中铁上海工程局-大跨径单滑道柔性墩单端多点连续顶推施工工法.ppt

大跨径单滑道柔性墩单端多点连续顶推 施工工法 中铁上海工程局有限公司 李 飞 2013年3月30日 1.工法产生的背景 柳州市双拥大桥 柳州市双拥大桥是目前国内首座单主缆单索面宽幅悬索桥 ，主桥跨径组合为40m+430m+40m，桥面宽38m。双拥大桥主桥采 用扁平流线型钢箱梁，钢箱梁梁高3.5m，横断面结构形式为单 一纵隔板，单箱双室结构。 1.1工程背景 钢箱梁标准断面 1.工法产生的背景 柳州市双拥大桥 1.1工程背景 全桥钢箱梁总重9300t，共分为53个节段，节段长度为7m至 10m，标准节段重193t。 1.2技术背景 综合考虑大桥及钢箱梁设计特点、桥址的地理位置和航道特 点，从经济性、安全性等方面比较了骑缆吊机、满堂支架和顶 推三种安装钢箱梁方法的优缺点，最终确定采用在桥位处搭设 顶推支墩，从南岸向北岸单端多点连续顶推施工主桥钢箱梁。 1.3技术水平 通过科技查新以及中国中铁股份公司技术鉴定，所采用的大 跨度单滑道柔性墩单端多点连续顶推施工技术达到了国内领先 水平。 2.工法特点 柳州市双拥大桥 2.1质量、安全方面 2.1.1采用单滑道多点连续顶推施工方法，钢梁顶推作业在 主承力支墩上的单一滑道上完成，两侧辅助支墩起顶推纠偏及 调整钢梁标高作用，施工简便可控，顶推支墩受力明确。 2.1.2顶推支墩采用非连续独立式钢管支墩，可合理布置支 墩间距，既保证通航要求，又确保了施工过程安全度汛。 2.1.3支墩顶部设置四氟板滑道，顶推水平力较小，采用往 复式液压千斤顶顶推设备，轻型简便，顶推启动和停止控制平 稳，保证柔性支墩的稳定，施工安全系数高。 2.1.4采用结构计算软件建立工况分析模型，设定预警值， 在顶推过程中即时监测钢箱梁线形、支墩位移，比照计算软件 分析结果，及时调整顶推状态，保证钢箱梁线形。 2.工法特点 柳州市双拥大桥 2.2工期、进度方面 单主缆悬索桥主梁采用顶推法施工，实现了钢箱梁顶推与悬 索桥主缆安装同步作业加快了施工进度，同时有利于保证单主 缆悬索桥施工过程中的稳定性。 2.3节约成本、经济效益方面 宽桥面单一纵隔板钢箱梁单滑道多点连续顶推工法是一套系 统化及自动化的施工方法，该方法简单易行，劳动强度低，成 本投入低。 3.工艺原理 柳州市双拥大桥 在主桥一端设置钢箱梁节段提升门架，采用钢管支架作为钢 箱梁节段拼装焊接平台，同时沿顶推方向设置顶推支墩并安装 四氟板滑道，顶推支墩分主承力钢管支墩及两侧辅助支墩，钢 梁顶推作业在主承力支墩上的单一滑道上完成，两侧辅助支墩 主要起顶推纠偏及调整钢梁标高作用。钢箱梁板单元在工厂加 工好后运输到现场组拼成钢箱梁节段，将验收合格的钢箱梁节 段按次序采用轨道板车移运至提升门架，经门架提升系统将钢 箱梁节段提升至拼装焊接平台，三节一组进行焊接，首段前端 需要焊接导梁。每组焊接完成后，采用往复式液压千斤顶顶推 装置进行顶推，借助不锈钢板与聚四氟乙烯模压滑板特制的滑 动装置，将钢箱梁逐段向对岸顶进。钢箱梁全部顶进就位后进 行体系转换，安装吊索并张拉索力，调整钢箱梁标高、线形及 索力，拆除钢管支墩，由主缆承受钢箱梁重量完成体系转换工 作。 3.工艺原理 柳州市双拥大桥 施工工艺流程图 4.关键技术创新点及操作要点 柳州市双拥大桥 4.1关键技术创新点 4.1.1钢箱梁采用单滑道柔性高墩多点连续顶推技术，保证 了宽主梁的施工稳定，解决了单主缆钢箱梁安装难题； 4.1.2钢箱梁安装系统也同时有效保证了单主缆安装和体系 转换中的稳定，具有创新性； 4.1.3钢箱梁安装与主缆系统安装平行作业，缩短了工期。 4.2操作要点 4.2.1提升门架及焊接平台施工 提升门架的支撑结构采用4根1500mm钢管桩，分节采用振 动锤插打至岩层面后接高钢管桩，横桥向间距满足钢箱梁宽度 方向位置，钢管桩之间采用325mm钢管焊接成横联系，钢管桩 顶部横向设置工字钢作为分配梁。 