顶推法施工桥梁（精选7篇）
顶推法施工桥梁 篇1
1962年德国教授包尔和弗·雷昂特博士首先提出用顶推的方法施工桥梁,其设想在奥地利的阿格尔桥上(Ager)进行研究,该桥为4跨连续梁,(73m+2×85m+36m)。1964年在委内瑞拉的卡洛西河桥采用预制的箱型梁节段,用预应力联成一体的六跨连续梁,其桥式为48m+4×96m+48m,节段长9.2m。1979年西德特里希登溪谷桥运用顶推技术,从一个预制厂进行两座相隔不远桥梁联体顶推施工,即先将两座桥梁的梁体结构临时联结为一体,进行顶推作业,当靠近预制场的一座桥梁到达桥位后,解除临时联结,再继续顶推下一座桥梁。
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).
[2]JTJD60-04,公路桥涵设计通用规范[S].北京:人民交通出版社,2004.
[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.
[6]王东,赵颖华.碳纤维增强聚合物加固混凝土结构的发展综述[J].沈阳建筑工程学院学报:自然科学版,2001,17(2):103-107.
顶推法施工的连续梁桥 篇2
摘要:顶推法施工是预先在桥台后面的路堤或引道上逐段拼装或浇筑桥跨结构,待达到预定强度的设计强度后,安装临时预应力索,用顶推装置逐段通过滑移装置讲梁顶出,安装一段,拼接一段,直至全部就位,在我国顶推法大多运用于建造城市大型桥梁,多用于跨径40～60m预应力混凝土等截面连续梁架设,顶推法可架设直桥、弯桥,坡桥。
关键词:顶推法 连续梁 施工
0 引言
顶推法施工架设预应力混凝土连续梁技术最早运用在德国,现已有50多年的历史,中国运用这一技术大概也有三十多年了,一套完整的顶推系统一般有以下几大部分组成:制梁平台及其模板系统、临时墩,滑墩、导梁、导向与纠偏装置、顶推设备、顶升设备。
1 顶推施工简介
1.1 预置场地设置及模板系统 预置场地应设在桥台后面的桥轴线的引道或引桥上[1],当为多点顶推时,可在桥两端设场地,从两端同时顶推,预置场地场地应考虑梁段悬出时反压段的长度,梁段底板与腹顶板预置长度、导梁拼接长度和机具设备材料进入预置作业线的长度;预置场地的宽度应考虑粱两端的施工作业的需要。预置场地上空宜搭设固定或活动的作业棚,便于混凝土的养护。
模板系统:模板宜采用钢模板[2],这样底模与底架连成一整体可以一起升降,侧模宜采用旋转式的整体模板,,内模板采用在可移动的台车上加上安装的升降旋转整体模板。模板应保证刚度,而且制作精度要符合一定的要求。
1.2 顶推装置及滑移装置 顶推装置主要有水平布置的液压千斤顶和油泵等组成,需要满足一定的技术要求:①顶推起重能力要比设计的大25～30%[1];②构造应平稳、使用时无跳动和扭曲,速度应控制在能更换和安装整个装置、滑道和其他零件的水平上;③要有保险装置;④要有一定的操作场地或工作室。
滑移装置可分为:①普通的滑移装置;②起循环作用的滑移装置;③起连续作用的滑移装置;④导向装置及其他附属装置。
1.3 梁段混凝土浇筑及梁段施加预应力 梁段模板、钢筋、预应力管道[2]、滑道、预埋件等确认后可浇筑混凝土,梁段预置或拼接必须在桥梁轴线上,预置梁段宜采用全断面整段浇筑,需要分段浇筑时,施工缝可设在腹板上,各段接缝应错开。
梁段预置要控制两底面相对高程及平整度,顶推滑道部位宜采用整条平滑中厚钢板铺设底模,保证较好的平整度,梁段的接触面应凿毛,刷干净,或其他加强混凝土接触措施,若工作缝为多连连续梁的解联断面,干接缝依靠张拉临时预应力束来实现,断面尺寸明确,解联时分开方便。第一梁段前端设置导梁端的混凝土浇筑,应注意振捣密实,导梁的中心线与水平位置应准确平整。
1.4 导梁和临时墩 导梁和临时墩都是为了在顶推的过程中为了减少过大的悬臂弯矩,可设置导梁和临时墩。
1.5 导向装置 梁段顶推时,为纠正梁体偏移,具体情况采取下列导向装置:①楔形导向滑:其构造与滑板基本相同,但导向板系楔形,横向设在梁段两侧的反力架间,梁段通过时,利用楔形的横向分布力来纠偏。②千斤顶:适用于梁体偏移较大时,横向装置于桥墩两侧的钢支架上,当需要纠偏时开动一侧的千斤顶使梁横移。③导向装置应具有足够的承载力,防止纠偏是破坏。
