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排危修复施工方案

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广安市奎阁渠江大桥

排危修复施工方案

四川路桥桥梁工程有限责任公司
广安奎阁大桥排危修复项目经理部

二０一一年九月二十三日

广安市奎阁渠江大桥排危施工方案

一、 工程概况
由于大桥在原吊装施工中, 广安岸索塔( 即6＃立柱处) 上游一侧立柱受洪水影响而有一定的变形, 为了不影响吊装, 将上游一侧的索塔立柱用C25混凝土包裹, 以增加其刚度。其混凝土包裹高度为14.5m, 共计方量约120m3, 合计约300T(以下简称临时支墩)。但在大桥施工结束后, 并没有将其拆除。在今年9.19特大洪水中, 受飘浮物的撞击, 其混凝土临时支墩2向拱上7＃立柱倾倒, 至使拱上7＃立柱盖梁上游侧向8＃立柱方向位移约61cm, 使得上游侧拱上7＃立柱根部出现裂纹, 而下游侧拱上7#立柱出现不同程度的扭曲裂纹。同样, 拱上7#盖梁处的支座也出现较大变形, 从安全角度出发, 本桥已临时中断交通。
图1 现场示意图
二、 排危原则
1、 使6＃立柱处的临时支墩2与上游侧拱上7#立柱解除约束。
2、 保证在解除约束时拱上7#立柱及及盖梁稳定。
3、 保证原有完好构件不受损坏。
三、 排危方案
针对现场情况和拱上7#立柱的安全, 首先对临时支墩2进行拖拉复位, 并现临时支墩1同时固定于6#立柱处。再对临时支墩1、 2进行凿除。
1、 抢险应急措施
对拱上7#立柱实行钢管倾斜面支撑, 保证其倾斜量不再加大; 同时在拱上7#盖梁上游侧用钢绳反拉于上游侧主拱圈( 钢管拱主拱圈) 上, 保证解除约束( 临时支墩2拖拉复位) 时拱上7#盖梁无较大位移, 以确保拱上7#立柱保持现在的稳定状态。
拱上4#～8#墩搭设临时施工操作平台脚手架, 并设置安全防护措施, 便于钢绳捆绑和穿滑车组钢绳。然后马上布置临时滑车组( 2组, 上下游各一组) , 钢绳采用φ21.5mm( 6×37+1) 钢绳走3线, 用5t链子葫芦收紧。布置好后, 便拆除临时脚手架, 以便下一步操作。临时却手架拆除后, 便开始在6#立柱和8#立柱处搭设正式脚手架( 如图3所示)
图3 临时支架布置示意图
2、 各滑车组布置
首先在临时支墩2上部和拱上3#立柱处布置千斤绳, 千斤绳采用φ28mm( 6×37+1) 钢绳走3线。共布置8条千斤绳, 其中临时支墩2上部布置4条( 分别为1～4号滑车组动滑轮千斤绳) , 拱上3#立柱处4条( 分别为1～4号滑车组定滑轮千斤绳) 。
图3 滑车组立面布置图
然后布置1、 2号滑车组钢绳。滑车组钢绳采用φ21.5mm( 6×37+1) 钢绳走7线, 死头卡在动滑轮组上, 快绳经过布置在4#立柱处的转向滑车再与10t链子葫芦相联, 并用该链子葫芦收紧。
第三布置3、 4号滑车组钢绳。滑车组钢绳采用φ21.5mm( 6×37+1) 钢绳走3线, 死头卡在动滑轮组上, 快绳经过布置在5#立柱处的转向滑车再与10t链子葫芦相联, 并用该链子葫芦收紧。
第四布置5、 6号尾稍滑车组钢绳。滑车组钢绳采用φ21.5mm( 6×37+1) 钢绳走3线, 死头卡在动滑轮组上, 快绳经过布置在5#立柱处的转向滑车再与10t链子葫芦相联, 并用该链子葫芦收紧。
3、 临时支墩2临时固定
首先用2φ28mm( 6×37+1) 钢绳将临时支墩2的脚子与6#立柱的脚子捆在一起。
再用4组2[16槽钢对临时支墩2脚子支撑于主拱的钢管( 上弦杆) 上, 但不能焊接。
图4 临时支墩2脚子固定示意图
因为在临时支墩2拖拉复位时, 型钢支撑的端头会与临时支墩2的脚子分开, 起不到支撑作用, 这时可采用人工辅助将型钢支撑下的垫枋取开, 而型钢支撑会随之下滑, 一直保持支撑作用。
图5 型钢支撑布置图
4、 临时支墩2复位
首先, 待一切安装布置都完成后, 再次对各收紧( 或放松) 系统进行一次全面检查, 特别是各个绳卡是否卡紧, 之后对各滑车组都要进行初次收紧工作。滑车组1、 2循序收紧, 滑车组3、 4跟随收紧。
第二, 在临时支墩2脚子以上约150cm处设置标记, 观测复位时上下河两侧的复位速度是否一致, 若出现不一致现象, 应立即加以调整, 确保两侧复位速度基本一致。
第三, 收紧1、 2号滑车组, 3、 4号滑车组也随之收紧, 直到临时支墩2顶端( 与7#立柱相接触处) 与7#主墩刚好分开, 便停止收紧链子葫芦。此时再全面检查各连接点( 特别是各个绳卡) 和支撑点是否牢固。检查无异常后, 继续收紧链子葫芦。
第四, 当链子葫芦的链条收完后, 用千斤绳将快绳卡住, 不能让快绳回缩。卡好后, 再将已经准备好的( 链条全部退出来) 另一个链子葫芦挂好, 然后继续收快绳, 如此重复, 直到1～4号滑车组不受力为止。
第五, 在收紧1～4号滑车组的同时, 5、 6号滑车组配合放松, 但任然始终保持约10％的力, 以防止临时支墩在接近竖直状态时突然向岸侧倾倒撞击6#立柱。特别是当临时支墩2的重力线与其脚子支撑线重合后, 1～4号滑车组受力基本为零, 相反5、 6号滑车组受力较大, 因此此时要慢慢放松, 当链子葫芦的链条放完后, 用千斤绳将快绳卡住, 不能让快绳回缩, 卡好后, 再将已经准备好的( 链条全部退出来) 另一个链子葫芦挂好, 然后继续放出快绳, 如此重复, 直到将临时支墩2复位。
12、 待临时支墩2复位到竖直状态后, 用φ21.5mm钢绳将临时支墩1和6#墩立柱捆绑在一起, 捆绑绳在高度方向上每隔3m布置一道, 防止临时支墩再次发生倾倒事故。

