顶推施工控制

顶推施工控制（共9篇）

顶推施工控制 篇1

顶推施工是在被顶推梁体的后部设置预制平台, 在平台上分节段预制梁体, 经水平千斤顶施顶, 使梁体在各墩顶滑道上逐段向前滑动, 直至主梁形成。从顶推连续梁的自身特点来看, 为保证顶推施工顺利进行, 在任何状态下结构受力在设计允许范围内以及落梁后的梁体受力状态 (截面弯矩、支座反力) 是否与设计相符是施工控制的主要目的。顶推施工是针对已成结构 (梁) 进行的, 其施工控制的主要内容包括顶推过程模拟结构分析 (施工过程中结构状态预测) 、顶推施工状态监测与调整。

1 顶推过程模拟结构分析

虽然顶推连续梁的结构设计已考虑了顶推过程的影响, 但设计中的分析是在特定的理想状态下进行的, 一旦某个参数有所改变, 结构的实际受力状态也将发生改变, 所以, 在施工控制中首先要对其施工过程作模拟分析。一方面可对主要设计参数进行校核, 另一方面可根据已掌握的各种实际参数对设计确定的施工方案作模拟分析, 确定是否需要对施工方案进行调整;预测出施工过程中梁体、支墩的内力与变形状态, 指导施工与施工控制。

2 顶推施工监测

2.1 预制平台变形与平整度监测

预制平台刚度及平整度是否满足要求是能否保证梁体预制精度的关键, 一旦预制平台发生变形 (或下沉) , 就可能使梁体高度以及梁底平整度出现偏差, 从而使顶推出现困难, 并可能使梁体在顶推过程中的内力出现较大的 (不利) 改变。通常应在预制平台上设置长期观测点, 随时进行观测, 一旦出现超过允许的变形, 必须进行处理。同时, 在节段浇筑前应对平台顶面平整度进行检查, 保证平整度符合要求。

2.2 临时支墩变形监测

临时支墩是为减少顶推 (悬臂) 长度, 从而减小梁的施工内力而设置的。由于其所具有的临时性, 所以, 临时支墩的刚度 (抗压、抗弯) 一般比永久性桥墩小得多。虽然在顶推前, 一般要对其作处理 (包括压重、施加预应力等) , 以消除非弹性变形, 但其弹性变形以及其他不可预见的变形是无法消除的。如果某一个临时支墩发生超过允许的压缩变形, 就相当于连续梁在该处存在一个强迫位移, 从而在梁内产生较大的附加内力, 对梁的安全不利。所以, 在顶推中必须对其作实时观测, 除了对压缩变形进行观测外, 对支墩顶的水平位移也要进行观测, 因为支墩顶水平位移过大会对支墩本身的受力产生影响, 进而对主梁的受力产生影响。

2.3 温度监测

顶推用临时支墩采用钢结构时, 其对温度的敏感性要比通常的混凝土永久性桥墩强得多, 在温度变化时, 临时支墩将比永久性桥墩产生更大的变形, 此变形可能对主梁受力产生影响, 所以, 要对施工现场温度作实时监测, 判断其是否对施工产生不利影响。若存在较大的影响, 则应对预推时间作必要调整。

2.4 顶推同步性与施力监测

顶推方式主要包括单点和多点两种。对单点顶推, 要求梁的两侧顶推同步;对多点 (间断、连续) 顶推, 除同样要求梁的两侧顶推同步外, 还特别要求各墩上顶推同步, 否则将使梁体发生横向偏位, 前进困难, 桥墩盖梁受扭以及某些顶推力大的墩受力过大等, 施工中必须予以专门监测与控制。为保证顶推同步, 首先要求顶推千斤顶施力分辨率要高, 以保证各顶推点上施力大小一致;其次要对全桥的施顶水平千斤顶进行集中管理与控制, 通过对各墩油泵分级调压, 使其同步运行。条件具备时, 在顶推千斤顶上另外安装压力传感器进行施力监测, 以便通过液压和电测双控, 确保顶推同步。其目标是保证主梁不偏位, 并限制各墩上顶推力与摩阻力的差值在桥墩 (包括临时支墩) 能够承受的水平推力范围内。

2.5 主梁轴线位置监测

在顶推过程中, 包括梁的两侧顶推不同步在内的多种因素可能使梁偏位, 施工中应实时观测, 及时发现和纠偏, 确保梁的轴线位置正确, 控制每段梁尾端横向位置以及与待预制节段的模板正位接头。

2.6 主梁应力监测

顶推连续梁的主梁截面应力是随着顶推的进行不断变化的, 不但应力大小改变, 其应力属性 (抗、压) 也在不断变化。为保证施工中结构的受力始终符合设计要求, 就必须对其进行跟踪监测, 一般采用预埋的应力计进行测试, 一旦出现异常, 则暂停施工, 查找原因。

2.7 导梁端部标高监测

在顶推过程中, 导梁端部标高是不断变化的。一般说来, 导梁端部挠度由于滑块压缩量不一、导梁与梁体连接螺栓松动、梁体混凝土收缩徐变、温度变化等原因, 总是大于预测值。为保证导梁顺利通过支墩, 在导梁端部接近支墩时, 应对其标高进行监测, 确定是否需对导梁端起顶。

3 顶推落梁

控制落梁是在全梁顶推到位并按设计要求完成有关预应力施工后进行, 它是将主梁安置到设计支座上的一个重要步骤。由于此时的梁体已是连续体系, 因落梁需在墩顶施加的竖向顶力的任何不均匀值都将在梁内产生附加内力, 所以, 必须要求墩顶竖向起顶同步均衡, 或将起顶高度差严格控制在允许的范围内。施工时除通过千斤顶读数控制外, 还应同时对梁体标高以及应力进行监测。落梁后的梁体受力状态 (截面弯矩、支座反力) 是否与设计相符也是施工控制的重要内容。梁体在支点处的下落量确定以及永久性支座顶标高是否需要调整, 均应以落梁后梁体内力是否满足设计要求为依据。针对主梁支座反力与梁底标高对成桥受力状态的影响程度不同, 落梁时应以控制支座反力为主, 适当考虑梁底标高。

参考文献

[1]张晓东.桥梁顶推施工技术[J].公路, 2003, (9) .

[2]赵志平.桥梁顶推施工的精度探讨[J].桥梁建设, 1994, (2) .

顶推施工控制 篇2

摘要：钢导梁处于悬臂时，在导梁截面上由自重产生的负弯矩很小，而当钢导梁上支承墩后，受力主要由剪力和正弯矩控制。钢导梁和箱梁的连接断面是最不利断面，在过去的施工中，曾在该断面以及箱梁与导梁锚固区出现过裂缝，需引起重视，受力必须有较大的安全储备，锚固必须可靠，一旦出现问题，后果不堪设想，且无法补救。将钢导梁与箱梁的锚固措施进行优化改进，这些改进措施可以非常有效地解决导梁与箱梁锚固区开裂的难题。本文主要以长沙市营盘东路浏阳河大桥为例介绍等截面连续箱梁顶推施工方案和技术措施。

关键词等截面连续箱梁；顶推施工；技术方案

【中图分类号】U445.4

跨越河流、铁路的桥梁，为了满足泄洪和通航、铁路的行车净空要求，对桥梁通航净高与桥墩尺寸有其特殊的要求。因此，采用顶推工艺成桥具有占用土地少、对桥下交通干扰小、施工安全、设备简单等优点，在桥梁工程上得到普遍应用。顶推施工过程中，主梁的受力比常规的施工方法要复杂的多，桥梁上部结构随着施工阶段的进展，位置不断变化，从而不断地转换结构体系。施工过程中梁体各截面都要经受较大的正、负弯矩，所以必须准确地计算出结构在整个施工过程中的受力情况，以保障顶推过程中的施工安全。

有报道说，顶推梁”十顶九裂”，经过研究发现问题在于箱梁在墩顶完全由两条长方形的滑道支承，梁体局部承压，这里是预应力管道布置最密的地方，断面消弱严重，预加应力集中，而且又有竖向蹬筋的存在，多个方向的应力集中一起，状态比较复杂。如何减小应力集中是目前工程界亟待解决的问题。