1.6 平面曲线与竖曲线顶推 用顶推法安装的平曲线只适用于同半径的圆曲线桥,而且其曲线半径不能太小,即每孔曲线桥的平面重心应落在相邻落在相邻两座桥墩上箱梁底板的内外两侧弦连接线以内。当桥梁大部分为直线,而桥梁前端为曲线时,可采取特殊措施措施千斤顶安装。
竖曲线顶推,用顶推法安装的竖曲线桥只适用于同曲线的桥。桥上设的竖曲线多为凸曲线,顶推时宜对象顶推,在竖曲线顶点处合拢。当桥梁不长、跨数不多时,亦可自一段顶推到全桥。
1.7 落梁 落梁工作包括:全桥顶推就位后,按运营阶段内力,将补充预应力筋进行穿束、张拉、锚固、压浆;再将临时预应力筋设计规定顺序拆除,安装正式支座,将梁顶起,取出滑动装置,然后将全梁落于正式支座上,为了消除由于预置产生的箱梁底部高程误差,支座安设中高程误差和预应力所引起的二次力矩,使梁体受力状态符合于自重力引起的弯矩和反力,落梁时千斤顶顶力应以支座反力调整控制为主,同时适当考虑梁底高程。
2 顶推施工工艺
根据主梁长度、设计顶推跨度、桥墩能承受的水平推力、顶推设备和滑动装置等条件,选择合适的顶推方式,单点顶推、多点顶推或双向顶推。主要流程见下图(1)
3 工程实例
珠江大桥东桥新建工程在原旧桥上下游设a、b线分两幅布[3]置。
3.1 预置场的布置 箱梁制梁台座设在13/a～14/a(b线为14/b～15/b)桥墩中间,制梁台座长度为25m+0.3m=25.3m。制梁台座内设3个滑道支承墩,制梁台座前顺顶推方向的12/a~13/a(b线为13/b~14/b)之间为顶推过渡段。这样将预制台座后移25m左右,取消了水中临时墩。预制台座后移,25m的过渡段仍由12.5m小跨径临时墩支承,第一个主跨50m梁段的挠曲变形,对于预制台座前施工缝产生竖直转角的影响很小。项推到最后,梁尾有12.5m长 悬臂状态,比顶推过程悬臂9m长稍大,这可以通过计算,采用少量的临时预应力索或体外预应力索来处理,是容易做到的。
3.2 预置模板 底模由9×3台500kN的螺旋千斤项来支承整个底模体系,并采用9台500kN液压竖直千斤顶来操作底模升降。底模纵向有3组45#工字钢纵梁。2根工字钢为一组,纵梁L焊[20槽钢(内加肋)横梁,间距为40am左右。底板平整,顶推时滑动摩阻力小,才能保证顶推顺利进行。
3.3 导梁与滑道系统 整个滑道由滑道调平块、橡胶垫层、组合滑道板、聚四氟乙稀橡胶滑板组成。滑道调平块用钢板加工成长方形盒,内布钢筋网,浇高标号混凝土,加工尺寸准确,滑道板用40mm厚钢板与2mm不锈钢板组合而成,滑道板保证加工精度及表面的光洁度。
3.4 箱梁顶推 采用多点自动连续顶推施工工艺,连续顶推由两台1000kn的水平千斤顶串成一套,由双油路液压站,分别向千斤顶供油连续顶推。
3.4.1 每段箱梁顶推长度为250m,采用zld-100的连续顶推装置,由总控制台控制加以工作,拉锚器设在箱梁底部,地板上设置齿板,钢绞线拉索在齿板用多孔夹群锚固,斜出底板外,在下垫枕木,将拉索垫高,再进连续顶推装置,这样自动连续顶推装置推动梁在滑道滑动,推出预置台座,如此循环,直至顶推就位。
3.4.2 12/a(13/b)桥台作项推出力的主力墩。主力墩向与制梁台座联成整体,平衡顶推的水平推力,并在墩顶上作特别处理。顶推到最后一段梁时,将12/a(13/b)桥台千斤顶移至对岸7/a(8/b)桥台,完成全部箱梁顶推到位。
3.4.3 在顶推过程中,要合理分配千斤顶出力来控制桥墩纵向位移设计在允许的范围内,确保安全。
3.5 落梁 箱梁顶推到位以后,逐节拆除钢导梁,解除纵向临时预应力索,张拉后期纵向预应力索,并对管道压浆,达到强度后进行落梁工作。
4 注意事项
顶推时,如拉杆有变形、锚定链接螺钉松动,应及时处理,顶推时要至少在两墩上设置保险千斤顶,遇到滑移故障用千斤顶处理,起顶的反力不得大于计算反力的1.1倍,起顶高度不得大于5～10公分。
参考文献:
[1]刘万桢.城市桥梁施工.中国建筑工业出版社.1992.3.
[2]郭智多.桥梁工程施工便携手册.中国电力出版社.2006.2.