图6 滑车组平面示意图
5、 临时支墩1和2的混凝土凿除
第一, 当临时支墩2复位后, 在临时支墩1和2及6#立柱周围搭设钢管脚手架至临时支墩顶面, 形成工作平台。
第二, 凿除方式严禁放炮和使用大型机械设备, 造成震动过大而失稳, 拟选用4台3.5立方空压机配合人工的方法。
第三, 凿除顺序至上而下逐步解除, 混凝土渣块严禁直接下落损坏整体桥梁外观。
四、 7#立柱及其盖梁修复方案
由于上下游拱上7#立柱均受到严重损伤, 基本丧失其承载能力, 因此需要凿除更换; 盖梁也因上下游立柱位移不一至而受扭出现裂缝, 故对拱上7#盖梁进行复位和修补。
1、 支架搭设
从7#墩承台上搭设钢管支架至盖梁和桥面板底面, 支架立杆采用φ325×10mm的无缝钢管, 7#盖梁两侧各布置一排, 每排共布置8根立杆, 两排立杆之间的间距为。支架的水平杆和斜撑均采用2[16槽钢背靠背组焊成”工”字形。
立杆上下层连接采用法兰盘连接方式, 连接螺栓采用M16高强螺栓, 每个法兰盘上布置8个螺栓孔, 螺栓孔直径为18mm, 法兰盘钢板采用δ=20mm钢板。法兰盘与立杆之间焊接时, 钢管应打破口, 且焊缝高度不得小于10mm。另外, 每个法兰盘与钢管间加焊四个加劲板, 加劲板与法兰盘之间采用贴脚焊, 焊缝高度不得小于5mm。
水平杆的层间距为450cm, 顶层为300cm。

