吊桿更換施工監(jiān)控方案A

S237淮江公路北澄子河大橋維修加固工程吊桿更換施工監(jiān)控方案S237淮江公路北澄子河大橋維修加固工程吊桿更換施工監(jiān)控方案一、工程概況北澄子河大橋位于S237淮江公路揚(yáng)州段，設(shè)計(jì)樁號(hào)K6+919.0，橋梁中心線與河道中心橋夾角為90，橋跨布置為325+50+125m，橋梁全長(zhǎng)156.1m，主橋采用跨徑為50m的系桿拱，系桿尺寸為1.801.25m(高寬)，均為箱形截面；系桿拱矢高10.5m。矢跨比1/4.571，拋物線線形。拱肋、系桿、橫梁、風(fēng)撐均采用預(yù)制安裝。兩側(cè)引橋采用25m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。主橋吊桿為剛性吊桿，內(nèi)側(cè)鋼管內(nèi)為12j15.24鋼絞線，灌注C40水泥砂漿，內(nèi)側(cè)鋼管與外側(cè)鋼管之間灌注C40微膨脹混凝土。錨具采用OVM15-12型錨具，配套張拉千斤頂型號(hào)為YCW250B。吊桿施工時(shí)先灌注好內(nèi)、外側(cè)鋼管間的混凝土，然后安裝張拉吊桿。設(shè)計(jì)荷載：汽車-20級(jí)，掛車-100。橋梁寬度：凈-16.0+20.5=17.0m。橋梁于2002年10月竣工投入使用。江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司于2011年對(duì)全橋進(jìn)行了詳細(xì)檢測(cè)。主要檢測(cè)結(jié)果如下：1、拱肋除拱肋表面涂層開裂、東側(cè)拱肋表層混凝土局部剝落外，無(wú)其他裂縫。2、風(fēng)撐拱肋間風(fēng)撐普遍存在混凝土銹脹露筋，鋼筋銹蝕，鋼筋保護(hù)層厚度偏低，風(fēng)撐在節(jié)點(diǎn)位置開裂。3、排水系統(tǒng)在護(hù)欄底設(shè)有排水孔，水由護(hù)欄與系梁間間隙向下排出，系梁內(nèi)側(cè)面大量水跡，部分排水孔堵塞，橋面有積水，伸縮縫處排水不暢。4、支座盆式橡膠支座鋼盆銹蝕。5、系梁系梁底面鋼筋保護(hù)層偏低，東西系梁兩端(支座至第一根吊桿節(jié)段)底面均銹脹露筋，鋼筋銹蝕嚴(yán)重。6、吊桿通過下錨頭檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：3個(gè)錨頭存在部分鋼絞線回縮現(xiàn)象，分別為西側(cè)3#、西側(cè)6#和西側(cè)8#；6個(gè)錨頭存在沿鋼絞線滴水現(xiàn)象，分別為西側(cè)3#、5#、7#、8#、9#和東側(cè)8#；部分錨頭鋼絞線表面潮濕；同時(shí)存在部分封錨混凝土未充實(shí)等現(xiàn)象。上錨頭埋深均大于設(shè)計(jì)文件要求，除E1外，封錨混凝土均潮濕，甚至積水，鋼絞線有不同程度的銹蝕。西側(cè)W3、W6、W8號(hào)吊桿有鋼絞線回縮現(xiàn)象，其中W8號(hào)吊桿7束鋼絞線回縮(共12束)，其中兩個(gè)夾片完全脫落，已嚴(yán)重影響橋梁的安全運(yùn)營(yíng)。根據(jù)橋梁的實(shí)際情況，為了保證橋梁正常的安全使用和增加結(jié)構(gòu)耐久性，采用以下的維修加固處理方案：1、更換全橋吊桿。更換本橋的全部吊桿。2、對(duì)于風(fēng)撐、系梁的鋼筋外露、鋼筋銹脹銹蝕病害，采用鑿除松散部分混凝土，對(duì)鋼筋進(jìn)行除銹防銹處理，用環(huán)氧砂漿分層填充至構(gòu)件原表面。3、對(duì)于其他構(gòu)件存在鋼筋混凝土保護(hù)層偏薄的情況，在構(gòu)件外表面涂刷表面遷移型阻銹劑。