1、工程概况

长沙市营盘东路浏阳河大桥主桥设计为48.0m+3×59.0m+48.0m=273m，五跨一联“类双层”预应力混凝土连续箱梁。箱梁横向为双幅桥，单幅为单箱双室等高度截面，外侧梁高3.508m，在单幅箱梁腹板两侧平底板悬臂伸出挑梁，内侧作为管线通道，外侧作为非机动车及人行道。主桥桥墩按顺水流方向布置，桥墩轴线与桥轴线斜交成79o角度。主桥纵向处于半径为2734.0m凸形竖曲线上，实际最大纵坡约2.98%。

箱梁施工采用顶推法施工。五跨一联箱梁共分成9个节段预制、顶推。五孔主桥跨中均设置临时墩，减小顶推跨径。箱梁主要材料采用C50砼，构造钢筋采用标准强度fsk=335mpa的Ⅱ级钢筋与fsk=235mpa的Ⅰ级钢筋。预应力筋采用直径为φ15.24mm，低松弛钢绞线，其抗拉强度fsk=1860mpa。

箱梁分9段预制、顶推，各段工程数量如下表

单幅箱梁节段工程数量表

梁段号123456789合计

长度（m）33.2529.5029.5029.5029.5029.5029.5029.5033.25273

砼数量（m3）500.4474.4474.4474.4474.4474.4474.4474.4500.44321.6

注：表中数据未包括齿板混凝土数量

单幅箱梁頂推总长度为273m，砼总体积4369m3 ，总重量约 113594 KN，每延米平均砼约16.0m3，每延米自重约 416 KN。

2、 总体施工方案和箱梁施工工艺流程

2.1 总体施工方案

根据本桥设计，为了保证满足工期要求，根据现场实际情况，计划两幅箱梁 投入两套预制平台及顶推设备，基本上平行进行预制、顶推。主桥的基础、下部构造要求一进场就要全面铺开施工，尽早完成，且在五孔主桥中分别施工临时墩。

将箱梁预制平台布置在浏阳河东岸河堤外侧10#墩～12#墩桥跨之间，前端距10#墩约18m；完成11#墩、12#墩基础后，进行顶推箱梁预制场的施工；预制平台前端与10#墩之间设置1个临时墩，与10#墩形成一道16m跨径的顶推过渡孔。在预制台座上逐段预制箱梁，第1段箱梁前端安装钢导梁，钢导梁与箱梁、以及梁段之间施加纵向预应力后，逐段推出，反复循环进行预制、顶推9个梁段的施工，从东岸（10#墩）向西岸（5#墩）方向分别将两个单幅箱梁顶推到位。

两幅箱梁顶推到位后，将钢导梁从根部割断拆除，按照设计要求拆除临时预应力索，张拉、压浆后期预应力索，拆除主桥跨中临时墩，然后完成落梁工作，即拆除预推滑道，安装永久支座，完成五跨连续梁体系转换工作，恢复通航航道。

2.2 单幅箱梁顶推施工工艺流程

主桥箱梁施工程序

3、施工重点与难点及解决措施

预应力砼连续箱梁顶推法施工技术在国内已有长足的进步，日趋成熟。但是营盘东路浏阳河大桥连续箱梁顶推又有其显著特点，单箱双室断面构造复杂，主跨径59.0m，外侧梁高3.508m，类双层结构，纵向处于半径为2734.0m的竖曲线上，桥墩轴线与桥轴线斜交，箱梁砼体积大，单幅重量重，每延米自重约416KN。

3.1箱梁顶推技术难点及措施

本桥施工重点是箱梁预制顶推，施工难点也是箱梁顶推，另外临时墩的安全及落梁支座安装也是施工中的难点。克服箱梁顶推难点的技术措施主要有以下几点：

（1）合理布置整个箱梁预制场，包括预制台座与台座的小跨径过渡墩；

（2）预制平台（平台、模板）有足够强度与刚度，且升降自如，调整方便；

（3）控制箱梁构造钢筋，砼浇注，预应力施工质量，保证箱梁预制外形整体线形及内在质量；

（4）采用有足够刚度和合适长度的导梁，保证连接牢固；

（5）严格控制所有滑道标高精度，在理想圆曲线内，选用摩擦系数小的新型高分子塑料滑板；

（6）安装能足够施力且有富余的顶推设备，保证顶推过程顺利；

（7）采用可靠的横向导向装置，控制箱梁滑动过程横向偏差，符合规范要求；endprint

对施工中关键过程进行控制：箱梁底板线形；预应力质量；滑道标高精度；墩顶位移；箱梁内力与外表裂纹的检查等。

3.2 临时墩施工技术难点及措施

临时墩在箱梁顶推过程，保证安全也是一个难点，由于实际通航净宽不足25.0m，安全包括两个方面：一个为通航安全，另一个为临时墩受到来往船舶撞击，导致顶推中箱梁结构的安全。解决措施：

（1）施工中树立高度重视安全的意识，主动与海事部门联系，依靠他们支持，接受他们的指挥；

（2）临时墩设计时，尽量减小对航道的影响

（3）临时墩有足够的强度和刚度，在上下游设置防撞钢管桩，在通航孔侧设置防撞船舷等防撞措施。

（4）主动与海事部门联系，密切配合，按海事部的要求，高度重视，做好每一件具体工作，设置完善的安全标志标牌。

3.3 落梁施工技术难点及措施

箱梁顶推到位后，完成落梁，永久支座的安装，也有相当大的难度。箱梁自重大，单个主桥墩重量达24544KN，连续梁在顶升过程中应考虑1.5左右不均匀系数，一个墩箱梁需YD500竖直千斤顶6～8台才能顶起来。由于顶推施工特殊性，支座只能在頂推到位后拆除滑道系统后才能就位安装，支座与垫石、箱梁底板的施工误差，工作净空间的限制使地脚螺栓很难套进和连结固定。顶推到位后，工作空间受到限位又不能将梁顶升得太高，支座吨位大，笨重，构造复杂，无法采用起吊设备，人工操作很困难。解决措施：

（1）与设计单位密切配合，共同商量，请设计上充分考虑到箱梁顶推到位后支座安装困难，适当作局部调整。如采用电焊与环氧树脂胶粘代替地脚螺栓连接。

在作顶推施工工艺设计时，特别是滑道系统施工方案时，就充分考虑落梁支座安装方案，要预先考虑，留有余地。

（2）在顶推前，将笨重的支座先用吊机吊到桥墩顶就位，在落梁时，只需将支座平移，降低劳动强度；

（3）落梁前，准备足够顶升设备如竖直千斤顶，充分做好各种准备工作，使落梁工作时间越短越好，越安全。

4、结束语

箱涵明挖顶推施工及质量控制 篇3

施工范围有关三角网点、水准网点和中级控制桩点等基本数据的测量资料由设计单位提供, 在开工初7天内我们将对其进行复核验算和复测, 并提交复测报告报请业主和监理批准。施工前埋设完成高速公路沉降及位移监测点, 完成监测初值的采集并上报监理工程师。

2 施工工艺

2.1 开挖临时性土坡支护

工作坑开挖边坡放坡约1:0.3, 可不进行支护即可保证边坡的稳定性, 但是需对边坡进行硬化处理, 采用素喷混凝土方式封闭边坡, 喷射厚度6cm, 达到防水、美观的要求。

2.2 后背墙施工

基坑开挖至设计高程后, 开始施工后背墙, 并应满足以下要求:基坑开挖时, 应对浆砌片石区域基底设置反坡, 防止受力后滑移, 反坡设置为5%。受压面必须挂线砌筑, 保证受压面的垂直度。铺筑顺序必须先铺底层卧石, 再铺筑四周片石, 最后填筑腹石。片石底应卧浆后再行铺设片石, 立缝填浆捣实, 不得有空缝和贯通缝。石料质地坚硬, 不易风化、无裂纹, 表面的污渍予以清除。

片石形状不受限制, 但其中部厚度不得小于15cm, 用作镶面的片石表面平整、尺寸较大、边缘厚度不得小于15cm。片石强度等级符合设计要求, 当设计未提出要求时, 强度不小于mu40, 用于附属工程的片石不小于mu30。水泥选用符合现行国家标准的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥。