图７　　支架立面布置图

图８　　支架侧面布置图
在支架搭设过程中, 还应设置临时风缆索, 以确保支架在安装过程中的稳定性。当支架搭至顶时, 在横梁位置设置前后风缆索( 如图8所示) 。

图9 支架安装示意图

图10 横梁设置图
盖梁底横梁顶面应距盖梁底面10mm, 以便在桥面板顶起后, 盖梁顺利地复位。横梁采用2I36b工字钢组焊而成。
除立柱旁的8根立杆上设置横梁外, 其余立杆均直接搭至底纵梁底面。两侧纵梁的间距以满足盖梁复位后, 两侧距盖梁的边缘分别为43cm和65cm。在顶纵梁与底纵梁之间设置千斤顶。

图11 支架平面布置图
2、 桥面板顶升
1) 当支架搭设完成后, 对支架进行一次全面检查。
图 12 顶升示意图
2) 安装千斤顶和油泵, 并作相应的调试。盖梁每侧设置6～8个50Ｔ千斤顶, 并与同一台油泵相连接, 即油泵的出油管经过分支器与各千斤顶的进油管相连接, 确保各个千斤顶的受力一致, 从而保证桥面板的均衡受力, 当然顶纵梁也起到使桥面板均衡受力的作用。
3) 顶升时, 盖梁两侧的千斤顶的受力要基本一致, 即可经过油表读数来调整两侧的送油速度来保证两侧的千斤顶受力基本一致。
4) 桥面板顶离原支座顶面约5mm即可停止顶升, 并用钢板在千斤顶旁支垫紧密, 并让千斤顶回油, 使千斤顶不再受桥面板压力作用。其支垫数量与千斤顶数量一致。
3、 盖梁复位
当盖梁上的桥面板被顶升至离开支座的过程中, 盖梁所受桥面板的压力会逐渐减小, 直到为零。盖梁可能会因此而自动复位一部分, 但在排危时, 我部已经将7#盖梁经过钢绳与主拱圈相连接, 限制了7#盖梁向6#立柱方向的位移, 因此这顶升过程中, 盖梁不会有位移, 因此当桥面板顶升后, 再用链子葫芦慢慢放松, 直到7#盖梁不再自动位移。
然后用链子葫芦向反方向( 即向6#立柱) 拉7#盖梁, 直到7#盖梁回到原设计位置。
在盖梁复位过程中, 要注意控制7#盖梁的位置。

图13 7#盖梁复位控制示意图
在6#和7#盖梁顶面, 距端头250cm( 拱的系杆旁) 做个”十”字的测量标志, 且此标志要在盖梁的轴线上。这样在7#盖梁复位过程中, 使得7#盖梁慢慢地向6#盖梁移动, 直到6#和7#盖梁上、 下游的测量标志之间的间距为800cm为止, 即7#盖梁已被拉至原设计位置。
待7#盖复位后, 用相应厚度的钢板将盖梁底面与横梁( 盖梁下面的支撑横梁, 由2I36b组焊形成) , 使其横梁承受全部盖梁荷载, 以便拆除已被坏的立柱。
4、 上下游7#立柱拆除
待盖梁底部被横梁支撑好后, 开始拆除立柱。拆除立柱前, 首先用普通钢管脚手架搭设临时支架, 并铺垫厚度为5cm的木板或竹跳板, 形成拆除立柱的工作平台。
拆除采用人工凿除, 即利用风镐和空压机进行人工凿除。
凿除时, 盖梁以下100cm范围内的原立柱纵向主钢筋不能损坏, 以便新浇立柱的主钢筋连接, 同样原立柱底座以上100cm范围内的纵向主钢筋也不能损坏, 以便其新浇立柱的主钢筋连接, 确保新浇立柱的质量。
5、 盖梁修复

五、 加固措施
1、 4#～8#上游侧立柱进行外包钢板
对4#～8#上游侧立柱进行外包钢板以提高防撞能力。
2、 拱脚段外包混凝土
对拱脚段6.35m范围内进。

六、 工期计划
工期及劳动力计划表
计划时间
工程内容
劳动力
( 人)
备注
9月24日
9月25日
对临时支墩2进抢险并临时稳固
15
首先将危险源固定, 防止进一步发展
9月28日
10月5日
对临时支墩2进行复位并固定
25