顶推法施工桥梁 篇3
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。
谈连续梁顶推法施工技术 篇4
顶推法是梁体在桥头逐段浇筑或拼装,采用纵向千斤顶进行纵向移动,通过各墩顶的临时滑动支座面作为支撑的支点的施工方法。
其基本原理是在桥梁的台后设置梁体预制场,将梁体分成节段,每预制一段等强后进行张拉,通过在墩顶或另一端桥台上设置的千斤顶,将桥梁拉移到预设定的位置,然后采用一定的技术手段和方法将梁体降落在永久支座上的梁体上的施工方法,见图1。
2 施工方法
顶推方式是根据主梁长度、桥墩能承受的水平推力和千斤顶的型号以及桥梁的形式等多方面所决定,而确定梁体的预制长度是施工的关键之点,原因是其决定了施工的工作量以及施工工期和顶推过程中所发生的最大位移和内力,同时在确定预制长度时,确保预制长度相同,在正常的施工阶段,一般考虑阶段的循环周期为7 d～15 d。
梁体的顶推方式有单点顶推、多点顶推等,多点顶推是指在每个桥墩布置牵引桥梁的千斤顶,采用多点同步施加力量,完成梁体的推移,由于千斤顶的行程原因,桥墩顶不断受到千斤顶牵引力的影响,会产生纵向正负方向的位移,对桥墩的变形和安全有一定影响。
目前在工程中出现一种多点连续顶推的方法,多台千斤顶纵向串联,再通过自动控制装置来实现交替牵引,牵引速度连续,不间断,此法优点较多。
而单点顶推的方式采用在桥梁的一端布置千斤顶,利用一端的顶推力完成梁体的纵向移动,由于千斤顶的拉力集中在一端,因此要在千斤顶的位置放置很大的反向推力装置及设施。其主要流程如图2所示。
3 顶推法关键技术
3.1 布置预制场
预制场的位置与制梁的工艺和施工的工期、流程的循环周期密切相关,一般梁体采用从一端向另一端顶推,预制梁考虑从梁体的预制周期、顶推力的大小、预埋件的位置来进行综合考虑,预制场的底面坡度考虑与既有梁体的坡度一致。预制场的宽度考虑梁体操作面的宽度和模板的宽度,特别是考虑梁体模板拆除和横向预应力束张拉的宽度,当采用蒸汽养生时,尚应考虑蒸汽管道的敷设和相应的空间,当模板采用横向整体轨道模板,也应考虑一定的工作面。
制梁台座一般采用钢筋混凝土台座,当采用重力式台座时,应考虑地基承载力的要求,当地基承载力不满足要求时,应考虑换填地基处理,或者采用钻孔桩进行地基加固处理,保证梁体在自重和预应力的作用下,不会发生较大变形,同时由于梁体台座要反复循环使用,因此要求台面坚固变形小,一般采用5 mm钢板作为制梁台座的表面。
3.2顶推设备的配置
3.2.1顶推装置
顶推装置由液压千斤顶、拉杆(束)、锚具等组成,一般采用水平千斤顶安装在桥墩,由高压油泵作为动力装置,一端通过锚具和钢绞线或拉杆束进行锚固,另外一端与预埋在桥梁底面的拉锚器进行连接,通过液压千斤顶的持续工作,达到将梁体进行纵向顶推的目的,拉锚器的间距应能保证桥墩上千斤顶便于更换钢绞线,满足施工方便和安全的要求。
3.2.2顶推用液压千斤顶数量的确定和布置
计算千斤顶的个数和吨位时,首先应考虑梁体的自重,假设采用多点顶推,首先确定出顶推支点处所用的滑板材料的静摩擦系数,可以计算出顶推需要最大的牵引,此力来克服梁体与滑道的摩擦力,即可以确定出千斤顶的个数和吨位。千斤顶一般采用对称布置,安装千斤顶时应考虑千斤顶与桥墩的连接牢固,其抵抗剪切应力大于千斤顶的最大牵引力,同时对于柔性墩,尚应该计算桥墩顶在水平力作用下的变形,确保桥墩顶的变形在允许的变形范围之内,同时还应该考虑由于液压千斤顶的不同步,引起某一个桥墩受力较大,超过了允许的承载力和变形。预防此种问题的措施主要有:
1)采用液压站的方法,将每个桥墩的液压顶都集中在液压控制站进行控制;
2)在顶推过程中,随时对桥墩的变形进行监测,一般采用在桥墩的横轴线方向架设仪器,或者布置全站仪等设备进行变位监测,以防止此种事故的发生。
3.2.3千斤顶支墩
千斤顶支墩为安放水平千斤顶的临时设施,在施工时应考虑在施工完毕拆除此设施的方便,一般采用硫磺砂胶混凝土,施工完后将此设施清除掉,也可以采用预埋型钢的施工方法,施工完后在桥墩顶进行割除,并采用砂浆对桥墩顶进行修面的处理方法(见图3)。
3.3滑移和导向装置
3.3.1滑道安装
在桥墩顶设置滑道,滑道为整个梁体滑移的通道,因此施工的标准较严格,施工必须精心和规范。首先滑道的强度和支撑面积要满足在梁体的自重作用下,不会发生破坏,其次滑道的长度要满足滑块在滑动过程中的压力不大于6 MPa,以保证滑块的变形不大,不易破坏,同时确保滑块变形过大增加摩擦的阻力。混凝土滑道的地面如果遇到支座垫石位置,应在滑道下采取隔离措施,以方便以后滑道拆除的方便。滑道顶面应平整,每个桥墩上的水平控制在1 mm之内,在滑道的顶面铺设1 mm厚度的不锈钢板,为了保证喂送滑块方便,在滑道纵向两端采用抛物线形的坡口,滑块采用聚四氟乙烯的橡胶滑块,喂送时,带有白色聚四氟乙烯的滑块面朝向滑板,滑板表面清洁,必要时涂刷硅脂油,来减小滑动摩擦力,推动过程中保持匀速,不宜过快。
梁体在滑动过程中,由于顶推力和摩擦力随时变化,以及桥梁体本身也存在荷载不均匀以及预应力的影响,梁体会产生横向偏移的现象,对于此种情况,一般采取的措施为加强梁体的监测,在横向位置偏移增大时,采用停止顶推的方法,然后在桥梁段位于偏移一侧的桥墩上,安放水平纠偏千斤顶,千斤顶一端支撑在千斤顶支墩上,一端支撑在梁体的侧面上,在梁体顶推过程中,进行水平千斤顶的持荷,达到水平纠偏的目的。顶推滑道示意图见图4。