细骨料采用坚硬耐久、粒径在5mm以下的天然砂, 或采用硬质岩石加工制成的机制砂。外加剂、掺合料掺用量通过试验确定, 并符合国家现行有关标准规定。砂浆强度等级按边长为70.7mm的立方体试件, 在标准条件下养护28d的抗压极限强度表示。砂浆配合比设计、试件制作、养护及抗压强度取值符合规范的规定。砂浆的稠度以砂浆稠度仪测定的下沉度表示, 为10mm~50mm。砂浆随拌随用。当在运输或贮存过程中发生离析、泌水现象时砌筑前重新拌和。已凝结的砂浆, 不得使用。

2.3 后背填土施工

土方开挖应先挖取后背墙处土方, 后背墙后填方可直接使用开挖土方直接进行填筑, 填筑应保证分层压实, 分层厚度不大于30cm。根据现场土方开挖量铺筑后填土方面积。

2.4 后背桩预制

在施工前应提前考虑后背桩的预制, 保证在使用是后背桩的强度满足要求。在预制过程中应注重后背桩的尺寸准确, 并根据需求量多预制3—5块备用, 保证在顶推过程中后背桩破损时的更换。在安装后背桩时, 应保证后背桩与片石砌体密贴, 安装前核对后背桩与片石砌体的垂直度、平整度。缺陷部位可安放小钢板进行修正。后背桩的钢管埋设应统一, 位置准确。

2.5 预制区滑板施工

滑板与后背桩连接必须紧密、牢固、可靠。后背桩预埋钢管位置准确, 钢筋连接加强质量控制。滑板底部为换填沙砾石, 为控制锚梁尺寸满足设计要求, 滑板钢筋绑扎前应提前预留出锚梁位置, 锚梁预留位置可用模板或铁皮隔离沙砾石。

根据设计标高要求加密控制点, 加强原材料的控制, 混凝土质量不能达到要求禁止使用, 加强人工刮尺操作工艺, 避免小面积收面造成了整体平整度差, 在混凝土终凝后采用角磨机打磨混凝土表面, 再次使用三米直尺检查混凝土表面平整度, 如发现局部不满足要求应采取措施进行处理后方可进行下道工序。

滑板分为预制区和就位区, 需分两次浇筑, 可能出现差异沉降。在滑板连接端设置反梁 (参照锚梁) , 并设置加强筋连接两块滑板, 加强其受力整体性。

1) 导向墩、锚梁

滑板南北两侧设置钢筋混凝土导向墩, 钢筋混凝土导向墩尺寸为40cm×35cm×30cm (长×宽×高) , 下设锚梁, 锚梁尺寸3790cm×40cm×60cm (长×宽×高) , 间距3m。导向墩、锚梁与滑板整体浇筑。

2) 滑板施工与其他工序的交接

根据整体设计图纸, 滑板下应先期施工一道D1000雨水管道, 管顶与滑板底约50cm, 为保证滑板在施工过程中的均匀受力和保护已建管线的安全, 雨水管全外包混凝土, 并设置环向钢筋与滑板钢筋进行连接。

3) 滑板养生

滑板混凝土浇筑完成后应及时铺盖养生, 保证滑板混凝土强度。 (详见主体结构混凝土养生)

2.6 润滑隔离层施工

润滑层采用3mm石蜡+3mm滑石粉组成。将石蜡融化后用喷枪喷涂在滑板上, 施工中要尽量保证厚度均匀, 不能少喷漏喷。石蜡层施工完成后在石蜡层上撒3mm滑石粉。铺设后应及时进行下道工序, 防止搁置时间过长污染润滑层或破坏润滑层。

2.7 就位区滑板施工

就位区滑板施工过程与预制区滑板施工相同, 在施工过程中应注意与预制区滑板加强钢筋的连接质量。

2.8 顶推施工

1) 千斤顶位置设置

根据主体结构底板顶块混凝土位置轴线进行千斤顶的设置, 两侧各设置2台千斤顶, 中间各设置1台千斤顶。

2) 千斤顶的安装

千斤顶宜固定在支架上, 并与传力柱中心的垂线对称, 其合力的作用点应在传力柱中心的垂直线上;当千斤顶多于一台时, 宜取偶数, 且其规格宜相同;当规格不同时, 其行程应同步, 并应将同规格的千斤顶对称布置;千斤顶的油路应并联, 每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。

3) 油泵安装和运转应

油泵宜设置在千斤顶附近, 油管应顺直、转角少;油泵应与千斤顶相匹配, 并应有备用油泵;油泵安装完毕, 应进行试运转;顶进开始时, 应缓慢进行, 待各接触部位密合后, 再按正常顶进速度顶进;顶进中若发现油压突然增高, 应立即停止顶进, 检查原因并经处理后方可继续顶进;千斤顶活塞退回时, 油压不得过大, 速度不得过快。

4) 线位控制及线位矫正

由于箱涵顶进为斜交正顶, 箱身的顶进中会产生逆时针方向转动弯矩, 为了抵抗转动弯矩, 采取两侧的千斤顶不对称加力的方式进行矫正。

中间千斤顶满荷载情况下进行线位控制, 对各千斤顶的压力情况进行判断, 若两侧千斤顶的富余量很大, 在施工顶进过程中应每千斤行程顶进长度进行测量一次, 如发现线位偏差及时通过改变千斤顶的压力即可满足线位矫正的需求。

2.9 传力结构设计

传力柱采用Φ630、壁厚14mm的钢管, 两端焊接法兰盘进行连接。根据千斤顶行程及顶推距离, 准备6m、5m、4m、3m、2m、1m、0.9m、0.8m、0.5m、0.3m、0.2m钢管若干。在顶推施工中将顶推钢管传力柱进行连接形成整体, 压梁安装按照10m一道进行安装。

3 应急救援具体措施

3.1 后背变形

在顶推过程中应专人观察后背变形情况, 在后背砌体施工过程中预埋相对点观察预埋件, 在施工中如发现较大变形应立即停止顶推, 分析变形情况。

在砌体施工时预埋注浆管, 如砌体变形出现裂缝可在注浆管中注浆, 待强度达到后再次顶推并观察砌体变形情况。如发现砌体后填土变形, 应重新回填砌体后填土并加大填土量。如发生较大变形应停止施工, 必要时重新修筑后背结构。

3.2 滑板变形

在施工过程中应注意监测滑板沉降情况, 如发现沉降, 可在滑板预埋注浆管中注浆。特别是在预制箱涵阶段, 应加大滑板的监测频率。

3.3 传力柱变形

在顶推过程中如发现传力柱变形, 应暂停施工, 进行卸荷。更换传力柱, 并加强传力柱的固定措施。或者增添传力柱的数量以减小传力柱的受压荷载。

3.4 箱涵偏移轴线

在顶进过程中应随顶随测箱涵轴线与设计轴线的偏差情况。每次回顶后应及时调整千斤顶推力。具体操作在偏移轴线一方加大千斤顶推力, 并先进行缓慢加载, 待箱涵轴线端点位于设计轴线上后停止加载, 然后全部千斤顶进行同时加载并控制加载速度, 保证千斤顶按照顶力计算比例进行加载。

3.5 高速路路基变形

在施工过程中通过监测高速路路面沉降速率突然增大或者接近报警值 (24mm) 应暂时停止施工内容。在高速路路基范围内采用注浆进行加固土体, 地面注浆材料采用纯水泥浆, 注浆压力0.5~1.0MPa, 土体加固深度为8.0m。

3.6 基坑防洪措施

设置气象联络站, 每天与市气象局联系, 及时获得有关信息, 进行科学预测, 为防汛工作提供依据。在基坑四周边上设高出地面30cm、宽30cm的砖砌挡水墙, 挡水墙外侧6m以外设排水沟, 路面设向排水沟的坡度, 以防雨水流入。

汛情严重, 场内水头过高时, 用泥袋、砂袋围堵基坑周围, 防止雨水灌入基坑内, 同时配备水泵把雨水直接抽入排水沟, 并及时疏通施工场地内外排水沟。用编制蓬布遮挡边坡, 防止边坡失稳滑塌。

4 结论

综上所述, 影响箱涵明挖顶推施工的因素有很多, 施工人员在施工的过程, 一定要针对经常出现的问题采取有效的措施, 尽量减少类似的不良状况的出现。同时施工的过程中做到层层把关严格控制, 确保工程的质量。

参考文献

[1]吴振忠.箱涵中继间法顶进施工技术[J].山西建筑, 2007 (1) .