4、及時(shí)清理橋面堵塞泄水孔，完善橋面排水系統(tǒng)。5、完善伸縮縫在護(hù)欄斷開處的構(gòu)造措施，防止橋面滲水至橋臺(tái)和支座處，腐蝕橋臺(tái)和支座；。6、在支座四周粘貼滴水檐，同時(shí)，對(duì)支座鋼板進(jìn)行除銹、防銹處理。7、對(duì)系桿和拱肋的封錨混凝土進(jìn)行防水處理。8、對(duì)拱橋上下部結(jié)構(gòu)混凝土風(fēng)化、破損露筋等，鑿除松散混凝土，直至露出堅(jiān)實(shí)骨料，鋼筋進(jìn)行除銹、阻銹處理后，分層填補(bǔ)輕質(zhì)修補(bǔ)砂漿至原構(gòu)件表面。9、對(duì)全橋縫寬0.15mm的裂縫，采用樹脂封閉膠進(jìn)行涂刷封閉處理；縫寬0.15mm的裂縫，采用裂縫灌注膠或?qū)Ｓ铆h(huán)氧樹脂漿液進(jìn)行灌縫處理。吊桿更換施工技術(shù)難度較大，施工風(fēng)險(xiǎn)較高。因此，揚(yáng)州市公路管理處委托我院對(duì)本橋換索進(jìn)行施工監(jiān)控。二、施工監(jiān)控依據(jù)1、簽訂的橋梁監(jiān)控技術(shù)服務(wù)合同。2、S237淮江公路北澄子河大橋維修加固設(shè)計(jì)施工圖(2011年)。3、S237淮江公路北澄子河大橋竣工圖(2002年)。4、S237淮江公路北澄子河大橋檢測(cè)報(bào)告(2011年)。三、施工監(jiān)控對(duì)象和目標(biāo)施工過程中的主要監(jiān)控對(duì)象是橋面標(biāo)高、換索伸長(zhǎng)量和索力。施工監(jiān)控目標(biāo)是要達(dá)到吊桿更換過程中不破壞橋面鋪裝并基本保證整體受力不變，不改變各吊點(diǎn)的受力狀況，保持橋梁主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和均衡狀態(tài)。四、施工監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(土建工程)(JTGF80-1-2004)和S237淮江公路北澄子河大橋維修加固設(shè)計(jì)施工圖(2011年)的要求，制定了本橋的施工監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)次檢查項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差檢查方法與頻率1張拉應(yīng)力(MPa)符合設(shè)計(jì)要求查油壓表讀數(shù)：每根檢查2張拉伸長(zhǎng)率(%)符合設(shè)計(jì)要求6尺量：每根檢查3吊點(diǎn)位移(mm)符合設(shè)計(jì)要求3mm水準(zhǔn)儀：每吊點(diǎn)檢查五、施工監(jiān)控細(xì)則橋面標(biāo)高監(jiān)測(cè)換索施工前，設(shè)置臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，在主橋外選擇一能同時(shí)觀測(cè)到上、下游18根吊桿處系梁頂面高程測(cè)點(diǎn)的合適位置，架設(shè)DS-1精密水準(zhǔn)儀，并測(cè)量其相對(duì)高程。換索過程中，跟蹤監(jiān)視換索處測(cè)點(diǎn)、對(duì)稱測(cè)點(diǎn)以及鄰近測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高變化情況。換索結(jié)束后，再次測(cè)讀終值，并與初值進(jìn)行比較，作為是否需要重新調(diào)整索力的依據(jù)之一。測(cè)量宜在氣溫相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)段進(jìn)行。