吊杆更换方案.doc

XXXXXXXXXXXX补强系杆、更换吊杆工程（更换吊杆工程）专项施工组织设计 编制单位： XXXXXXXXXXXX加固工程项目经理部 编制日期：二零零七年四月十六日更换吊杆施工方案一、编制依据1、XXXXXXXXXXXX更换吊杆、补强系杆工程施工招标文件。2、XXXXXXXXXXXX更换吊杆、补强系杆工程施工图补充设计文件。3、XXXXXXXXXXXX竣工图4、国家、交通部、四川省颁布的相关施工规范、试验规范、规程和检验评定标准。公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000建筑钢结构焊接技术规范JGJ81-20025、铁道部相关铁路设施、运输的法律、法规。6、工程项目现场的实地考察及公司技术、设备等资源情况。二、工程概况：1、工程简介成都XXXXXXXXXXXX位于成都市区北面，建成于1997年，主桥为132米下承式钢管砼系杆拱桥，引桥为连续板梁桥，该道路是成都市北大门的咽喉，是成绵高速公路的起点，且位于城东工业区，北面是成都东编组站调车场出发场的咽喉，西边紧邻成都铁路车辆段，南面跨成都最大的储煤场，东面是成都铁路东站货场八里庄仓库群。主桥跨越成渝、成昆、达成等铁路，交通运输异常繁忙。这就是该立交桥显现的重要性，一旦出现安全隐患，将危及公路、铁路的运营安全并可能导致区域交通瘫痪。该桥设计桥面为人行道（3m）+拱肋（1.1m）+车行道（10.7m）+拱肋（1.1m）+车行道（10.7m）+拱肋（1.1m）+人行道（3m）=30.7m。设计荷载为汽超-20，挂120，人群荷载为3.5KN/m2。主拱由一片中拱和两片边拱组成，截面形式均为等截面哑铃型，内填C50微膨胀砼，拱圈计算跨度132m，矢高26.4m，矢跨比1/5。拱轴线采用悬链线，拱轴系数m=1.347。原设计系杆为64束9-j15.24无粘接预应力钢绞线，中吊杆219-j15.24无粘结预应力钢绞线。横梁先预制吊装，后与纵梁浇筑为一体，使用材料为C40。桥面板为简支6m空心板。两端采用拱肋、桥墩、端横梁三固结形式，纵梁在与端横梁连接处断开，拱脚间设系杆，构成刚构式钢管系杆拱桥。2、计划施工的主要工程项目全桥维修加固主要工作内容：本桥加固工程为更换全部吊杆63对、126根。其中主要材料为吊杆环氧涂层钢绞线及其相应的锚头。三、桥梁现状主桥的系杆预应力钢束中段埋设于实心纵梁中，端头锚固在拱脚的实心端横梁中，吊杆上端锚固在上层钢管砼顶部，下端封闭于横梁中。由于结构的特殊构造，无法对系杆及吊杆等重要部位进行检测，因此无法准确了解运营近十年后该桥在大量超速、超载车辆通过的情况下的安全性。四、施工工艺（一）吊杆更换施工操作平台吊杆更换施工操作平台包括两部分，一个是主拱肋上的，操作平台可以用架管搭设，采用在吊杆旁桥面和人行道搭设临时支架的方法，主要是临时吊杆的的安装张拉用，该支架操作平台也作为新吊杆安装用。二是吊杆下端的操作平台，可以利用原桥上的检修桁车作为操作平台，在检修珩车在同平面，顺桥向在吊杆位置用钢筋和角钢搭设安全防护架，并在防护架上先铺设木跳板，然后铺设围席进行遮挡，供人员安装下锚梁、张拉设备及张拉用。支架搭设：支架选用架管，斜撑，剪撑必须在相应位置布设，支架与主桥拱肋连接，以保证支架的稳定性。在支架搭设完成后，在支架上方设置高度为1.2m的围栏，围栏外侧设置安全网。（二）材料、设备制作准备根据对称卸载换索原则，在准备临时吊杆时，必须考虑钢绞线的反复使用问题，因此在设计钢绞线时，主要考虑先中肋后边肋，先长吊杆后短吊杆的方案。在配备材料时，先配备中肋8根2组N1临时吊杆；然后配备1组4根N11临时吊杆；配备2组8根N10临时吊杆；配备1组4根N9临时吊杆。在进行其他吊杆更换张拉时，将上述临时吊杆进行切除满足长度。