4.关键技术创新点及操作要点 柳州市双拥大桥 焊接拼装平台采用152010钢管桩组成支墩并在支墩顶采 用45a工字钢横梁组成分配梁，分配梁上采用滑道梁支撑滑道 及其上的钢箱梁，且在分配梁和滑道梁间设置竖向调高200t千 斤顶；在顶层钢管联系上采用贝雷片梁搭设成横桥向焊接操作 平台支撑梁，支撑梁上铺设槽钢分布梁及钢板组成焊接拼装平 台。 提升门架及焊接平台 4.关键技术创新点及操作要点 柳州市双拥大桥 4.2.2顶推支墩施工 为满足钢箱梁10m的最大悬臂要求，钢导梁长度为20m，主桥 钢箱梁顶推支墩间距为35m 。 顶推支墩采用钢管加工而成，支墩基础为钻孔桩，采用水上 浮式平台进行施工。顶推支墩由4根主承力支墩和2根辅助支墩 构成，主承力支墩为间距4m方形布置，辅助支墩横桥向布置在 钢箱梁两侧边缘。各支墩采用钢管作为横联系，水面以上每5m 设置一道，以保证横桥向的稳定性。为均匀分布顶推启动瞬间 的各支墩的水平磨阻力，各独立的顶推支墩间对称采用6根钢绞 线进行连接。 4.关键技术创新点及操作要点 柳州市双拥大桥 顶推支墩平面、立面图 4.关键技术创新点及操作要点 柳州市双拥大桥 顶推支墩上部设置主滑道和辅助滑道。主滑道为钢箱梁顶推 时主受力滑道，设置在主承力钢管支墩顶部，辅助滑道主要对 钢箱梁顶推过程中起纠偏和修正作用，设置在辅助支墩顶部， 在顶推过程中，辅助滑道与钢箱梁不接触，不承受被动压力。 主顶推滑道机构由支墩顶工字钢、纵向支撑滑道梁、四氟滑道 板、顶升设备、顶拉设备、钢绞线和拉锚器构成。 顶推滑道构造图 4.关键技术创新点及操作要点 柳州市双拥大桥 4.2.3顶推及纠偏措施 采用单端多点连续顶推施工，在钢导梁到达某一个顶推支墩 后，该支墩的顶推千斤顶接通电路，参与顶推。顶推过程中对 钢箱梁的线形和平面位置进行调整和纠正。 顶推过程中钢箱梁的受力状态与成桥时受力状态完全不同， 顶推过程以“支反力控制为主、线形控制为辅”的原则进行控 制。每轮顶推前依据监控指令，明确该轮顶推钢箱梁所经墩台 的竖曲线变化范围（即标高变化值）及箱梁容许支反力（即墩 台的容许压应力）变化范围。 顶推过程中总会由于各种原因造成箱梁的轴线偏位，在钢箱 梁顶推过程中主要从以下三个方面进行纠偏处理。 4.关键技术创新点及操作要点 柳州市双拥大桥 1）在导梁下部增设顶推纠偏装置，当导梁滑至顶推滑道后 ，该纠偏装置在水平力的作用下双侧卡入滑道，在钢箱梁顶 推时起到预入位的作用。 2）顶进时，箱梁前端的偏位采取在两排辅助支墩靠箱梁侧 设置可调导向纠偏装置，每个辅助支墩设置1个，以纠正钢箱 梁前端的横向偏位。 3）钢箱梁尾部两侧对称设置两个纠偏千斤顶，以控制钢箱 梁顶推时尾部始终位于正确的轴线上。 4.关键技术创新点及操作要点 柳州市双拥大桥 导梁及辅助支墩纠偏装置 5.工程应用情况 柳州市双拥大桥 双拥大桥主桥钢箱梁施工采用单滑道多点连续顶推方法施工 ，主桥共设14个临时墩，相邻两墩间中心距为35m，顶推顺序依 次由南岸向北岸进行。 钢箱梁节段在现场加工厂加工完成后由运梁台车经运粱栈桥 运至设置在南岸2223#提升门架提升门架，通过门架将钢箱梁 节段提升焊接平台，将钢箱梁节段逐次焊接完成后依次经过设 置在各临时支墩上单滑道连续顶推至北岸21#墩，全部顶推到位 调整好线形后，经体系转换，安装吊杆并分批多次张拉，把梁 体重量转至由主缆承担，完成体系转换工作。 6.社会经济效益 柳州市双拥大桥 6.1直接经济效益 通过施工方案优化和技术创新，施工中采用主塔施工时现有 钢管材料，节约成本2000余万元。 6.2社会（间接）效益 由于该桥为单主缆施工，单滑道多点连续顶推法在安全性、 工期、钢箱