拉索鋼絲伸長(zhǎng)量監(jiān)測(cè)在吊索張拉過程中，嚴(yán)格控制拉索鋼絲伸長(zhǎng)量，使其伸長(zhǎng)量滿足設(shè)計(jì)計(jì)算要求。索力監(jiān)控1、吊桿索力測(cè)試目的吊桿索力的大小，不僅直接關(guān)系到吊桿的受力，同時(shí)還會(huì)影響系梁、拱肋的受力，故在施工階段及施工結(jié)束后，準(zhǔn)確測(cè)定吊桿的索力并將其調(diào)整到設(shè)計(jì)允許誤差以內(nèi)，對(duì)保證施工安全及橋梁的設(shè)計(jì)線型是非常重要的。在吊桿施工過程中，施工單位是通過油壓表來控制張拉力的，監(jiān)控單位采用振動(dòng)頻率法同時(shí)對(duì)索力進(jìn)行測(cè)試，可對(duì)索力進(jìn)行校核，以確保索力測(cè)試的結(jié)果。在后期的橋梁養(yǎng)護(hù)中，為了解結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，需及時(shí)檢測(cè)吊桿索力，而常規(guī)的檢測(cè)均為振動(dòng)頻率法，此法對(duì)短吊桿的測(cè)量誤差很大，必須在施工過程中結(jié)合千斤頂張拉數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，故通過施工中吊桿索力測(cè)量，可為今后的測(cè)試積累資料。2、索力測(cè)試的儀器索力測(cè)試采用BH5906B無(wú)線遙測(cè)振動(dòng)測(cè)試分析系統(tǒng)。3、吊桿索力測(cè)試的方法吊桿索力的大小將直接對(duì)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量和施工狀態(tài)產(chǎn)生影響，必須在施工過程中比較準(zhǔn)確地了解索力實(shí)際狀態(tài)，選擇適當(dāng)?shù)牧繙y(cè)方法和儀器，并設(shè)法消除現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)中各種誤差因素的影響，以確保量測(cè)效果。通常吊桿采用三種方法進(jìn)行量測(cè)：壓力表量測(cè)法、壓力傳感器量測(cè)法、振動(dòng)頻率量測(cè)法。根據(jù)該橋的實(shí)際情況，吊桿索力采用壓力表量測(cè)法和振動(dòng)頻率法量測(cè)。4、吊桿索力測(cè)試的原理壓力表量測(cè)法是在張拉前將千斤頂、油泵、油壓表進(jìn)行配套標(biāo)定，得出油表讀數(shù)與千斤頂張拉力之間的關(guān)系，在張拉時(shí)用油表讀數(shù)測(cè)定張拉力的方法。此法直觀有效，在張拉施工時(shí)使用，但由于費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不適宜后期的索力測(cè)量。本橋同時(shí)采用振動(dòng)頻率法在施工過程中對(duì)索力進(jìn)行檢測(cè)。這種方法利用臨時(shí)緊固在吊桿上的高靈敏傳感器拾取吊桿在環(huán)境激振下的脈動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行頻譜分析，由功率譜圖上的峰值來判斷斜索的各階頻率，然后再根據(jù)頻率與索力之間的關(guān)系求得索力。