在边肋更换吊杆时，先配备8根2组N1临时吊杆；然后配备2组8根N11临时吊杆，配备2组8根N10临时吊杆。临时上锚梁和下锚梁均制作4套。（上下锚梁的设计见附图）上下锚梁的详细设计和制作委托有资质的专业钢结构加工企业完成。（三）施工准备工程开始施工前准备包括设备检验、场地准备以及临时吊杆孔道施工。1、设备检验：按照设计说明中更换吊杆的要求，该工程配备5台200T扁千斤顶，3台油泵。在千斤顶和油泵进场后，将高压管加工成三通管，然后将所有设备送计量监督局进行配套标定。2、场地准备：在桥下纵梁位置搭设纵向走道及施工平台，在桥上沿拱肋方向搭设4.5米宽的脚手架（脚手架纵向间距1.5m，横向间距危1.35+1.8+1.35m，在脚手架上同时搭设安全围栏。同时在吊杆位置设置工作平台。在安全平台搭设完成后，请监理工程师和安检办对支架进行验收，在验收合格后在投入使用；3、临时吊杆孔道施工：本桥临时吊杆需要从桥面板上开孔，穿入进行锚固。开孔时根据业主提供的竣工图纸在行车道板和人行道板上探测钢筋的位置，由技术人员按照锚梁设计图纸的要求进行精确放样定位，开孔尽可能避免伤及主筋和预应力钢筋，与受力主钢筋、结构钢筋错开布置，根据临时吊杆设计的要求采用钢绞线施工，临时吊杆钻孔直径为150mm，在钻孔前用回弹仪检查钻孔位置的强度，钻孔处混凝土强度应满足原桥混凝土设计要求。钻孔的过程中要注意主桥下方铁路行车情况，在临时孔即将钻通时，禁止钻孔水流向铁路，并用工具将钻芯兜住，防止芯样滑落到临时通道上，禁止在火车通行钻孔对应桥下位置的过程中钻孔及焊接工作。4、安装上锚梁防滑锚杆为防止上锚梁在张拉受力过程中向下滑动，在安装锚梁前，用合金钢钻头在拱肋上钻2个62mm的孔，孔深150mm，然后用植筋胶安装2根长度为250mm60的合金钢棒。钢棒安装后将上锚梁的调平板安装就位,在调平钢板与钢管拱接触位置每5cm距离进行点焊连接。再在调平钢板上安装千斤顶。在安装千斤顶的同时安装与千斤顶同高的超支钢垫，防止千斤顶在受力过程倾覆的情况。4、主拱桥临时吊杆安装；旧吊杆的卸载、拆除：为保证按期完成任务，必须周密计划，精心组织。因此必须加强管理力度，组建强有力的管理人员和专业的施工队伍，以工作质量保工程质量。换索过程中为了确保施工安全和吊杆换索过程中基本保证桥面系不因横梁竖向位移过大而破坏，施工过程中设置“临时吊杆”，该临时索吊杆的调协方案和旧吊杆拆除的操作顺序等严格按照设计图纸和规范的要求进行，并按要求对被换吊杆的索力、主梁标高等进行严密观测，发现异常情况及时处理。采用临时吊杆换索施工时，先在主拱肋上设置临时上锚梁（需要特殊加工，见附图），锚梁上平面需保证水平，下弧面与钢管拱肋结合紧密。在换索前采用拱平面内布置的吊杆（采用11-j15.24钢绞线，边肋N1和N1临时吊杆用12-j15.24）做 “临时索吊杆”，“临时索吊杆”上端锚固于上锚梁，下端锚固于设置在纵梁下的临时钢构件上。每一对吊杆（全桥共63对）的临时吊杆由4组11-j15.24钢绞线组成，临时吊杆下端为锚固端，上端为张拉端，在张拉端安装千斤顶、撑脚和工具锚等，并在钢管拱肋上的吊杆位置搭设操作平台。临时吊杆张拉端全部设置在拱肋顶部，锚固端设置在横梁下方。由于该吊杆锚头不能直接进行加载卸荷，因此吊杆所需卸去荷载必须缓慢均匀分配给临时吊杆（应力重分配）。所以吊杆索力卸载必须逐级进行，每次卸载的力值不得大于总索力的20%（中肋4根，边肋2根），持荷时间间隔不小于5分钟。拆除旧吊杆的操作顺序为：拆除主拱圈端（吊杆上端）的防护罩安装临时吊杆首次张拉临时吊杆，(监测桥面标高，张拉控制采用桥面标高控制为主，张拉力控制为辅的双控方式，桥面高程升高最大不能大于2cm，张拉力不能超过索力的20) （通过千斤顶两侧的支垫钢板对锚梁进行塞垫）千斤顶回油时锁定临时吊杆切割旧吊杆护套第一次切除钢绞线4根（2根）观测桥面高程然后重复张拉临时吊杆观测切割钢绞线观测直至钢绞线全部切除完成。