10月6日
10月8日
在临时支墩1、 2及6#立柱周围搭满堂支架, 形成凿除临时支墩的工作平台
15

10月9日
11月10日
对临时支墩进行凿除并清理干净
10

10月8日
10月31日
支架钢管加工成形, 搭设钢管支架
30

11月1日
11月3日
顶升桥面板, 7#立柱及盖梁复位
10

11月4日
11月19日
7#立柱混凝土凿除, 盖梁贴钢板
10

11月4日
11月30日
上游4#、 5#、 6#、 8#立柱外包钢板并灌注环氧砂浆及防锈处理
10

11月10日
11月20日
7#立柱钢筋制作
6

11月20日
11月26日
7#立柱钢筋安装及模板制作安装
10

11月27日
11月30日
7#立柱混凝土浇注
5

11月1日
11月10日
8#墩拱座处上游拱脚混凝土浇注
10
拱脚混凝土模板应提前加工好, 以满足混凝土浇注为限
11月11日
11月20日
8#墩拱座处下游拱脚混凝土浇注
10

11月21日
11月30日
7#墩拱座处下游拱脚混凝土浇注
10

12月1日
12月10日
7#墩拱座处上游拱脚混凝土浇注
10

12月12日
12月15日
桥面板落位, 更换支座, 完工通车
10

12月16日
12月28日
拆除支架

说明:
1、 劳动力人员安排中不包括管理人员。

2、 项目部人员最高峰期为50人。

七、 主要材料及设备
在广安本地购买或租赁以下设备。
排危主要材料与设备数量表
序号
材料设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
手拉链子葫芦
10t
个
8
复位时1-6号滑车组收紧, 新购
2
手拉链子葫芦
5t
个
10
布置滑车组, 新购
3
手拉链子葫芦
1t
个
2
辅助, 新购
4
卡环
32t
个
12
新购
5
卡环
10t
个
12
新购
6
卡环
5t
个
10
新购
7
绳卡
22
个
320
新购
8
绳卡
28
个
150
新购
9
滑车组
50t/4门
个
4
新购
10
滑车组
32t/3门
个
8
新购
11
滑车组
10t/单门
个
10
新购
12
钢绳
φ21.5mm
m
2500
新购
13
钢绳
φ28mm
m
800
新购
14
钢管脚手架及扣件
φ50×3mm
t
10
租赁
15
电焊机
500
台
2
自有
16
氧割

套
2
租赁
17
发电机
120kw
台
1
按要求备用, 租赁
18
卷扬机
5t
台
2
租赁
19
电缆线
铝心
m
500
新购
20
配电箱

个
4
新购
21
空压机
3m3
台
3

22
钢镐

把
4

7#立柱复位主要设备及材料表
材料及设备名称
规格
单位
数量
备注
钢管
φ325*10mm
Kg
28586

槽钢
[16
Kg
25899

钢板
厚20mm
Kg
6280
包括纵横梁加肋板
工字钢
I36b
Kg
14717

高强螺栓
M16*70
个
900

钢绳
φ21.5mm
m
800
风缆索、 起重索
链子葫芦
5T
　　个
4
风缆索收紧
辅助脚手架
φ50*3mm
　T
12
施工作业平台
绳卡
22
　　个
120

卷扬机
2T
　　台
2
辅助安装支架
单门滑车
5T
　个　
12
布置风缆索、 起吊转向
水泵
250QJ125-16/1
　　台
2
抽原围堰内积水
电焊机
500
　　台
4

千斤顶
50T
个
16

油泵

台
2

八、 安全文明施工保证措施
1、 公司将拟选派有丰富施工经验的现场管理人员及熟练操作水平的作业人员完成该抢险工程任务, 同时公司安排总工程师倪红同志分管该项目, 特种工程分公司总工程师彭云同志驻守工地。
2、 严把现场材料、 设备质量关, 确保进场材料质量合格, 进场设备性能良好。
3、 对作业人员进行事前技术安全交底, 严格按照起重安全规程进行操作作业, 并及时上报处理现场操作中遇到的问题。
4、 严格正确使用安全帽、 安全带、 安全绳、 防洪背心等安全防护用品。
5、 捆绑千斤绳是在转角处采用杂木或带圆弧形的型钢等保护措施, 避免钢绳直角弯折严重降低抗拉承载力。
6、 抢险期间将租用客船一艘停靠于作业区下游, 以作水上应急救援处理的需要。
7、 在抢险施工作业过程中, 不得对桥梁永久结构造成损伤, 在作业区, 凡是可能油污的区域( 如放置发电机、 空压机位置) 采取下垫双层彩条布的方法, 避免对桥面造成油污污染。

二0一一年九月二十三日