3.3.2临时墩和导梁
由于在顶推过程中,梁体结构本身不断的产生交替发生的正负弯矩,特别是梁体在顶推过程中为悬臂梁状况,弯矩随着梁体悬臂的长度呈现阶梯形增大,如果大于连续梁体设计承受的最大弯矩,梁体即发生破坏,同时在第一跨即梁体刚刚进行顶推的第一跨,在开始顶推时还存在梁体的倾覆弯矩大于梁体的自重弯矩等情况,因此要设置临时墩和导梁。临时墩一般采用钢筋混凝土结构,也可以采用钢结构,必须经过受力(抗压、抗拉、抗倾覆)的计算,满足各个工况的顶推情况后,开始施作。导梁采用钢板材料制作,一般为变截面钢板梁,与梁体连接时采用精轧螺纹钢连接,为保证连接牢固,采用预应力进行张拉。
由于导梁的底面和既有梁体在一个水平面上,因此在导梁即将抵达下一个桥墩墩顶时,由于梁体的自重引起梁体前段的竖向变形,以至于前端的导梁梁体的高度变形较大,无法伸入滑道,为此,可以采用在导梁前端设置一个缺口,将竖向千斤顶放入,采用千斤顶进行向上顶升,从而达到导梁梁体顺利进入滑道。
3.4桥梁顶推
按照液压千斤顶的行程方式即可进行桥梁的顶推施工,施工中需注意以下要点。
3.4.1顶推的导向与纠偏
施工观测对于连续梁的顶推施工关系比较密切,需要观测桥墩的纵向和横向位移以及相应的内力变化,需要观测连续梁体的断面挠度以及内力的交替变化情况,为了防止梁体产生过大的横向位置移动,采用楔块法及横向千斤顶纠偏法,需要在墩顶设置纠偏器。
3.4.2顶推精度的控制
1)桥梁中线的控制。
在桥梁的上下边做标记点,在桥梁移动过程中,利用全站仪不断观测位移情况,最后梁体就位后保证梁体的中心偏差在规范允许的2 mm之内。
2)桥梁截面位置的控制。
阶段顶推就位前,设专人观察,在桥梁的顶板及模板上作明显标记,准确控制桥梁纵向就位。
在制梁过程中,经常测量梁长和跨度,必要时进行调整,以保证桥梁截面位置正确以及梁底支座预埋件位置正确。
3.5桥梁起落和支反力调整
桥梁落梁是指将梁体准确的落在支座上(一般为盆式橡胶支座),但由于落梁的高差较大,而将千斤顶同时将梁顶起又受到其个数的限制,一般采用三孔跨梁为一个单元进行梁体落梁,同时在有坡度或者坡度较大的桥梁采用从标高较低的孔跨进行梁体落梁,以防止坡度对落梁的安全的影响。
由于梁体在顶推过程中存在不停变换的正负弯矩,因此梁体内配置临时预应力束,而这些在梁体顶推到既定位置后便失去作用,因此在落梁前要做的一项工作为将临时束采用切割机或者其他的施工方法进行放张,灌注压浆的孔道,在压浆的浆体达到设计强度后进行落梁的施工。
3.5.1落梁方案
首先计算桥墩处的支座反力,根据反力确定千斤顶的吨位及个数,同时考虑千斤顶的高度,确保梁体降落在支座后,千斤顶可以方便取出,千斤顶应设有自锁装置,以防止千斤顶本身的故障引起梁体降落,造成严重后果。
落梁引起的顶升高度根据梁体的实际构造结构进行计算,梁体纵向一般不超过5 mm,以防止梁体由于变形过大引起梁体受力产生次应力和表面产生裂缝,梁体横向不超过1 mm,以防止横向变形过大引起的梁体发生扭转等多种受力情况,为安全考虑,千斤顶在每顶升5 mm后,应及时检测千斤顶的油缸应力,及时调整,检查自锁,也可以设置保险垛来达到自锁作用。
应保证同一桥墩上的千斤顶顶落高度一致,不因高度变化引起梁体倾斜,发生次应力引起梁体破坏,最好用同一个油泵给同一个桥墩上的千斤顶供油,由于桥墩在距离支座顶面上一定距离处进行,因此保证一定的施工安全距离。
3.5.2落梁施工
起顶时分级调压,保证同一个桥墩千斤顶同步起落,保证相邻墩顶起高度不超过5 mm,顶起高度不超过20 mm。千斤顶顶梁后,下降时必须均匀缓慢,应设置钢板等保险垛,防止事故发生。
当梁体达到一定的高度后,采用人工进行凿除滑道,由于空间较小,施工时应考虑施工安全,在滑道施工完后,清理支座垫石的表面,将支座滑进垫石顶面,确保每个桥墩的支座安装完毕,检查支座的各项要求符合规范及标准后,即可开始落梁施工,落梁时也应考虑千斤顶的降落速度,采用相邻的桥墩循环降落的方式来达到使梁体降落到支座上。
由于调整部分支座的标高后,所有支点的反力值都将产生变化,所以,经过一次调整不一定能达到目的,需要重复进行多次的实测和调整,直到各支点反力均达到或接近理想支反力。
由于梁体和桥墩的弹性变形,调整一个支座的高程必然会影响相邻的桥墩的内力和变形,因此一次调整不可能将支座调整合适,需要进行多次调整,目的是支座的受力尽量接近图纸的理论设计值。
4工法特点
由于此种施工方法施工场地集中便于管理,将桥梁的施工和预制主要集中在预制厂区,因此吸取了预制梁的一些优点,便于施工管理及组织流水作业,对安全因素和质量影响较少,缺点是此法要求桥梁的断面规则,梁体质量不发生较大变化,同时在曲线特别是曲线半径较小的位置进行顶推法施工,有一定的难度。对于多孔的桥梁由于工作面的影响,势必工期较长,而且跨度受到悬臂的影响不宜太大的缺点,根据现场实际情况,慎重选择此种施工方法。
摘要：对连续梁工程中顶推法施工的工艺和技术进行了论述,从布置现场、配置设备、桥梁顶推等方面阐述了连续桥梁顶推法在施工中的具体做法,对类似工程施工有一定借鉴作用。
关键词：连续桥梁,顶推法,施工技术
参考文献
[1]刘大洋.顶推法施工工艺的探讨[J].四川建材,2007(3):19-20.