（说明：在每次荷载提升20时，检测桥面竖向位移，当位移没有超过规定的位移限值，则继续张拉临时吊杆。在达到设计荷载的100时，桥面标高仍没有超过规定的竖向位移限值时，将临时吊杆的荷载张拉到设计荷载的105后，按照上述规定分批切割旧吊杆。）对N1和N1吊杆的拆除专项说明：、中肋N1和N1吊杆的下锚梁设置在横梁上，在桥面3米的位置设置锚梁转换体系（见附图）。、在进行临时锚杆进行张拉，先初张拉钢绞线达到设计应力的10，检测桥面标高、张拉临时吊杆，达到设计张拉力的20%,然后超支钢垫，在确认临时吊杆支垫稳妥后，将抱箍上在旧吊杆上，切割旧吊杆的外套钢管，切割时钢管时在钢管上切割18的孔，不能将钢管完全切断。、由于中肋钢绞线共19根钢绞线，在每切除2根后对桥面竖向位移进行观测。在确认桥梁竖向位移和吊杆横向振动在允许范围内时，在确认是否继续进行切除剩下2根。如果不能进行切除则在张拉到30后，在进行切割。、每次张拉钢绞线时，张拉荷载控制在10以内然后对旧吊杆钢绞线进行切除。、在完全拆除完成后，将下端钢绞线从桥下退出，上端从钢管拱上方退出。全部切除钢管外套并妥善处置。当钢绞线的伸长值超过千斤顶的行程后，必须在超支钢楔上对上锚梁用钢楔进行塞垫，在确认塞垫完成后在对千斤顶进行回油，并支垫吊杆拆除前先要将外包钢管切除，再拆除吊杆，吊杆的拆除采用吊车配合施工，上端的锚具在拱上操作平台上进行，下端的锚具在行走滑车的操作支架上进行。5、锚梁的吊装、移位为确保下锚梁的纵向移动，在进行临时通道吊杆植筋时，将设计的12钢筋加大为20钢筋。在进行上锚梁安装时，搭设三角架用链子滑车将上锚梁提升并安装就位。在每次移位安装临时吊杆时，均使用链子滑车进行提升安装。下锚梁在安装时用定滑轮将其从桥下吊运至施工通道上面，吊运的上支点采用植20的钢筋。下锚梁纵向移位时，利用链子滑车将锚梁固定后在下放，然后利用临时通道植筋将下锚梁转运到下一个吊杆位置。6、锚头扩孔根据设计图纸的要求，原吊杆的锚下的尾端孔径中肋只有85mm，边肋只有90mm，不能满足新吊杆穿索植筋的要求，必须对原锚下进行扩孔处理。由于锚下是铸钢件，因此对锚下的扩孔采用加工95mm和105直径的钻头对锚下进行钻孔、扩孔。拱肋上扩孔在支架上进行，扩孔的时候，将低速取芯机对准锚孔中心，然后焊接螺栓固定钻机，在固定完成后，开动钻机采用向下施加压力的方式进行扩孔，并随时检查钻头，当钻头磨损后及时修复更换。桥上锚下扩孔在桥面上进行，对准锚下中心线后在混凝土上植筋，并固定钻机，然后将钻头的下端从桥下升起，并固定在钻机上。在固定完成后，开动钻机向上施加力的方式进行扩孔。（三）吊杆更换考虑的因素、施工顺序和施工工艺：1、换索过程中综合考虑的因素：换索过程中综合考虑以下因素：换索过程中基本保证施工区域内施工人员的安全，为此在施工区域需设可靠的安全设施；换索过程、顺序需考虑结构安全、施工方便，换索设计须考虑足够的安全应急措施和设备。在综合考虑以上因素后完成本桥换索设计。操作顺序等严格按照设计图纸和规范的要求进行，并按要求对吊杆的索力、主梁标高等进行严密观测，发现异常情况及时处理。桥面标高控制采用第N1N5吊杆和第N5N1吊杆拆除桥面控制标高上升不能大于1cm，第N6N6吊杆拆除桥面控制标高不能大于2cm。2、更换吊杆顺序：虑到桥跨两端的N1吊杆（6组12根）需要穿过钢锚箱，故这六组吊杆需要在钢锚箱（先中肋、后边肋）安装前进行更换，以保证施工进度。根据施工工期的要求吊杆的更换顺序为：先中肋后边肋；先更换1吊杆后再从跨中向桥跨两侧对称更换。具体顺序为：N1，N1；N11；N10，N10；N9，N9 N8，N8；N7，N7；N6，N6；N5，N5；N4，N4；N3，N3；N2，N2；。