，不允许采用其它千斤顶、泵站、控制系统与本产品相混用，否则可能会出现非常严重的事故。
5 施工安全保证措施
(1)做好现场安全警戒工作，施工部位采用安全警示带进行封闭，非作业人员严禁入内；
(2)现场作业人员必须正确佩戴安全帽，高处作业人员还应系挂安全带，穿防滑鞋；
(3)在施工中严格按照施工设计图要求搭设临时支墩；
(4)三向千斤顶等施工设备在使用前均必须由厂家人员负责进行检查、维修、保养，状况良好；
(5)严禁在夜间进行复位施工作业；
(6)在复位过程中如遇推力过大而梁体未动时应暂停作业，找到阻力来源并及时分析原因，解决后方可继续；
(7)操作人员应配备相应对讲设备，提前做好统一的指挥信号。各墩顶操作人员应具有相关施工经验，以确保复位工作同步进行。
6 施工质量保证措施
(1)施工前，做好现场操作人员技术交底工作，确保人人心中有数；
(2)项目部测量人员在整个复位施工过程中需进行24h观测，确保梁体位置准确；
(3)复位过程中，请监控单位及监理单位测量工程师对梁体线性及时进行检测，如有问题及时进行调整；
(4)梁体复位施工应缓慢进行，并安排专人对梁体裂缝、各支墩处进行观测。
袁 壮(1983.08-)，男，湖北广水人，土木工程本科，工程师，主要从事公路施工。
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U445.4∶TH211.1∶U445.7
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2095-1809(2017)03-0032-04
