上海外白渡桥保护修缮的技术措施和施工流程

上海外白渡桥保护修缮的技术措施和施工 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 上海外白渡桥保护修缮的技术措施和施工 流程 第3期(总第146期) 2010年6月 中圄.亏;盛暑 CHINAMUNICIPALENGINEERING No.3(SerialNo.146) Jun.2010 上海外自渡桥保护修缮的技术措施和施工流程 毛安吉 (上海市市政 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 建设发展有限公司,上海200021) 摘要:上海外白渡桥使用至今已达百年.远超出设计寿命.为了保护这座被国务院列为国家重点保护文物的大桥,必 须进行保护修缮.介绍了保护采取的各项技术措施,重点对船移法移桥,钢桁架的检测及大修,铆接工艺和下部结构 的墩身改造进行了较为系统的论述参考监测报告.对大修保护后的结果进行了较为严谨的评定.为同类型文物保护 提供了借鉴 关键词:上海外白渡桥;文物保护;船移法;修旧如旧;盾构穿越;铆接工艺 中图分类号:U445.7文献标识码:B文章编号:1004—4655f2010)03—0038—03 1外白渡桥概况 上海外白渡桥始建于1907年由英国克利夫兰公 司设计该桥为两:fL52.178m的简支下承式钢桁架 桥.由英国制造运至现场安装.原设计荷载为英制 H—l5级(合我国汽一11.3级),设计寿命为50a. 该桥设11个节间.每节长4.744n1.桁高变化. 中间高9.144rn.车行道宽I1.2m.两侧各有3.6m宽 的人行道f见图1).外白渡桥使用至今已达百年.远 超出设计寿命.并被国务院列为国家重点保护文物 图1外白渡桥大修前外景 参考外白渡桥历史修缮资料及同济大学桥梁工 程系在2005年撰写的《外白渡桥健康检测及安全性 评估》,并结合外滩通道工程的综合改造,必须对外 白渡桥进行保护修缮使其既能保留历史风貌.又 能满足继续安全服役50a的要求 1.1整治上部钢桁架结构 由于自然环境,荷载等因素的作用,上部结构 受侵蚀影响较为严重,加之结构的自然退化.所以 从结构安全性及可靠性的角度发.如要继续使用 收稿日期:2010,04—30 38 该桥.必须对检测发现的结构病害加以整治. 1-2提高下部桥墩台混凝土结构强度 2007年同济大学桥梁工程系对外白渡桥墩台混 凝土质量进行了外观,碳化深度测试,回弹测试, 钻芯法测试4个方面的检测.结果显示墩台已经老 化.碳化深度达15rnm,混凝土强度在较低的8 28MPa. 1.3排除盾构穿越外白渡桥桩基础的安全隐患 根据外滩通道1二程的线位布置.主线大直径土 压平衡盾构将在外白渡桥下实施推进(见图2).圆 形隧道衬砌外径13.95m,内径13.80II1.盾构顶距基 础桩底约1.50m 图2外自渡桥与外滩通道隧道(m) 由于盾构顶部离外白渡桥桥墩木桩桩底较近. 且盾构中心线与原桥梁中心线在平面上存在较大偏 离;桥梁结构使用逾百年,已处于超期服役状态. 盾构推进将对外白渡桥的正常使用带来安全隐患. 所以必须对杆件进行加固 2外白渡桥保护修缮的要求 外白渡桥大修分为下部结构重建和上部结构大 修两部分下部结构重建的目的是改善老桥墩的基 础及承台结构形式,并且要求桥墩台外部形态"修 中圄千盛王毛安吉:上海外白渡桥保护修缮的技术措施和施工流程 旧如旧",维持原有的历史风貌:上部钢桁架部分则 是在"修旧如旧"的前提下.保持原有结构形式不 变,重点是采用传统T艺对锈蚀严重部位进行加固及 更换.外白渡桥修缮回归原位后.外滩通道超大直径 泥水平衡盾构将自北向南依次从3个桥墩台下穿越. 穿越过程中,盾构机与新建桥梁桩基础基本上是擦肩 而过.最小的距离均不足1nl施工流程见图3 图3外白渡桥保护修缮施工流程 2.1外白渡桥周边环境与水文情况 外白渡桥位于苏州河上河宽约为100I13.周边 环境复杂.两岸历史保护建筑众多.且控制沉降要 求较高.