[2]罗鑫.几种箱涵顶进施工技术的探讨[J].建筑施工, 2010 (2) .

[3]陆明, 朱祖熹, 陈鸿.管幕法箱涵顶进施工工艺的防水设计探讨[J].中国建筑防水, 2006 (9) .

顶推施工控制 篇4

关键词:液压 同步顶推顶升技术 桥梁施工

中图分类号:U445文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)03(b)-0118-01

在这个同步顶推顶升技术中,多点联控和多点同步液压顶推是其核心,而这也是本文讨论的关键和重点。而多点联控和多点同步液压顶升顶推的关键又在于PLC模块的控制和液压系统的模块儿设计。

1 液壓同步顶推顶升系统的构建

下面来介绍下顶推液压系统那个的构造和工作原理。

如图1所示,液压同步顶推顶升的系统主要由单向阀、电机、顶推缸、位移、压力传感器和线路等元件等构成,系统的工作原理就是:工作压力为32MPa液压站输出压力油驱动缸,电磁换向阀控制液压缸推出、缩回的方向;液压缸最大总顶推力200t,液压缸分成左右侧两组,两组均由一个电磁控制阀来控制;临时墩单侧的缸配有压力传感器,用于检测控制指令并控制液压缸的顶推力;顶推力通过比例减压阀来实现力的同步控制,单侧位移由一个位移传感器在保证力同步的同时保证位移同步。系统工作的参数如下:系统压力:32MPa;流量:21L/min;电机功率:11kW;顶推缸L49.2T/32MPa;行程:1000mm;顶推速度:0.3m/min;顶推步进:937.5mm/步。

2 液压同步顶推顶升技术在桥梁施工中的特点

这种液压同步顶推顶升的系统安装需要采用整体顶推的方式,负责顶推的设备需要通过GPS和空间三角网点进行测绘定位。在进行钢筋结构梁顶推顶升的过程中需要首先将第一个临时墩上面的顶推设备加以启动,然后用纵向支撑的缸在第一个临时墩上支撑起导梁,使得这二者其与顶推设备可以同时顶升到设定的高度;顶推缸必须要在特定的压力下来提供顶推力,与此同时要控制在临时墩两侧的顶推缸同时运行。而且在完成一个推进的形成后,要将所有的顶推缸回复到起始点,然后再进入下一个顶推的行程。其次就是在钢箱梁焊接的过程中,需要重复上面的顶图工作,直到使得导梁被顶推到接近索塔为止,这时需要使用全站仪对导梁的变形量进行检测。等到导梁已经完全的架到索塔的位置后,可以利用索塔上的支撑缸和临时墩的调整来对预定的高度进行调节。然后重复的对钢箱梁进行顶推,但是在这个过程中要保证临时墩与索塔的顶推缸之间的预设压力值的稳定。最后就是要保证钢梁结构梁被顶推到预先设定的位置。

3 实例分析

下面主要介绍下青银高速公路上济南黄河大桥的建设和施工技术。这座大桥可以说是横跨黄河的大型工程,是京沪高速公路进行复线的主要工程之一。这座大桥全长为4500m左右,分为四十多个桥段,根据桥段的长度等可以将其划分为11类。针对青银高速公路济南黄河大桥的施工特点,计划在整个桥梁中建立8个临时桥墩,每个临时桥墩上各有一组液压顶推顶升设备,在跨端的适当位置设置

预拼胎架,在胎架上进行钢结构节间或区段的整体预拼装,通过逐步累积和顶推完成整个钢箱结构梁的安装。每安装一段钢箱结构梁,则由多点同步液压顶推系统顶推至一定的移动距离。连续顶推顶升结构由第一组开始工作,连续依次实施其他各组顶推顶升系统直到最终完成,最后再对桥梁整体做线性调整和对接拢。

4 液压同步顶推顶升系统的建造与应用

4.1 液压同步顶推顶升系统的建造

桥梁的同步顶推主要分为单点和多点同步顶推这两种模式。首先来介绍下单点的顶推模式,采用单点顶推模式的时候,平顶推力所装置的位置主要集中在桥台上,其他的桥墩上会设置一些滑动导轨,这种单点顶推模式比较简单,非常方便实施,但是在大型工程中不具有应用的前景。其次,针对多点同步的顶推,会在每一个桥墩上设置顶推的设备和滑动的导轨,从而将顶推力平均分布到每个桥墩上。这种多点的顶推模式与单点的顶推模式相比,具有配置上的优势,可以有效的减少大型顶推设备的配置,也可以有效的防止顶推的过程中导梁发生偏移,但是多点同步的顶推往往需要配置繁琐的设备,使得操作的同步性受到一定程度的影响。

4.2 在实际中的应用

青银高速济南黄河大桥属于大型斜拉索连续钢箱梁结构桥梁,安装采用整体多点顶推方式。首先,在每个临时墩顶部及索塔横梁上安装8套Enerpac顶推系统,这8套顶推液压系统由一套电气控制系统控制,整体在计算机控制下实现推力均衡并保持同步运动。其次,每套液压系统由2套超高压液压泵站、1套高压液压泵站、8个螺母锁紧顶升缸、4个顶推缸及压力和位移传感器等附件构成。

5 结语

液压同步顶推顶升系统在桥梁,尤其是大型桥梁的施工过程中已经取得了显著的应用成效。其具有移动震动较小、矩阵式应力均匀分布、平移稳定性高等优点,因而其在不同的环境中都具有很强的适应和通用性。在未来液压同步顶推顶升相应技术的开发和研究中,将会使得安装的技术从整体上获得进一步的提升,使得其在桥梁的施工过程和进行大型建筑构建的过程中更加便捷和适用。

参考文献

[1]韩振勇.同步顶升技术在旧桥改造工程中的应用[J].城市道桥与洪,2006(5)

浅谈钢箱梁顶推法的施工控制 篇5

关键词：桥梁工程,钢箱梁,顶推施工控制

1 顶推法概述

顶推法施工是在沿桥纵轴方向的台后设置预制场地，分节段预制梁，并将预制节段与施工完成的梁体连成整体，然后通过水平千斤顶施力，将梁体向前顶推出预制场地，然后继续在预制场进行下一节段梁的预制，直至施工完成。

1.1 顶推施工的发展历史

近代顶推施工法一般认为起源于1959年的Ager桥，但是，一些早期的施工方法里面就已经蕴涵了顶推的施工思想。顶推施工方法的雏形来自早期钢桥的拖拉法、导梁拖拉法、纵向连接拖拉法等。下面概括介绍以上三种早期的施工方法，以便更好的了解顶推施工方法的发展思路。 (1) 导梁拖拉法，导梁拖拉法是将整孔梁在路堤上进行拼装，现场连接以后，在梁的前端安装导梁，这个导梁的作用和现在采用的顶推施工的导梁作用基本相同。安装导梁后，梁体整体向前推进，梁后方支承在台车上，桥台和桥墩处都安放有滚轴。在梁和导梁的共同重心到达桥墩上的滚轴之前，导梁的前端会到达前方的滚轴之上，保证梁体不会和滚轴脱离，梁体到达架设位置之前，都由台车支承前进。这种施工方法所需要的机具少，工期短。 (2) 纵向连结拖拉法，这种施工方法是在导梁拖拉法的导梁的位置上，安装上想要架设的梁，而将下一孔梁当作平衡梁 (平衡梁的作用在于防止梁体重心脱离台车) ，其他施工过程和导梁拖拉法基本相同，这种施工方法的弊端在于最后一孔梁由于没有平衡梁用来辅助施工，必须采用其他的施工方法，而不能一次性完成。 (3) 拖拉法，桥梁在地面上拼装好后，梁的前端放在平地船上，后端支承在台车上并向前拖拉，到达架设位置后向平地船内灌水使其下沉，使前端安放在桥墩上，然后将平地船移动到后端进行安放后端梁段的作业。这种施工方式在陆地上可以采用在轨道上的移动支架替代平地船，这就比较接近现在的顶推施工方法了。现代顶推法的构思直接来源于钢梁纵向拖拉法。它用千斤顶取代了传统的卷扬机滑车组，用板式滑动装置取代滚筒，无论从精度上还是从顶推能力上，这一取代都使施工水平得到了发展和提高。