[2]王宪新.论桥梁顶推法施工原理及其施工工艺[J].黑龙江科技信息,2009(12):31-32.
[3]秦占海.浅谈某大桥主桥连续桥梁顶推施工技术[J].广东建材,2008(1):37-38.
[4]郭胜飚.公路桥梁钢桥梁顶推施工技术探讨[J].中外建筑,2008(7):40-41.
[5]钟启宾.我国连续顶推技术的最新发展情况[J].桥梁建设,1994(2):7-8.
[6]钟启宾.拉杆式多点顶推新工艺的发展概况[J].桥梁建设,1992(2):11-12.
顶推法施工桥梁 篇5
关键词：特大桥,箱梁顶推,技术工艺
我们大家都知道, 在正常情况下, 箱梁结构的施工往往采用满堂式支架搭设而直接立模现浇的方式进行。但是, 如果是遇到跨湖、跨海或是高墩柱等特殊环境下而无法通过搭设支架来完成施工的箱梁结构, 则可以通过采用梁体预制、现场顶推的方式来完成。而由于采用预制-吊装-顶推方案往往需要建设预制场和投入大量的钢模板, 施工成本大, 因此, 一般小跨径的中小桥则不适于采用该法, 而只有当桥长达到一定长度的大型箱梁桥才考虑采用该法。下面, 本人结合广东省某高速公路项目××特大桥的建设情况, 对特大桥箱梁结构顶推法施工的一些技术要点及质量控制措施进行简要介绍, 以供业内同行参考供鉴。
1 顶推准备工作
1.1滑道及侧限滑道及侧限是箱梁平稳安全滑移的保证。其控制因素有:滑道标高、平整精确度、侧向限位安装等因素。施工时计算出滑道顶标高, 进行测量精确控制, 要求平整度偏差小于1毫米;侧向限位系统及时正确安装完善。
1.2顶推牵引动力装置顶推牵引装置是ZL系列自动连续顶推系统, 由一套主控系统, 若干套泵站系统及所对应若干套千斤顶系统等小系统构成。顶推系统的因素有:起顶架、千斤顶安装及调试、牵引索安装及调整等因素。起顶架预埋时必须精确定位, 否则影响千斤顶的安装;精心组织, 合理安排人员, 及时安装各泵站及千斤顶, 进行调试工作。
2 顶推过程控制
2.1顶推施工操作箱梁预应力束张拉完后, 下降底模, 穿牵引钢束, 利用自动连续千斤顶或240KN油压千斤顶调整牵引钢束受力状况, 并开始顶推。
我们在施工中采用了“多点顶推, 分级调压, 集中控制”的方法进行顶推施工。
多点顶推, 在每个墩点都设置了动力设备水平千斤顶;分散调压则是液压站上安装有三个电磁换向阀控制油压不超过容许范围;集中控制是通过顶推指挥室电器总控台与各墩液压站的分控制并联, 由色灯信号或对话机联系指挥来进行操作。
顶推前启动静阻系数按8%, 动力摩阻系数按5%根据每工况各支点反力来预计水平顶推的出力吨位。各墩准备就绪将信号送回主控台, 总指挥通过主控台发出顶推指令, 各墩连续千斤顶即同时工作, 然后根据推力需要加大施力吨位, 直到梁体开始前移, 启动后摩阻系数下降, 摩擦力减小, 此时适当降低各墩千斤顶的出力等级来适应摩擦力的变化, 使梁体平衡地向前推进, 实现各墩同步顶推。
2.2塞四氟板梁体顶推时, 垫塞四氟板是一项重要工作, 梁体要平稳安全顶推, 四氟板必须及时跟进垫塞, 梁体与滑道间不得脱空。四氟板的质量直接影响梁体的摩阻系数, 给梁体顶推带来极大的不利因素。
2.3测量控制梁体顶推过程中, 测量控制因素主要是:梁体中心线及各墩顶偏位。随着梁体的推进, 侧向限位控制其中心线偏位在10㎜以内, 强力控制各千斤顶同步顶推, 各墩顶的偏位均在设计要求范围之内。箱梁顶进时, 测量人员跟踪监测各墩的偏位及梁体中心线位置, 当中心线偏移时, 及时利用侧向限位调整, 然后将其锁定;由于第1、2、3段梁没有侧向限位, 只能使用临时导向设施或调整上下游连续千斤顶的顶力来控制。在顶推过程中对墩顶瞬间偏位的观测尤为重要, 一旦墩顶瞬间偏位超过设计值需立即停止施力, 重新调整各墩顶施力分布, 以保证各墩的偏位满足设计要求。
2.4顶推施工注意事项
①每次顶推, 必须对顶推的梁段中线和各滑道顶的标高进行测量, 并控制在允许范围以内:
a、导梁中线偏差不大于2.0mm;
b、梁体中线偏差不大于2.0mm;
c、相邻两跨支点同侧的滑移装置顶面高差±1.0mm;
d、同墩两支点滑移装置顶面高差±0.5mm。
②顶推过程中, 随梁体前移, 均需不断地以四氟板垫塞滑移, 配足人员, 端正插入, 保持黑色的一面贴紧箱梁腹板, 白色一面朝向不锈钢滑板, 切记不可放反。
③四氟滑板两面均应保持清洁, 白色一面涂上润滑用的硅脂以减少摩擦, 清理四氟板不可使用汽油或柴油。
④顶推过程中若四氟板未及时跟进, 应立即停止, 顶起箱梁腹板, 放进四氟板后才可继续顶推。