根據(jù)弦振動(dòng)理論，當(dāng)張緊索抗彎剛度可急略時(shí)，其動(dòng)力平衡方程為式中：橫向坐標(biāo)(垂直于索的長(zhǎng)度方向)縱向坐標(biāo)(沿索的長(zhǎng)度方向)單位索長(zhǎng)的質(zhì)量索的張力時(shí)間若索的兩端為鉸結(jié)時(shí)，解上述方程可得：式中：索的第n階振動(dòng)頻率索的計(jì)算長(zhǎng)度振動(dòng)階數(shù)比例系數(shù)，對(duì)于同一根纜索，恒定時(shí)，是一恒值，則有：亦有：即：反映在頻譜圖上，各階頻率是等間距的，其間距值大小即等于基頻。在實(shí)際測(cè)量過程中，可以充分利用這個(gè)特性，來判斷是否為纜索自振的頻譜，凡與纜索振動(dòng)的頻譜特征一致的頻譜圖，才確認(rèn)為纜索振動(dòng)的頻譜圖，否則要分析原因，檢查儀器，重新測(cè)量，這樣才能確保測(cè)試結(jié)果的正確性。索力公式推導(dǎo)時(shí)采用的是簡(jiǎn)化的計(jì)算模型，與實(shí)際情況存在一定的差異。為了減小測(cè)試誤差，需要標(biāo)定拉索的參數(shù)，對(duì)理論計(jì)算公式進(jìn)行修正。標(biāo)定在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，具體作法是：對(duì)鋼索分級(jí)張拉.通過張拉千斤頂和油表，讀取各級(jí)張拉力，同時(shí)用索力測(cè)試儀測(cè)量索在各級(jí)拉力下鋼索的基本頻率，根據(jù)基本頻率計(jì)算出索力，與施工張拉力進(jìn)行比較，求出修正系數(shù)。5、吊桿索力測(cè)試比例系數(shù)、修正系數(shù)在進(jìn)行索力測(cè)試時(shí)，按頻率法測(cè)索力采用的理論計(jì)算公式為如下：考慮索力標(biāo)定修正系數(shù)，則：其中比例系數(shù)，為吊桿上下錨固點(diǎn)間的長(zhǎng)度，由于缺乏實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，按設(shè)計(jì)取值；為吊桿含PE單位重，此重量由由吊桿生產(chǎn)廠家提供。監(jiān)控步驟施工內(nèi)容監(jiān)控步驟吊桿更換前測(cè)量全橋吊桿處系梁頂面的相對(duì)高程第根吊桿更換臨時(shí)吊桿第1次張拉1、查油壓表讀數(shù)2、測(cè)量施工中吊桿及其兩側(cè)吊桿處系梁頂面的相對(duì)高程割鋼套管、5根鋼絞線測(cè)量施工中吊桿及其兩側(cè)吊桿處系梁頂面的相對(duì)高程臨時(shí)吊桿第2次張拉1、查油壓表讀數(shù)2、測(cè)量施工中吊桿及其兩側(cè)吊桿處系梁頂面的相對(duì)高程割4根鋼絞線測(cè)量施工中吊桿及其兩側(cè)吊桿處系梁頂面的相對(duì)高程臨時(shí)吊桿第3次張拉1、查油壓表讀數(shù)2、測(cè)量吊桿處系梁頂面的相對(duì)高程割3根鋼絞線，安裝新吊桿測(cè)量施工中吊桿及其兩側(cè)吊桿處系梁頂面的相對(duì)高程新吊桿第1次張拉1、查油壓表讀數(shù)2、量測(cè)吊索伸長(zhǎng)值3、測(cè)量施工中吊桿及其兩側(cè)吊桿處系梁頂面的相對(duì)高程臨時(shí)吊桿第1次放張測(cè)量施工中吊桿及其兩側(cè)吊桿處系梁頂面的相對(duì)高程新吊桿第2次張拉1、查油壓表讀數(shù)2、量測(cè)吊索伸長(zhǎng)值3、測(cè)量施工中吊桿及其兩側(cè)吊桿處系梁頂面的相對(duì)高程臨時(shí)吊桿第2次放張測(cè)量施工中吊桿及其兩側(cè)吊桿處系梁頂面的相對(duì)高程新吊桿第3次張拉1、查油壓表讀數(shù)2、量測(cè)吊索伸長(zhǎng)值3、測(cè)量施工中吊桿及其兩側(cè)吊桿處系梁頂面的相對(duì)高程4、對(duì)比吊桿更換前后的相對(duì)高程索力調(diào)整量測(cè)