2 顶推施工方法的分类

依顶推施力的方法可分为:

(1) 单点顶推，全桥纵向只设一个或一组顶推装置的施工方法。顶推装置通常集中设置在梁段预制场附近的桥台或桥墩上，而在前方各墩上设置滑移支承。顶推装置的构造又可分为两种:一种是水平一竖向千斤顶法;另一种则是拉杆千斤顶法。水平一竖向千斤顶法的施工程序为顶梁、推移、下落竖直千斤顶和收回水平千斤顶的活塞杆。顶推时，升起竖直千斤顶活塞，使临时支承卸载，开动水平千斤顶去顶推竖直千斤顶，由于竖直千斤顶下面设有滑道，千斤顶的上端装有一块橡胶板，即竖直千斤顶在前进过程中带动梁体向前移动。当水平千斤顶达到最大行程时，降下竖直千斤顶活塞，使梁体落在临时支承上，收回水平千斤顶活塞，带动竖直千斤顶后移，回到原来位置，如此反复不断地将梁体顶推到设计位置。滑移支承设在桥墩顶的混凝土垫块上，垫块上放置光滑的不锈钢板或镀铬钢板形成滑道，组合的聚四氟乙烯滑块由聚四氟乙烯板表层的橡胶块组成，外形尺寸有420mmX420mm200mmX400mm, 5OOmmX200mm等数种，厚度也有21mm, 31mm, 40mm等多种。 (2) 多点顶推，在每个墩台上均设置一对小吨位的水平千斤顶，将集中顶推力分散到各墩上，并在各墩上及临时墩上设置滑移支承。所有顶推千斤顶通过控制室统一控制其出力等级，同步前进。由于利用了水平千斤顶，传给墩顶的反力平衡了梁体滑移时在桥墩上产生的摩阻力，从而使桥墩在顶推过程中承受着很小的水平力，因此在柔性墩上可以采用多点顶推施工。多点顶推通常采用拉杆式顶推装置，它在每个墩位上设置一对液压穿心式水平千斤顶，千斤顶中穿过的拉杆采用高强螺纹钢筋，拉杆的前端通过锥形楔块固定在活塞插头部，后端有特制的拉锚器、锚垫板等连接器与箱梁连接，水平千斤顶固定在墩顶的台座上。当用水平千斤顶施顶时，将拉杆拉出一个顶程，即带动箱梁前进，收回千斤顶活塞后，锥形楔块又在新的位置上将拉杆固定在活塞杆的头部。

3 钢箱梁顶推施工控制

3.1 顶推法在钢箱梁施工中的应用

顶推施工方法的思想来源于钢桥。首先，在焊接上，由于顶推施工是在固定的场地上进行焊接，故焊接质量相比吊装现场焊接要更有质量保证;由于主梁顶推就位以后才张拉拉索，锚固处理上施工条件也相对比较好顶推过程中，主梁的受力比较明确，标高等较容易控制，主梁就位后张拉拉索力学计算模式明确，可以保证成桥的受力和预期设计基本相同，在顶推就位土的主梁进行施工安全更能得到保证，而且不存在合龙的问题。悬臂施工箱梁吊装阶段，由于吊机作用在刚架设好的钢箱梁的横隔板上，其横隔板的变形在桥梁的横向类似于简支在斜拉索上的简支梁。而刚准备架设的钢箱梁在横向的变形相当于一个带悬臂的简支梁，虽然纵向变形可以通过斜拉索的索力调节，但是横向变形却不易调整，只能靠马板夹平。这种横向变形是斜拉桥悬臂施工比较难以解决的一个问题，而在顶推施工中完全不存在这个问题。可以预见，随着钢材应用的日益广泛，顶推施工方法在各种类型钢箱梁桥，尤其是钢箱梁斜拉桥的应用将会有广阔的空间。

3.2 钢箱梁顶推施工控制

钢箱梁顶推施工要经历一个复杂而漫长的施工过程，结构中的各个部分是在分段施工中逐步形成的，各个施工阶段不仅结构形式不同，结构的坐标、边界约束条件、内力和变形均随着顶推过程的进行不断地变化着，并且每个截面都要经历正负弯矩的交替变化，施工荷载也与成桥状态的设计荷载有一定的差异，钢箱梁在定位焊接、顶推的过程中还受到大气温度、日照温差等环境因素的影响。这些影响因素必然造成结构的内力和位移随着顶推施工的进行变化而偏离设计值，因此必须进行施工控制。从顶推施工桥梁的自身特点来看，为保证顶推施工顺利进行，在确保施工过程中结构安全的前提下，使成桥状态的几何线形和内力状况最大限度地逼近设计要求，是施工控制的最终目的。为此，有必要在钢箱梁顶推施工过程中预测和监控变形情况和受力状态，确定每个阶段的受力和变形方面的理想状态，控制施工的进程。一方面，桥梁的施工控制是桥梁建设的质量保证，衡量一座桥梁的质量标准就是保证已成桥梁的线形以及受力状态符合设计要求。另一方面，桥梁的施工控制是桥梁建设的安全保证。因为桥梁的施工都是按预定的程序进行的，对施工中的结构内力和变形都可事先预计，同时也能随时通过检测手段掌握，从而完全可以跟踪施工的进程和发展状况。

参考文献

[1]顾安邦.桥梁工程 (下册) [M].北京:人民交通出版社, 1999.

顶推施工控制 篇6

大桥从设计到施工大量采用了代表当今世界桥梁建设领先水平的新结构、新技术、新工艺。跨河主桥段总长1684m钢结构梁, 分两联设计。第一联采用120m+168m×5m+120m六塔连续钢桁结合梁斜拉式结构;第二联采用5m×120m连续钢桁梁;主塔采用轻质高强钢箱结构的设计, 这在高标准公铁两用桥上为世界首次采用。特别是两边主桁在世界客运专线上第一次采用了空间斜主桁, 技术含量高、施工难度大。主桥三主桁斜边桁大跨度空间钢桁梁的架设采用多点同步顶推技术, 其规模、技术难度堪称当今世界领先。为该桥建设的百年大计和建设中的平安顺利, 在施工过程中加强质量标准控制及安全作业控制也是保证大桥建设“高标准、讲科学”的重要组成部分。

一、钢梁多点同步顶推施工技术介绍

1. 钢梁整体多点顶推架设施工方法:

在钢梁前端设置长108m前导梁, 在黄河南岸河滩7#~8#墩之间设置钢桁梁散拼施工支架平台, 利用跨线龙门吊散拼钢梁杆件成整体节间, 然后整体顶推钢梁及前导梁向0#墩方向前移, 在空出的散拼支架上继续拼装钢梁节间, 再整体顶推, 如此循环, 完成第一联钢梁的架设。

顶推过程中在7#至1#墩顶均设置墩旁支架、墩顶滑道梁和一套连续千斤顶设备, 形成多点同步连续顶推系统, 通过电脑控制顶推速度和同步性。钢梁顶推到位后, 进行体系转换。

2. 钢桁梁顶推具体施工步骤:

根据现场具体情况, 以郑黄桥第一联为例, 介绍钢桁梁、导梁拼装及顶推具体施工步骤如下:

(1) 7~8#墩设置施工平台支架, 在支架上安装前导梁108m, 然后向0#墩方向顶推导梁前行48m, 组装钢桁梁4个节间。

(2) 再向0#墩方向顶推36m, 继续组装钢桁梁3个节间。

(3) 再向0#墩方向顶推30m, 前导梁到达6#墩旁托架上。

(4) 继续向0#墩方向顶推54m, 散拼支架上空出7个节间位置。

(5) 在钢梁拼装平台支架上组装钢桁梁7个节间。

(6) 整体顶推84m, 然后再在钢梁拼装平台支架上组装钢桁梁7个节间。

(7) 重复以上步骤, 钢桁梁顶推至0#墩。 (导梁在过1#墩后即可分段拆除)

(8) 转换正式支座支撑。

(9) 进行钢塔、拉索及铁路公路桥面系的安装与施工。

由于钢桁梁重达30000t, 钢桁梁顶推中需要强大的顶推力。因此, 施工方在每个墩顶都设置了千斤顶, 通过多个节点对钢桁梁施力, 并采用电液一体化技术, 使各墩的千斤顶多点同步均匀提供顶推力。为保证该方法的顺利实施, 还对滑道、钢桁梁移动的摩擦等进行了精心研究, 对钢桁梁多点同步顶推总体方案设计、液压泵站、自动化控制、大吨位连续千斤顶设备总成、现场实施细节等进行了科技攻关, 作好了充分的施工准备。

二、质量控制

一项设计再好, 如果没有一流的施工质量保证使他经受住历史运营的考验, 也就不能达到我们“百年大计、质量第一”根本目标。

针对黄河公铁两用桥设计的先进性和科技含量高的特点, 在施工全过程中必须加强质量控制, 充分体现“高标准、讲科学”的建设理念。必须对下述三个方面对照《验标》和《制造规范》加以严格控制, 才能确保钢桁梁施工的整体质量。

1. 杆件制造质量控制

杆件质量是整体钢桁梁质量的基础。因此, 应首要抓好下述工作:

(1) 选派有经验的监理工程师进驻制造厂家, 配合制造商, 实施现场监制;

(2) 重点审核制造工艺、方法以及加工设备的精度及性能完好率;

(3) 对照《TB12010-2009》铁路钢桥制作规范, 检查工厂每道制造工序并使之符合规范要求。

2. 杆件拼装质量控制

杆件拼装是钢桁梁制造的重要环节之一, 尤其拼装后还需经过整体顶推的重要工序, 所以对拼装过程应该从以下方面加以严格控制:

(1) 严格检查进场杆件制造质量, 按照《TB12010-2009》铁路钢桥制作规范要求的各部质量标准, 具体量测进场杆件各部尺寸, 确保符合设计要求;

(2) 严格审查现场焊接工艺和拼装施组, 落实《TB12010-2009》铁路钢桥制作规范要求;

(3) 严格检查现场拼装场地的可靠与稳定性, 保证现场加工环境因素满足拼装工序的要求;

(4) 严格检查拼装设备, 要具备90%以上的完好率, 确保拼装工序的连续可靠;

(5) 提前研究确定“钢桁梁拼装控制值”, 指导将拼装过程中可能出现的误差, 控制在规范的容许范围内, 确保了现场拼装质量。

3. 动力源控制

顶推是钢桁梁制造的最后一道工序。由于其单一性以及受现场环境的高度制约性, 也是最难控制的一道工序。所以, 必须对该工序加以足够的重视。

(1) 动力源的可靠与稳定对顶进的速度和偏差调控起着决定性的作用, 因此, 首先必须确定合适的顶推力;

根据计算与试验, 钢梁大约重27000吨, 最大摩擦系数约0.08。钢梁全部拼装完成后顶推时, 需要最大的顶推力为2160T。顶推过程可先后在7个主桥墩上布置14台千斤顶, 理论上提供的顶推力是14×350=4900T。考虑机械老化、同步协调的差异性等因素, 同时采取0.6的机组综合输出效率折算系数, 计算出的顶推力达到2940T, 大于实际需要的顶推拉力。

(2) 千斤顶的质量对整体顶推工序而言是第一控制要素, 故需严控千斤顶设备进货渠道、择优选购产品质量及产品性能佳的产品;

(3) 根据顶进过程中对千斤顶工作状况的电子监控, 及时修正、调控千斤顶工况;

(4) 顶进间隙及时对偏差较大的千斤顶进行检修, 以保证顶进顺利。

4. 随机纠偏控制

我们必须从以下几个方面着手来保证纠偏的质量:

(1) 严格监控中央控制室联动设备的运行状况, 保持反馈系统足够的灵敏度;

(2) 保证顶推启动及过程中千斤顶、监控系统的同步;

(3) 拼装平台滑道两侧限位装置工况检测、两侧拉力索是否均衡受力, 都是保证顶推过程中必须监控、调整的要点;

(4) 顶推桁架在支座范围内横向偏移误差值严格控制在10mm以内;一旦超过10mm时立即停止顶进, 并及时分析原因后作出必要且有效的调整。

三、安全控制

安全是质量的保证, 甚至成为一个新技术、新工艺成败的关键因素。为保证钢桁梁多点同步顶推施工技术成功实施, 必须认真抓好以下安全要点:

1. 拼装平台的稳定与可靠

拼装平台虽然只是临时结构, 但它却是本工法的最基本元素, 因此, 其稳定与可靠性则成为整个杆件拼装和保证顶推过程的关键。从平台支撑杆件的砼基础、上部杆件的焊接、栓接、顶进滑道到安全防护设施的设置, 各个环节都必须给予高度重视, 确保平台的稳定与可靠。尤其是在顶推作业过程中, 还要随时观察其变形和应变情况, 必要时要根据已编制的施组预案及时加强, 确保拼装、顶推作业的安全。

2. 构件吊装安全保证措施

(1) 审查、控制进场吊装设备的使用性能和安全储备状况, 要求所有进场设备完好率在95%以上, 确保施吊安全;

(2) 起吊风速控制在5级以内, 超过5级禁止吊装作业;

(3) 为防止两侧拉力索 (钢绞线束) 施力时蹦断, 沿索周边必须安装护栏装置;

(4) 审查施工单位安全施工保证体系并在实际施工过程中监督落实。

四、结论

顶推施工控制 篇7

日前, 西部项目“大跨度斜连续梁桥顶推新技术及施工控制研究”通过鉴定。该项目系统研究了大跨度斜连续梁桥顶推仿真计算与分析方法, 编制的ILMAP程序在依托工程中应用, 计算结果准确可靠且操作方便。提出了钢导梁的优化设计方法, 解决了导梁的长度、刚度和重量与主梁的最优匹配问题;提出了斜、弯桥预应力束的设计方法及减少预应力摩阻损失的措施, 提高了主梁的抗裂性;对斜连续梁桥及桥墩在顶推过程中的关键参数进行了敏感性分析, 得到了优化设计值, 为优化设计、精细化施工及施工控制提供了理论依据;研究了不同高度的桥墩及不同材料的临时墩在体系温度下的变形差异对主梁附加内力的影响程度, 为大跨高墩斜连续梁桥顶推过程中采取临时防裂措施提供了技术依据;提出了斜连续梁桥落梁的最优方案, 编制了斜连续梁桥顶推施工工艺指南, 对于保证施工质量、提高功效和安全性具有指导意义。

顶推法施工桥梁 篇8

德国顶推法施工技术运用较好,在跨越美因河的费特霍海姆的铁路桥,顶推长度达到1280m,重量为425000kN,跨度由40～61.7m不等并含有一跨152m的混凝土拱,其拱上的梁体也是以顶推法施工的,当拱顶推时,立柱用钢索加固,并在跨度5/7处挂重2000kN,使拱圈受力均衡。另外,随着顶推技术的日臻完善,在曲线梁桥,坡道上桥都得到了广泛的应用,并且成功地在斜拉桥上得到运用。

我国顶推法施工的桥梁起步稍晚,1977年11月建成的西延线上的狄家河桥是我国第一座用顶推法施工的桥梁,其桥为4×40m预应力混凝土连续梁,在预制场生产块件,现场拼装,块件长4m。1978年在广东万江大桥上采用了顶推三孔一联共二条的撑架式箱型连续梁,其桥式为40m+54m+40m。1980年湖南沩江大桥则采用了并联单点顶推,其桥式为4×38m+2×38m。1990年钱塘江大桥成功地完成3联9×32m箱梁单点顶推工作。