⑤每节段开始顶推时时, 先推进5cm, 立即停止, 回油, 再推进5cm, 再停止, 回油, 为此反复两三次, 以松动各滑动面并检查各部分设施, 然后正式顶推。
⑥顶推时, 各千斤顶应同步逐级加力顶推, 当箱梁处于动与不动的临界状态时, 注意保持其余千斤顶油压稳定不动, 只让18#墩千斤顶升压, 以防止箱梁不匀速前进, 加力顺序为:先由18#墩各顶同步加力, 然后其余各顶逐级同步加力, 并注意保持联系。
⑦顶推时, 如果导梁杆件有变形、螺丝松动, 导梁与箱梁联结处有变形或混凝土开裂等情况发生时, 应立即停止顶推, 进行处理。
3 质量控制标准
①箱梁偏差:结构尺寸±10.0mm, 标高±5.0mm。
②各墩顶滑板标高与预制平台之间各控制点的标高控制误差为±1.0mm, 左右两滑道钢板顶面的横向误差≤0.5mm, 相对误差为±1.0mm。
③梁体中线偏差不大于2.0mm。
4 施工注意事项
①钢导梁安装:常规做法是将钢导梁埋入梁体 (埋入深度与导梁等高) , 通过劲性骨架与梁体锚固成整体, 其优点是横向、竖向抗扭刚度较大。缺点是受力复杂, 安装难度大, 拆除不方便 (拆除时需将导梁割断, 影响倒用) 。湘江特大桥采用的方案是, 用精轧螺纹钢在钢导梁端部通过施加预应力进行锚固, 其优点是导梁不用埋入梁体, 避免了梁体端部设计和施工的复杂性, 安装拆除简单, 受力明确, 缺点是抗扭刚度较小, 安装时应注意预应力粗钢筋必须有足够的锚固长度 (我们采用的为3-5m) , 锚固截面错开, 因为长度太短, 张拉回缩量对粗钢筋的预应力损失很大。
②支承滑道安装:支承管管道安装的精度、刚度、平整度, 对顶推梁施工起很关键的作用。在顶推过程中它对导梁的抗扭性、梁体的受力及摩阻力的变化都有直接影响, 因此在安装过程中要保证其精确位置 (滑道受力面应与箱梁腹板宽度重合) , 足够的刚度和平整度。
③底模安装:底模安装要有足够的刚度和平整度, 要便于脱模和立模调整, 我们采用将底模与分配梁用小三角钢板连成整体, 脱模和立模调整非常方便。
④顶推过程中应重点控制的地方
a、根据工况的支点反力估算摩擦力来确定需要的牵引力, 每工况的支点反力由设计单位提供。顶推十多段资料表明:摩擦系数在0.05-0.08之间, 个别情况达0.12, 主要原因是由于四氟板损坏造成。
b、位移观测:位移观测主要是梁体的中线偏移和墩顶的水平偏移, 顶推开始二段因没有侧向限位易产生偏移, 在顶推过程需用千斤顶或倒链及时调整, 一旦进入安装侧向限位, 位移控制很容易做到, 墩顶位移观测非常重要, 我们采用的办法是根据设计允许偏位作为最大偏位值, 换算坐标, 从施力开始到梁体开始移动连续观测, 一旦位移超过最大值则立即停止施力, 重新调整各墩施力分布。
c、施加顶推力:顶推力的大小是根据每工况各墩顶的支点反力来确定的, 根据总的摩擦力来确定所需千斤顶的数量, 再根据各支点反力来确定每台顶所需施加牵引力的大小, 通过油表来反应, 顶推采用ZLD1000连续推顶千斤顶, 使用之前按要求进行标定, 每墩设二台千斤顶、一个泵站, 所有泵站由一个总控台来控制, 可同步作业和分别调节。
d、滑板的塞垫:顶推过程中滑板随梁体一起滑动, 因此顶推过程中每滑道必须有至少二人专职负责塞垫滑板。滑板必须使用表面光洁、无破损的有侧限四氟析, 光洁面涂以硅脂 (一般采用优质黄油) 与滑道面接触每滑道面至少有三块滑块受力, 严禁滑道脱空和使用破损滑块。
结束语:
综上所述, 采用顶推法架梁法进行箱梁结构施工, 在合理安排下部主体工程施工后, 顶推施工可与墩台施工同步进行, 从而缩短了大桥的总体施工工期。而且采用本工法, 能充分利用各桥墩墩顶容许承受水平力的潜在能力, 避免了设置大吨位顶推锚固设施。同时, 它能将现场制梁架设的复杂工作分段化, 把各个施工工序分成有规律的周期循环作业, 既不需要大型的机械设备, 也最大限度地缩短了架梁时间。
参考文献
顶推法施工桥梁 篇6
1 导梁设计
北江大桥主桥顶推拆除所用导梁采用工字型钢导梁, 单边导梁总长34.4 m, 分三节制作, 如图2所示。
2 导梁施工流程
导梁施工流程图见图3。
3 导梁拼装方案
3.1 工字型导梁吊装
每幅桥各2片工字型导梁, 对应箱梁的两个腹板, 单边导梁分三节段吊装。吊装设备采用2台汽车吊, 一台位于桥面, 一台位于桥底。吊装到位后, 将工字型导梁的两端分别放置在盖梁和钢管桩支撑的工字钢上, 工字钢底布置32 t千斤顶来调整导梁标高, 并且吊装到位后需要用5 t的手拉葫芦和工字钢斜撑在工字型导梁两侧拉住或顶住, 防止导梁侧倾, 待两片导梁吊装到位拼装完平联和横联后方可卸除手拉葫芦。同时, 手拉葫芦也用来微调工字型导梁的垂直度。