实测陆域地面标高在2.63,4.26I11之间:水 下地形略有变化.河床断面基本呈"u"字型.实测 河床标高为一2.69,1.51m:水位受长江15潮汐影响. 常水位约为2.5m.水深约为4in 本河段的主要动力因素为落潮流黄浦江潮型 呈非正规半日潮.并受潮汐影响.具有一定的潮汐 动态特征其潮位特征值如表1所示 表1黄浦公园水文站潮位特征值 历年历年平均平均历年潮差 特征潮位最高潮位最低潮位高潮位低潮位平均值 数值/m5.740.243.121_291.93(1997 . 8.19)(1914.1.1) 2.2外白渡桥保护修缮面临的困难 1)施工工艺复杂繁多,包括水上作业,航运, 吊装,钢结构,铆接,围堰,钢壳沉井和清障等. 能否合理安排各个工艺之间的施]_顺序与流程.做 到环环相扣.互不影响.是确保整个工程顺利进行 的关键 2)丁期紧张(仅为13个月),上部和下部结构各 施丁工艺必须多点进行:同时.施工场区狭小.必 须合理布置.才能确保各关键节点工期如期实现. 3)外白渡桥作为文物建筑和上海的标志性建筑 20l0年第3期 之一,社会各方面都给予了高度的关注:同时.工程 牵涉面又相当广,对外协调与组织能力都要求较高 3钢桁架移位,大修,复位 3.1钢桁架"船移法" 移位是利用涨潮提供的浮力,通过设置在桥下有 固定胎架的驳船,随潮位的上升将桥体缓慢托起.必 要时排除驳船自身的压载水来调整水位和水平度.直 至脱离桥墩;然后,由拖船将驳船拖至民生路码头. 由1000t浮吊将桥体吊起.放置在修桥场地的胎架之 上.进行维修施工 复位时为移位逆顺序.先使用1000t浮吊将桥吊 到驳船的胎架上,再将驳船拖至桥安装位置.利用退 潮时的潮位差,将桥体随潮位缓慢下降.必要时增添 驳船自身的压载水来调整驳船的水平度.使桥梁处于 所需的角度直至桥体正确安放在桥墩之上后固定 为保证移桥过程中桥梁结构安全.采用南北跨分 两次进行驳船浮运,先移除南跨.再移除北跨移位 与复位,南跨与北跨,原理基本一致.仅工况条件略 作变化.本文以南跨桥梁移位细作阐述南跨桥梁结 构重量为850t.凿除桥面混凝土后钢结构总重570t 1)进行实地勘测,掌握水域,水文,桥体结构, 桥墩与桥体的连接方式,带缆固锚的位置等.为驳船 进出方位等做好技术准备 2)设计和制造顶升,限位板和吊运桥体的工装设 备,并进行强度校核.为保证桥梁在顶升,吊装过程 中不发生结构变形.在桥下临时设置加固剪刀撑 3)通过试验对驳船的排水量进行复核与测算.将 顶升胎架和限位板等安装在驳船上.并安放卷扬机 4)用千斤顶等将桥体顶升,解除支座.并设置假 轴固定. 5)在顶升的当天,驳船基本到位后.关闭吴淞路 闸桥门,控制水流对驳船定位的影响 6)在平潮流时将驳船拖至外白渡桥前.依靠拖轮 将驳船进行水平转向.直至船体长度方向与桥体一 致.然后依靠2只拖轮的纵,横向牵引作用,将驳船 拖至桥下驳船抛锚固定.解除拖轮,通过4只卷扬 机对驳船的位置进行微调.使得胎架顶部的限位板能 与桥体主梁对齐.然后等待涨潮.并保持桥体和驳船 上的定位基准线对准.在等待期间.解除设置的假轴 7)涨潮期间.当驳船上浮至胎架顶面的限位板与 桥体主梁相贴时.限位板与主梁外侧焊接固定角钢. 8)利用涨潮浮力.在桥体被顶起1m时.排出驳 船内的压水.增加对桥体上顶的速度.平潮流至涨潮 流最高点大约历时4h.最高涨潮可达4m桥体被顶 39 中圄千盛暑纯毛安吉:上海外白渡桥保护修缮的技术措施和施]_流程2010年第3 期 高至1.4m左右时,桥体已脱离桥墩, 行驶方便,顶升高度要求达到1.7m. 为了驳船转向4下部结构桥墩台重建保护 9)卷扬机收锚.2只驳船再次就位,将南跨桥体 向南移位约4m(离开北侧桥体),再向东移位15m 左右(与老桥墩位置脱开),最后在2只拖轮的拖拉 作用下逐渐转向.行驶至黄浦江.最后驶至码头. 3.2主体大修保护 1)检测为了彻底摸清钢桁架的病害情况,在 钢桁架移至码头后进行详细的检测.主要包括材性 试验,损伤探测.