1 顶推施工桥梁方法

随着改革开放的大好形势,铁路和交通运输业在飞速发展,湖南、广东、福建等地相继施工了一些各具特色的桥梁,而江西南昌大桥西引桥的顶推梁施工,则是目前国内节段分划最长(24m)、单位长度重量最大(达60t/m)、顶推距离最长(12孔×48m)、桥面宽度最大(22.7m)、单箱单室双层桥面的桥梁。

荷兰Rarensbosch,一般节段15m,最长段长19m。从以上资料比较可以看出:南昌大桥在顶推梁施工技术上是快速发展的一例,一些主要技术指标,在国内是处于领先水平的,在世界同类方法施工的桥梁中,也是属于先进水平的。

2 南昌大桥顶推施工

南昌大桥西引桥中有12孔48m为连续梁顶推法施工,其施工技术另有文章介绍,根据完成的21个号段,对以下的几个问题解决得比较满意。

2.1 箱梁制造

台座:由于本桥箱梁截面大,节段分划长,重量大,最大节段重达1500余吨,因此,台座利用了40台承台基础,并增加了四根钻孔桩(共18根Φ1.2m),台座面积达23.5×25.88m,基础无下沉变形。上部钢结构支撑通过面板、纵梁、横梁等多次分配,传至基础,受力均匀。底模面板在滑道部分厚度为20mm钢板,其余部分为8mm钢板。底层钢结构纵梁,支承在36台200t分组串联的千斤顶上,油泵集中控制,以便于底模的整体升降、脱模及调整。

脱模后的梁体支承在12台250t顶面设有滑道板的千斤顶上,以便于顶推作业。

内模及顶模支承在钢支墩或专门设置的车架上,外模则直接支撑在整体式钢平台上,用可调撑杆收紧或松开模板。拆模时,仅拆除内模、车架、顶模、外模随平台升降脱模,悬臂处的钢盒则在每段顶推完成后,在另外的工作平台上拆除。

(2)箱梁混凝土灌注

24m一段的箱梁,一次灌注混凝土达500m3。且每段必遇一个隔墙(墩顶隔墙或跨中隔墙),灌注时将隔墙混凝土带后一个节段,用微膨胀混凝土与梁体同期灌注,例如灌注第20号节段混凝土时,灌注第13号节段的隔墙。

箱梁混凝土采用一次灌注。其工艺为竖向分段,水平分层,由中向外,由后向前灌注。严格控制配合比,不同季节采用不同配合比和附加剂,保证混凝土在3～4d达到设计强度的90%,以满足拆模及张拉的要求。

(3)制孔

对波纹管制孔,预以了高度重视,为保证波管孔道位置除用定位网固定外,对直线孔道、曲线孔道则分别采用钢管、钢绞线、硬塑管压重措施。混凝土灌注时派专人负责转动,混凝土灌注完毕即时拔出压重物件,检孔,发现问题即时处理。经过上述方法办理后,有效地克服波纹管上浮或漏浆堵孔现象。

2.2 滑道

墩顶滑道必须坚固,刚性要好,无下沉及变形,墩顶滑道用经过刨削的35号铸钢垫块,上盖30mm厚的钢垫块并包覆3mm厚的不锈钢板,铺设时用精密水平仪抄平,误差1mm以内。抄平调整完毕,铸钢垫块下用外能压水泥砂浆。

四氟橡胶板厚10～11mm,中层夹2mm的钢板。其厚度尺寸为3+2+2+3(四氟板+氯丁橡胶+钢板+氯丁橡胶)。尽管对滑道水平度与梁底水平度要求很高,但在顶推过程中难免遇到正负公差的同向组合,而导致墩顶滑道受力不均,因此,四氟橡胶板承压强度选用了较高级别的型号,以避免破损。

四氟橡胶板上留有注油槽,槽中注入硅脂,可以大大降低顶推力,且损耗极少。经上述处理的四氟橡胶板在顶推时初始静摩擦系数可控制在0.05以内,恢复后的摩擦系数在0.03～0.04左右,这和有关资料介绍的情况吻合。

2.3 牵引制导技术

多点顶推其本质就是多点同步牵引。南昌大桥多点分布为隔墩设顶,即每隔一个墩设一个顶推墩,每墩设6台YC-75-1000的水平千斤顶。计算按每顶55t顶力布置,摩擦系数按0.065考虑,牵引索原用32TVD粗筋,用连接套接长,因倒粗筋麻烦,且不能很好利用顶程,费时费力。后改用4Φ12.8钢绞线,顶前、顶后配自动工具锚,以便回顶锁住钢绞线,使顶推速度大大提高。梁上每24m设顶推锚孔六个,锚柱插入孔内后安装好钢绞线及锚头,与墩顶设置的六个施力顶架对应安装。

顶推中如何做到多台顶同步?制导技术关键在哪里?我们的原则是“多点、逐级、限值助顶、单点加载主顶”。单点主顶墩设在39号墩(特别加固墩),其余各墩均为助顶墩,即助顶墩根据以往各段顶推情况计算出的摩擦系数,估算一个本次顶推的初始摩擦系数,设定一个顶力值,该值应基本接近滑动时的顶力值,但略小于滑动时的顶力值。并使各墩千斤顶基本稳定在这个顶力数值上。而主顶墩在各墩加载完毕后再行加载,此墩的顶力值,可较其它各墩顶力值稍大,此值加上后,梁体就应当移动。也就是说,箱梁的移动主要表面在39墩加载时形成主顶。其余各墩仅管在稳表注油,加载始终受到控制,不让这些墩的顶力之和构成箱梁移动的力量。

当梁体移动后,初始静摩擦逐渐转化为稳定后的静摩擦,表现在摩擦系数降低即由0.05→0.04左右或更小。而其它各墩仍然保持原顶力,39墩则可能较初始顶力要小一些。保持箱梁不断的移动,只需39墩不断加载即可。当顶程接近1m时,千斤面回油,钢绞线利用自动工具锁定。顶头锚片松开,回油后再打紧顶头锚片,继续供油,开始新的1m行程。

箱梁顶推时,在观测站上随时报告梁体位移情况,并即时调整,在墩侧向导向架上不断增减四氟板,以调整梁体横向位移。尽管梁体有数万吨重,但调整起来并不困难。

经验表明:顶推中的制导原则是正确的,原理明确,简单易行,便于操作,箱梁移动平稳,每小时综合速度1.5～2m,其位移可以得到±1mm精确控制。

除上述各点外,对大批量的内锚使用,K锚使用,较好地解决了预应力块件分段和长大钢丝束的运用问题,钢导梁的制安、临时墩的设置都较好地解决了起步节段受力和扭转问题。

3 结 语

大桥顶推施工验算的内容包括:各截面的施工内力和强度、顶推过程中的稳定计算(倾覆稳定,滑动稳定)、钢索引伸量的计算、施工中临时结构的设计与计算、确定顶推设备、计算顶推力、顶推过程中桥墩台的施工验算、顶推施工时梁的挠度计算。

摘要：结合工程实例,介绍了顶推法施工桥梁的施工工艺及应用发展状况。

关键词：桥梁施工,顶推法,箱梁制造

参考文献

[1]宫崎武雄,黎祖华.吾妻川桥的设计与施工-上越新干线上的预应力混凝土T型刚构桥[J].世界桥梁,1980(3).

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[3]JTJD62-04,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京:人民交通出版社,2004.

[4]杨文渊.桥梁维修与加固[M].北京:人民交通出版社,1994.

[5]叶见曙.结构设计原理[M].北京:人民交通出版社,1997:36-40.