测量方案:导梁连接过程中需提前将标高调整到位, 每片导梁吊装前在导梁顶安装棱镜, 调整时根据棱镜来控制导梁标高, 导梁轴线提前在导梁安装的工字钢上画出导梁定位线, 垂直度通过到两连接处和吊线垂控制。调节工具即5 t手拉葫芦和底千斤顶。
3.2 导梁与箱梁连接
为了便于工字型导梁段底板焊接, 吊装导梁前, 需先将29号墩顶箱梁顶起用水泥垫块垫实, 更换的垫块采用预制的40×40@10 cm的预制块, 然后将支座垫石凿除, 留出仰焊空间, 来进行工字型导梁底板与箱梁底板下预埋钢板焊接作业 (见图4) 。
单幅桥两片工字型导梁吊装到位后, 进行导梁与箱梁的连接。按照导梁连接段图纸, 首先将导梁底板与箱梁预埋钢板连接, 再焊接导梁顶板, 最后进行导梁腹板与预埋板的焊接 (见图5) 。
焊接过程控制:工字型导梁与箱梁连接时, 应严密监控导梁连接段处的标高, 若标高与设计不符时, 用千斤顶调整至设计位置, 直至导梁标高符合设计标高时, 进行导梁焊接;焊接要保证满焊, 焊接电流和焊接速度要控制好, 拼缝时, 定位焊要点牢, 焊条的选择要保证焊接强度不能低于钢板强度;焊接完成后必须进行探伤试验, 出具焊接探伤报告, 保证焊接质量。单幅桥焊接及所有工字梁吊装完成后, 安装工字型导梁平联和横联。平联和横联杆件要编号, 防止各杆件混淆, 影响安装进度。对于工字型导梁翼缘宽度为25.8 cm, 不能供人行走, 因此, 安装平联和横联时, 用吊车吊着安装挂篮进行安装, 施工人员应佩戴好安全三宝, 并且在工字型导梁下方设置安全网, 防止杆件掉落砸伤车辆和行人。
3.3 导梁与箱梁焊接
1) 凿除箱梁端头腹板顶面和底面约80 cm高, 长度为凿除至露出四块与新加工导梁焊接的四块钢板以及一定的混凝土保护距离 (防止高温焊接对混凝土强度的破坏) , 约80 cm, 如图6所示。
2) 将导梁与箱梁凿除的钢板对应进行焊接, 注意全部采用坡口焊, 连接处割开采用钢板塞焊, 外侧贴钢板连接焊牢 (如图7所示) 。焊接采用二氧化碳保护焊, 尽量避免高温焊接破坏预埋钢板与混凝土的连接性能。将工字梁吊装到位并调整好标高后, 开始进行工字梁与箱梁内凿出工字梁的焊接。预埋工字梁和导梁工字梁提前开好坡口, 并提前准备好焊接的钢板 (如图8所示) 。
a.工字梁上、下弦杆焊接:焊接为1 cm×1 cm的V坡口, 如图8所示, 三种钢板共需3块, 焊接时从下往上依次焊接坡口。
b.工字梁腹板焊接:导梁与箱梁连接腹板法兰焊接见图9。
4 导梁试验
导梁安装施工完成后, 需对导梁进行静载试验, 对导梁实际承载能力进行评定, 为安全顺利进行的主桥顶推过程提供科学依据。
根据内力计算结果分两种工况进行导梁试验。
试验时, 准备4台400 t千斤顶对导梁进行加载。两种工况均为向上顶推导梁提供出与实际顶推施工工况下的受力状况:
工况1加载利用28号墩立柱, 在立柱上布置千斤顶进行加载;工况2加载将千斤顶布置在29号墩盖梁上加载。每个千斤顶上下均垫设钢板, 分级施加力并测量, 每个顶施加的力为661 k N, 施加过程分10%, 20%, 60%, 100%四级加载 (见图10, 图11) 。
根据顶推过程中的最大弯矩和剪力值位置贴设应变片, 测量两种工况下的应力值。在顶推过程中随时对这些点进行监控测量。
5 结语
本文通过实例介绍恢复原顶推设施, 新制导梁与原混凝土箱梁的连接技术, 以及导梁试验方法, 来实现类似桥梁的拆除施工, 为以后的工程提供借鉴。
参考文献
[1]沈阳~海口国家高速公路谢边至三堡段改扩建工程北江大桥施工图设计及竣工图纸[Z].2009.
[2]周芝林.佛开高速公路旧北江大桥主桥顶推拆除施工方案研究[J].公路, 2012 (7) :55-56.
[3]张晓东.桥梁顶推施工技术[J].公路, 2003 (9) :21-22.
[4]JTG B01-2003, 公路工程技术标准[S].
[5]JTG D60-2004, 公路桥涵设计通用规范[S].
[6]JTG D62-2004, 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
[7]JTJ 041-2000, 公路桥涵施工技术规范[S].
[8]GB 50367-2006, 混凝土结构加固设计规范[S].
