钱塘江二桥铁路引桥预应力钢筋混凝土连续梁单点顶推介绍_secret.doc

xx二桥铁路引桥预应力钢筋混凝土连续梁单点顶推介绍 预应力钢筋混凝土连续梁采用顶推法施工，在我国自1977年开始后现已有多种方法。xx二桥大胆而谨慎地设计了用一整套崭新的顶推设备和能整体脱模，就位的预制台座，对每联长达（最长）238m的双线铁路预应力钢筋混凝土箱梁进行接力式单点顶推，施工实践证明该法简洁、方便、安全，而对制梁质量也不明显的提高，本文将扼要地介绍此法的施工设计。 一、前言 杭州xx公铁两用第二大桥是铁道部“七五”计划华东路网中控制南北第一通道两座桥，公路桥是高速公路，铁路桥是双线铁路。其跨江正桥为456514806545m，18孔全连续预应力钢筋混凝土箱梁，全长1340m，将采用挂篮全伸臂灌筑施工，引桥中的双线铁路梁，杭州岸为（自桥台起）一孔12m简支梁加932832832m3联连续预应力钢筋混凝土箱梁；肖山岸为（自桥台起）832732732m3联连续预应力钢筋混凝土箱梁。铁路桥总长为2861m。由于引桥需跨越运输繁忙的沪杭公路及桥址周围征地珍贵，施工场地较狭，同时要尽可能提高梁体制造质量，经研究，引桥的每联双线铁路梁决定采用各联分别单点顶推法进行施工。 即在预制台上每次预制一节段长的梁（全箱形截面一次性灌筑），然后用聚四氟乙烯橡胶组合板（简称四氟板）作为支座顶面的滑板，每联梁在一个墩上用4台大行程水平穿心式千斤顶逐渐顶推，使梁向前全悬臂推进。 本引桥采用顶推施工的优点是：梁体预制场地小；管理及指挥集中；制梁质量提高（包括外形的规整）；可以用较小的动力设备架设每延米130KN、每联224288m的混凝土梁体；劳动强度小，高空作业少，从而保证工人的安全；施工还可不受气候及xx潮水的影响，特别是梁体架设时不侵占桥下净空。因此，可使整个引桥桥梁体不间断地又能科学管理地进行施工。 二、顶推设施的总体布置 顶推施工设计的总构思是仿效有轨车辆的行驶，借鉴于钢梁的连续拖拉法和其他顶推法的特长而制定出来的。 现以杭州岸引桥的顶推设施总布置为例说明顶推设施的总体布置情况（见图1）。在引桥开始的桥台处设置混凝土梁体节段预制台座（约18mm长）。在台座后适当距离（约30mm）建立一座顶推梁体中心监察平台，上置一架经纬仪。台前各墩顶置可调（或不可调）临时支座。为使牵引拉杆尽可能缩短，各联连续梁原有的制动墩，以逐一用来安装牵引梁体用的水平穿心式千斤顶及其托架。除此以外，还设有其他相应的辅助设备，如混凝土泵车、吊机等。整个场地布置简洁。 三、梁体节段预制台座的构造 预制台座是整个顶推作业的重点，是梁体预制及顶推的基地。其构造布置需符合梁体的制造精度、施工方便等要求。因此，预制台座的底部是一个不允许沉陷的桩基承台，其上搁着钢模底盘。 根据连续梁的恒载弯矩曲线，反弯点在距支点约1/4跨径处。又参考国外有关设计规程：“连续梁的顶推节段长度应使每跨不多于2个接缝”，故该引桥梁体预制节段长度是为每联两端各8m外，其余均为16m，使恒载最大正负弯矩处无接缝。故预制台座的固定钢模板做成了两节8m（见图1）。此钢模底盘浮搁在纵向6台、横向4台YSD100200型垂直螺纹千斤顶上（顶力1000KN，行程200mm），底盘平面位置靠前后4角落的钢垛定位。这样整个外侧钢模与连接为一个整体的钢底盘可一起按需要垂直落顶脱模或顶起就位。在每节活动外钢模，在已灌筑好的梁体准备顶推时，可先抽出，让此处独立的一个垂直支座支顶在梁底板上（中间垫四氟板），作为后滑动支座，并将侧边的滑动导向架扶正、靠近梁体侧边（如图1的BB面），作梁体的横向导向用。图1 梁体节段预制台及第一节段混凝土灌筑位置图（单位：mm） 由于梁体截面混凝土需一次整体灌筑，内钢模做成一种是可纵向靠轮子推动的形钢顶模，另一种是两侧的片状钢内侧模，它靠内外模间的对拉螺栓及与顶模的栓接来固定位置。 四、各种临时设备的功能与布置 按需设置以下几种临时设备。 1、纵向牵引设备 整个顶推的操纵中心要求能使行、停止灵活的操作部件集中在一处，“机器”要运行平稳但又简单。因此在牵引墩上的前侧安装了4台（按最大牵引力而定）专管牵引梁体前进的大行程水平穿心式千斤顶(YC75-1000,牵引力750KN、行程1000mm)，而在该墩的后侧安装2个专供刹住梁体滑动架（如图1、2）。