损伤探测分为3部分进行,即桥上 主桁,桥下构件和上平联.锈蚀与疲劳是控制外白 渡桥剩余寿命的两大因素通过对全桥病害的详细 检测.发现外白渡桥主要病害为锈蚀.其中严重锈 蚀发生在下弦节点附近,造成杆件截面锈损,缀条 锈断,板间锈胀:桥上杆件或上平联只在易积水积 尘的板缝间,如缀条,角钢相夹处才有局部锈蚀出 现.桥面钢盆板已有麻坑和渗水积泥.说明混凝土 板已碎裂:其他病害还有船撞造成下弦角钢与缀条 变形.少量铆钉缺失. 2)除锈与探伤.检测完毕后,对两片主桁及上 平联进行100%抛丸除锈.对所有杆件及连接进行检 测及评定,有缺陷的可疑部分进行探伤 3)更换部分部件.拆除桥面纵横梁格系.更换 下弦杆锈损缀板与缀条:安装新制作的盆式桥面 板.更换部分锈蚀严重的腹杆,缀板与缀条,更换 锈蚀或松动的铆钉.矫正与更换变形杆件等杆件 锈蚀凹陷部分采用对接焊缝法处理.对接焊缝100% 拍片检验:整修后的杆件都进行喷砂 4)涂装.整修和除锈完成后,对所有钢构件进 行喷锌处理.并重新涂装 5)铆接.根据"修旧如旧"的原则.所有钢结 构的联结全部采用铆接工艺铆接分为冷铆与热铆 在常温状态下的铆接称为冷铆.将铆钉预先加热后 的铆接称为热铆热铆优点是铆头成型比较容易. 可避免铆头材料脆化的不良结果.并且铆钉冷却时 钉杆收缩产生极大的压力.使得构件互相紧压.摩 擦力增加,可防止滑动,适用于直径较大的钢铆钉. 现全部采用热铆铆接工艺.大修中调换的铆钉达6.2 万个.加热温度为1000,1100oC.铆钉的终铆温 度为450,600? 铆接工艺流程:构件紧固一修孔(铰孔)一铆 钉加热一接钉与穿钉一顶钉一铆接:铆接班组人员 组成:加热,传递1人,接钉穿钉1人,顶钉1人,铆 接1人 下部结构重建利用全回转清障,贝诺特灌注桩, 钢壳沉井等新技术,新 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 来改善老桥墩的桩基础 及承台的结构形式.以提高桥墩台的安全承载能力 和保证盾构穿越的技术要求为了保持3个桥墩台外 部形态.采用原有材料进行花岗岩贴面,"修旧如 旧".维持原有的历史风貌 1)南,北桥台原址重建.新北桥台在原位处复 建.在隧道两侧各新设6根1200mm钻孑L灌注桩, 桩侧距隧道边控制在500mm以上距离.并在桩顶上 设置两个2m厚托换桩基承台.在两承台间设置板式 墩和台身及翼墙.南桥台在老桥台原位处复建,由 于盾构隧道位于墩台东侧.在隧道两侧各设4根和 8根l200mlTl钻孑L灌注桩.桩侧距隧道边控制在 500mlYl以上距离.在桩顶上设置两道2In厚预应力混 凝土转换大梁.并在梁上设置新建南桥台.原台身 及翼墙处设置新台身及翼墙新墩身外形风格同老 墩身. 2)中墩原址重建外滩通道盾构中心线距离中 墩墩中心线1.077m.盾构位置相对桥台偏向东侧. 盾构顶距离原中墩小木方桩桩底1.5m新中墩在隧 道两侧各新设6根l200mm钻孑L灌注桩.桩侧距隧 道边控制在50Him以上距离,并在桩顶上新建中墩. 新墩身采用预应力钢筋混凝土结构新墩身外形风 格同老墩身 3)相邻的120ITI防汛墙同步改造东段改建防汛 墙介于黄浦公园亲水平台及老墩身之间.采用前板 桩后钻孑L桩的高桩承台.由全回转全套筒钻孔桩机 施工;西段前排桩采用300mm厚预制板桩.后排桩 同东段采用钻孔桩机施工.上设直立式钢筋混凝土 "L"型防汛墙 5结语 2009年4月10日.外白渡桥恢复交通.大修后的 外白渡桥充分体现了"修旧如旧"的原则.并且在 局部细节上还原了外白渡桥的历史原貌:盾构推进 结束后,大部分观测点的位移值均在-4-6mm内.对 桥梁的影响微乎其微.在恢复通车的前夕.荷载试 验的结果也表明外白渡桥在结构方面完全满足要求 外白渡桥的美感不在造型.而在它的历史凝重 性.它既是上海发展历史的见证.又是国际大都市 的新上海外滩旅游景观的一个组成部分.具有城市 道路,历史和景观三位一体的功能和重要地位.外 白渡桥这一重要文物的成功保护.为同类型的文物 保护提供了可以借鉴的经验