3、更换吊杆施工工艺：本桥更换吊杆共126根，新吊杆及锚具由厂家生产，工厂制作，并由厂家现场安装，质量必须满足设计要求，这里不再详述。（四）吊杆的防腐及维护（吊杆安装单位负责）吊杆所有张拉工序完成后，须进行防腐及维护。锚头罩即主要是吊杆两端钢丝头及锚具的防护装置，在罩的下部钻小孔，顶部钻小孔，从下部小孔以一定压力压入防腐油脂，直至从顶部冒出一定时间，此时认为防腐油脂灌满，焊封小孔。上导管、下导管内用同样方法充满防腐油脂，以使钢丝两端、锚具组件处绝对的包裹防护之中。另外检查锚板组件的防腐、焊缝的防腐，必须均达到要求。五、施工进度计划安排A、第1天拆除上下锚头盖帽以及相关的清理工作；B、第2天白天安装上下锚梁以及临时吊杆安装，C、第3天晚上张拉临时吊杆并拆除旧吊杆；D、第4、5天进行扩孔安装锚梁；D、第6天安装新吊杆，晚上张拉新吊杆并拆除临时吊杆。六、施工注意事项1、吊杆：吊杆采用高强度低松弛镀锌平行钢丝组成，其成品应符合有关设计要求。2、进场后必须对全桥吊杆索力（检测单位）和主桥主梁标高进行一次测定。其主桥主梁标高测量位置需做好可靠标志，以便在换索过程中测量主梁竖向位移。3、吊杆锚头按设计要求做好防护处理。4、全桥吊杆换索完成后对每根吊杆进行索力测试。5、吊杆更换、张拉过程必须间断交通。6、安装、张拉时不能破坏原砼或钢结构，严格按照设计图纸要求的顺序进行施工，确保梁体结构受力安全。7、施工时注意收集各部位的相关数据，并检验是否达到设计要求。8、张拉用临时吊杆在使用过程中及时检查，发现问题及时纠正。9、由于该桥吊杆的拆除是在有应力状态下进行，因此在切断原吊杆时必须在吊杆的周围设置抱箍围栏对原吊杆进行保护，同时对应抱箍围栏的四个方向设置防风拉索，保证在钢绞线在被切断的同时不向四周运动，确保施工人员的安全。在进行更换安装张拉临时吊杆拆除旧吊杆和安装新吊杆时禁止桥上通行车辆。每次切原吊杆钢绞线以及张拉临时吊杆时必须进行桥面竖向位移变化情况进行监测，并做好详细的施工观测记录。10、火车通过桥下并对应施工的作业区域时应暂停作业。11、在切断临时吊杆前必须用链子滑车对切割下方的钢绞线进行固定，防止最后切割完成后钢绞线向桥下滑落影响铁路交通，同时桥下做接物吊篮将下方的旧吊杆进行保护，防止滑向临时走道。12、根据临时走道设计的最大承载能力中肋不能大于350kg，边肋不能大于250kg。因此切割的原桥吊杆长端不能从桥下方退出，在吊杆切割过程中，根据设计、监理和业主商谈，切割位置建议控制在距下锚头3米左右的位置。12、施工过程中，注意施工安全。1）氧气、乙炔瓶分开堆码并整齐有序。2）施工过程中，其相应部位所面临的安全区域设安全员值班，确保施工过程安全。3）桥头竖立警示牌，安装警示灯。4）桥上施工两侧对应做好防滑落措施,两侧临空作业面人员必须佩带安全带，拱顶在施工的同时必须焊接可靠的挂钩供安全人员挂安全带，桥下临时通道的施工人员安全挂钩全部设置在通道植筋钢筋上。5）施工区内电器线路及各种机械、机具设备必须由专人操作，其他非专业人员不得进行操作。6）作业人员上岗前不得酗酒，必须正确佩戴安全帽和安全带。把安全条款制成标牌安装于施工现场。7）给工人讲解防火办法和施救措施，施工现场备足灭火设备。8）当工地出现大风超过6级以及大雾、雨雪天气时，高架和临时通道上禁止作业，同时做好防灾准备。9）所有高架及临时通道在每天施工作业前必须由专职安全人员进行检查确认后才能进行施工作业。10）预应力张拉过程中必须遵守相关的安全规定，严禁违反操作规程进行违规作业。11）每天上班前对工人进行班前安全教育，讲解当天作业的安全注意事项，确保施工安全。附图：利用临时吊杆更换吊杆图；- 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