顶推法施工桥梁 篇7
排榜立交桥跨径组合为17x25+ (33.5+2x50+33.5) m, 桥梁长598.04m。桥梁平面处于R=1500m, A=600m、Ls =240m的圆曲线和缓和曲线以及直线上, 50m主跨跨越机荷高速公路, 排榜立交桥与机荷高速公路呈斜交, 交角33°, 跨线区域沿机荷高速公路线路方向长度为195m。钢箱梁横向设2%单向横坡, 纵向设0.85%单向纵坡。顶宽15.38m, 底宽10.58m, 悬臂长2.5m, 梁体净高2m (内轮廓尺寸) , 主体结构采用符合GB/T714-2000要求的桥梁用结构钢Q345q C。根据现场勘查情况分析后认为, 比较合理可行的方法是顶推法。
2、施工步骤
2.1 架设方案
采用尾端两点顶推架设法架设钢箱梁。顶推顺序:自深圳端向博罗端顶推。在深圳侧设置连续40m长的临时拼装胎架, 利用2台25t汽车吊拼装导梁, 钢箱梁按板单元在胎架上首次拼成箱梁节段, 再将一定数量节段总拼装后, 形成整体钢箱梁纵向块段, 按照由深圳侧向博罗侧方向对连续钢箱梁顶推前移, 每顶推前进一个轮次, 在后部支架上继续下一轮次的拼装作业, 如此循环直至钢箱梁全部顶推就位。在钢箱梁支撑墩上起顶纵横移调整钢箱梁状态, 达到设计要求, 安装支座。
2.2 施工准备
2.3 相关验算
2.3.1 顶推系统验算
滑块 (不锈钢板) 与滑道 (聚四氟乙烯板) 摩擦系数µ=0.1
则顶推装置需要的顶推力为:
式中:摩擦力不均匀系数取χ=1.2, G为导梁和钢梁的总重
选用2台150t液压油缸, 安全系数1.5
每个节间顶推力计算:
式中, q =8.23t.m是钢梁的线密度, G' 是导梁重量
2.3.2 横桥向抗倾覆计算
在拼装区域, 受力示意图如下图所示:
式中:C——风力系数, 取C =1.3
Kh——风压高度变化系数, 取Kh=1
β——风振系数, 取β =1
q——计算风压, 取q =1000N/ m q =1000N/ m2
A——迎风面积
主敦架设过程中抗倾覆计算: 主敦架设过程中抗倾覆计算:
L =3.9m , 梁长170.2m, 梁高2m L =3.9m , 梁长170.2m, 梁高2m
所受风力:
式中:C——风力系数, 取C =1.9式中:C——风力系数, 取C =1.9
A——迎风面积, 2A=15.4/2*170.2=1310.5m, 台风从钢梁底面朝上吹最不利 (见下图)
若钢梁整体侧移0.2m
在主敦钢梁外腹板下方安放抗倾覆支墩, 按结构性设计
2.4 顶推架设施工步序
(1) 边跨安装导梁, 桥尾搭设钢箱梁拼装胎架及滑道, 安装各墩临时支架及滑块; (2) 拼装梁段1-5, 与导梁联接; (3) 顶推梁段1-5; (4) 安装梁段6; (5) 循环顶推; (6) 直至完成最后一段梁段拼焊及顶推; (7) 拆除导梁、道及胎架; (8) 落梁。
2.5 墩顶布置
墩顶布置采用位移调整系统, 是在钢箱梁的起顶点下布置千斤顶及顶座。千斤顶分为竖向千斤顶及水平千斤顶, 分别进行顶落梁和纵横移操作。鉴于钢箱梁跨度大, 在温差作用下易产生较大的纵向位移, 需在竖向千斤顶下面布置四氟乙烯板加不锈钢板摩擦副作滑动面。
2.6 顶落梁
顶落梁使用的油压千斤顶, 须带顶部球形支承垫保险箍, 共同作用的多台千斤顶选用同一型号, 用油管并联。顶落梁中, 上支承面及各垫层间应放置石棉板防滑材料;为适应支点水平位移, 千斤顶底部应设置四氟乙烯板垫座, 垫座中心应与千斤顶中心轴重合。顶落梁时必须设置保险支座, 同一墩的左、右及中间三点, 除调整高程时分别起顶外, 均同步进行。
2.7 钢箱梁的纵、横移
钢箱梁顶推完毕后, 即横移调整至设计位置, 应将顶力设备对称布置于左、右两侧, 当一侧下的横移千斤顶工作时, 另一侧下的设备起保险作用;钢箱梁纵移以起落顶法为主, 即通过起落顶使钢箱梁变形、支点移动, 然后转换体系, 进行反向操作使钢箱梁移动, 如此反复进行, 直至钢箱梁纵移到设计位置。
2.8 支座安装
固定支座安装应按设计里程及钢箱梁各墩跨平差后确定固定支座中心里程, 调整一联钢箱梁时, 应首先使固定支座对位。
活动支座底板安装应根据设计文件并结合实测梁跨进行办理, 以钢箱梁温度为准。当钢箱梁二期恒载未上足或施工气温不同于设计温度时, 应按设计图提供的资料进行计算, 确定底板的安装位置。应对活动支座移动部分进行防尘清洁, 严防碰伤污染, 滑动面应涂硅脂。
2.9 施工过程测量控制
为保证钢箱梁轴线顺直, 拱度符合设计要求, 应及时进行钢箱梁安装及顶推作业过程中的测量工作, 发现问题及时矫正。测量工作内容如下:钢箱梁中心线的测量, 每拼装一个节间测量一次, 每顶推作业一个轮次测量一次;钢箱梁挠度测量, 每拼装一个节间测量一次, 每顶推作业一个轮次测量一次;横断面测量, 每孔跨中测一断面。
3、结语
本工程按照施工组织设计顺利完工, 施工方案的最终确定至关重要, 需要提前预测可能发生的事件, 提前做好预控措施。通过本工程施工, 承建方增强了施工方案的变更能力, 积累了详实的钢箱梁顶推施工经验, 能够为相关工程施工提供有益的借鉴。
参考文献
[1]中交公路规划设计院.公路桥涵设计通用规范, 北京:人民交通出版社, 2004
[2]中国工程建设标准化协会.钢结构设计规范, 北京:中国建筑工业出版社, 2006
[3]中交第一公路工程局等.公路桥涵施工技术规范, 北京:人民交通出版社, 2004
[4]中华人民共和国交通部.公路工程质量检验评定标准, 2004
[5]中华人民共和国建设部.建筑结构可靠度设计统一标准, 北京, 2002