顶推施工控制 篇9

1 箱梁顶推法施工原理

顶推法施工原理是沿桥轴纵轴方向的台后设置预制场, 分阶段预制梁体, 纵向预应力筋张拉后, 通过水平千斤顶施力, 借助滑道 (不锈钢板) 、滑块 (由橡胶、薄钢板、聚四氟乙烯板组成) 滑动装置, 将梁逐段向前顶推, 就位后落梁, 更换正式支座。

1.1 单点顶推的动力学原理可用下述数学表达式表示:

当集中的顶拉力H>ΣRi (fi±αi) 时, 梁体才能向前移动。

式中:Ri-第i桥墩 (或桥台) 滑道瞬时的垂直支反力;

fi-第i桥墩 (或桥台) 支点相应的静摩擦系数;

αi-桥梁纵坡坡率, "+"为上坡顶推, "-"为下坡顶推。

1.2 多点分散顶推施工的动力学原理可用下述数学表达式表示:

当ΣFi>Σ (fi±αi) Ni时, 梁体才能向前移动。

式中:Fi-第i桥墩 (或桥台) 千斤顶所施的力;

Ni-第i桥墩 (或桥台) 支点瞬时支反力;

fi-第i桥墩 (或桥台) 支点相应摩擦系数;

αi-桥梁纵坡坡率, "+"为上坡顶推, "-"为下坡顶推。

这个表达式的物理意义是:把顶推设备分散于各个桥墩 (或桥台) 、临时墩上, 分散抵抗各墩水平反力。如果千斤顶施力之和小于所有墩水平摩阻力±梁的水平分力之和 (上坡顶推为+, 下坡顶推为-) , 则梁体不动。

2 顶推的施工方法

顶推法施工的关键是在一定的顶推动力作用下, 梁体能在四氟板和不锈钢滑道板组成的滑道装置上以较小的摩擦系数向前移动。

2.1 单点顶推。

顶推动力装置集中设置在靠近梁场的桥台或桥墩上, 支承在纵向滑道上的垂直千斤顶和支承在墩 (台) 背墙的水平千斤顶联动, 能使梁体以垂直千斤顶为支承向前移动。另一种单点顶推的方式是水平千斤顶通过拉杆带动梁体前移, 滑道为固定的不锈钢板, 滑块在滑道上支承梁体, 在滑道前后设置垂直千斤顶用来起落梁体使滑块能从前向后移动, 这是早期做法。后来把滑道前后作为斜坡, 滑块可以手工续进, 就不必用垂直千斤顶顶起梁体后移滑块了。

2.2 多点顶推。

由于单点顶推存在一个严重缺点, 就是在顶推前期和后期, 垂直千斤顶顶部同梁体之间的摩擦力不能带动梁体前移, 必须依靠辅助动力才能完成顶推。此外, 单点顶推施工中, 没有设置水平千斤顶的高墩, 尤其是柔性墩在水平力的作用下会产生较大的墩顶位移, 甚至威胁到结构的安全。为了克服单点顶推的这些缺点, 便产生了多点顶推法。

2.3 临时滑道支承装置顶推施工。

在永久墩台和临时墩顶设置临时滑道装置进行顶推施工, 待梁体就位后起梁、取掉滑道、更换支座、落梁。是一项复杂的工程, 起梁和落梁必须有设计程序, 确保梁体的安全。永久墩台的支承垫石顶面标高必须符合设计要求。我国的大部分顶推施工桥梁都是采用这种方法。

2.4 永久支承兼用滑道的顶推施工。

在条件适当的桥梁顶推施工设计中, 把永久支座作必要的临时处理, 使其成为临时滑道, 当顶推结束后, 起梁、拆除临时的滑道, 把梁体落在永久支座上。国外的RS施工法由于采用很薄的不锈钢带 (0.6mm) 和橡胶 (3mm) 组成的连续滑板, 就象放映电影胶片一样自动循环, 可以取消起梁、落梁的复杂工序, 简化施工。

2.5 预制组拼, 分段顶推。

在墩 (台) 后设置制梁场、存梁场、拼梁线, 按照设计顶推单元划分, 将顶推单元分成若干个块件预制, 在拼梁线上组拼, 张拉预应力形成整体后顶推的施工方法。当台后场地条件好、具备运输和就地拼装能力, 工期要求紧迫时, 设计和施工方案可以考虑预制箱梁节段、墩 (台) 后拼装、分阶段顶推的施工方案。

2.6 逐段预制, 逐段顶推。

在墩 (台) 后设置制梁平台, 将连续梁分成若干个节段, 按照设计顶推单元划分, 每一个顶推单元为一个预制的基本节段, 依次在制梁台座上制作, 在墩顶设置顶推滑道、顶推千斤顶, 通过各千斤顶出力, 牵引顶推传力拉索带动梁体在滑道上向前移动, 前段梁顶出台座后, 在台座上接灌下一梁段, 将梁逐渐向对岸顶推的施工方法。

3 顶推施工的关键技术

3.1 制梁台座和节段的制作。

制梁台座为预制箱梁节段和顶推作业的过渡场地。梁体节段的预制周期制约全桥的施工工期。顶推节段长度一般为10~24m, 又以16-20m左右居多。每联箱梁除首尾两端节外, 中间各节段长度均相等。顶推施工进入正常后, 节段作业循环周期一般在7~15天。由于节段较长, 这个速度是不慢的。我国预制周期的记录已经达到7天。这要求模板设计时, 外模必须是大块整体式、内模可以整体拖出并整体推进的装备化机械化形式;还必须考虑蒸汽养生条件和设施已缩短等强时间。

3.2 临时墩。

由于支点负弯矩的增加与跨度的平方成正比, 在箱梁截面和预应力钢束强度有限的情况下, 当跨度增加到一定限度时, 预应力钢束就没法布置了, 所以箱梁采用顶推法施工有个"适用跨度"的问题。提高适用跨度的途径之一是设置临时墩。在连续梁的跨度大于顶推跨度时, 宜考虑设置中间临时墩, 在不设中间临时墩的顶推桥梁施工中, 为满足安装钢导梁和连续梁前期顶推抗倾覆的要求, 在制梁台座前和连续梁第一跨内设临时墩, 作为顶推施工的过渡段, 保证梁体线形与已经顶推出去的梁体完全一致, 避免大梁从制梁台座上顶推出去以后, 与接灌的下一梁段出现大的转角。

3.3 导梁。

导梁设置在主梁前端, 可为等截面 (钢桁梁) 或变截面钢板梁, 导梁结构必须通过设计计算, 从受力状态分析, 导梁的控制内力是导梁与箱梁连接的最大正、负弯矩和下缘随的最大支点反力。因内外的实践经验表明:导梁的长度一般为顶推跨径的0.6~0.7倍, 较长的导梁可以减小主梁的负跨矩, 但过长的导梁也会导致导梁与箱梁连接处负弯矩和支反力的相应增加, 合理的导梁长度应是主梁最大悬臂负弯矩与使用状态支点负弯矩基本接近。导梁的刚度宜选主梁刚度的1/5-1/9, 它对主梁内力的影响远较其长度对主梁内力的影响为小。导梁的刚度在满足稳定和强度的条件下, 选用较小的刚度及变刚度的导梁, 将在顶推时减小最大悬臂状态的负弯矩, 使负弯矩的两个峰值比较接近。

3.4 顶推导向及纠偏。为了控制梁体在顶推过程中的中线始终处于规范范围内, 横向导向装置是必须设置的。

尤其在圆曲线上顶推, 横向导向装置显得更加重要。纠偏器装在预制台座前临时墩的两旁, 且固定一对, 以控制每段梁尾端的横向位置, 保证梁尾与预制模板正位接头, 在梁的前进方向设置两对纠偏装置, 两对纠偏装置可视梁的行进交替前移。顶推时, 应作好横向偏差观测, 主要观测主梁和永久墩的弹性横向位移。

我国将要修建的各类桥梁中, 中等跨度的多跨长箱梁桥占有相当的比例, 而我国大型架梁吊装设备严重不足, 所以顶推法是适合我国国情的一种较好的建桥方法, 其发展前景是广阔的。随着预应力材料强度和预应力工艺水平的不断提高, 设计计算理论和方法的不断改进, 以后顶推施工配套技术的将会日益完善。

综上所述, 桥梁的钢箱梁采用空间曲线顶推技术实现了跨越高速公路施工, 该法与支架拼装法相比尽管在施工投入方面相差不大, 但其最大的优势在于不需要进行交通管制, 可以减少交通防护设施费, 确保既有道路交通畅通。