牵引梁体用的拉杆是用32高强度全螺纹粗筋。每根全长以能拉出半个节段梁为宜，又因粗筋的出厂长度一般为12m，故每根又需3段，用连接器连接，以利拆接。 当需要顶推时，梁体顶、底板外的钢横梁锚住4根拉杆，如图2所示。油泵起动，水平千斤顶徐徐顶长拉杆，梁体即徐徐牵引前进。在行程中，顶座处拉杆上的止退螺母需随时拧紧，以防千斤顶顶出后需回油时梁体向后滑移。但当需拆、接拉杆节段时或在拆除水平千斤顶时，此时防止梁体纵向移动就靠在制动架顶面与梁体底面的空隙间塞以木块来完成。图2 牵引设备布置示意图（单位：mm） 2、横向导向设备 整个梁体在顶推过程中的方向由靠墩顶旁的导向架控制，正如有轨车辆靠轨道导向一样。按理应该每个墩顶两旁都安装此种导向架，但由于本混凝土箱形梁梁体宽、横向端各设置一对即可（逐墩倒移），从而节省设备，但此导向架需能承受最大的横向推挤向一侧导向架时，可将梁体渐渐推向他侧，故导向架与墩顶的连接应有足够的强度，如图2的BB截面所示。 3、梁底滑动设备 梁体前进的“走轮”就是梁底与各墩顶临时支座顶而不断填塞的四氟板。为便于填塞，此板长以50cm左右为宜。 墩顶的临时支座是“走轮”的滑道，要求具有下列功能：临时支座的顶面需足够光滑，使其与四氟板间的滑动摩擦系数不得大于0.05；连续梁梁体在支点处总有随时变化的转角，因此最好临时支座的顶面也能相应转动；在必要时临时支座可以进行微调高程。因此在本引桥上的每个“可调临时支座”采用含有2台矮千斤顶（YSD20030,每台顶力2000KN、行程30mm）的组合结构，如图3。为了节约投资，除在几个必要的支点上采用上述可调临时支座外，其他多数墩的临时支座以钢垫块代替矮顶，但由此带来了不可转动和微调的缺点，故称之为“不可调临时支座”。此种临时支座可直接座落在正式支座的支承垫石上，以免将来在仅40cm的梁底净高下给灌筑支承垫造成困难。可调临时支座以按图3(a)安放为宜，若按图3(b)安放，则需加强顶板。图3 五、钢导梁与混凝土梁的连接及每节段混凝土梁间的连接 每联混凝土梁的前后端都用钢导梁连接，以减少混凝土两端跨在顶推悬臂时的梁体内力。此连接有两种因素要求而异的设计原则。一种是“刚性”连接，即连接处在设计外力下不出现缝隙，导梁与混凝土连成一个整体。这样可使混凝土梁在架设过程中内力最大限度的减小。具体方法就是两者之间用预应力梁截面验算法的要求设计。另一种是“柔性”连接，即连接处作为一铰接处理，则混凝土梁的架设内力就相对较大，而导梁的内力就相对减小。其具体方法可用高强度螺栓或不需预张拉的粗筋连接。上述两种连接中的剪力都需由剪力槽（或梁）承受，剪力梁同样以预应力粗筋与混凝土梁竖向刚性连接。本桥采用前者，以32预应力粗螺纹筋连接，它在顶推开始几个步骤时受力最大，如图4中步骤至过程间。 但梁体顶推快到位而前端有另一联梁妨碍钢导梁再推进时（见步骤图），导梁就需转到混凝土梁端顶面，这时导梁与混凝土梁顶的钢连接梁就以足够的高强度螺栓连接。此最后阶段的混凝土梁体受力显然较小，可用铰接。 每节段混凝土梁间的连结，按照顶推步骤在后端截面上间隔张拉50%数量的预应力粗筋，张拉及未张拉的粗筋末端均用连接器与下节段粗筋连接，两者连接器的错开长度为1.2m，即使在特殊步骤，如步骤，需在后端张拉100%数量粗筋时，此错开长度也如此。这对用YC60或YG70型穿心式张拉千斤顶是可以做到的。 六、顶推步骤 每次灌筑的节段混凝土养生到极限抗压强度的80%后，不先脱模，而按梁体设计要求张拉纵向预应力粗钢筋，并向套管内压浆。图4 杭州岸顶推步聚示意图（单位:mm） 然后内模可随本节段梁体一起推出后再脱模（除每联的最后一节段外），而外模脱下的次序就按图1中 所示各部位次序：先落下后滑动支座处的千斤顶；抽出此处的活动侧板及底板；在千斤顶顶部垫上四氟板并顶紧梁底成为支承点，同时在滑动导向架侧面也填塞四氟板；将钢底盘脱下，即可进行顶推。 每节段开始顶推时，先推出5cm左右，立即停止、回油。再如此拉、松23次，以松动各滑动面并检查各部位设施。正式推进时各种顶推临时设备的操作如前述。各墩顶临时支座顶面及导向架侧面需注意要不断塞四氟板。 主要顶推步骤如图4所示。现将其中几个典型步骤扼要说明一下：步骤将第1节段梁向前顶推约7m至图位置后即停止，顶起钢底盘及外模到灌筑梁体标高并调好尺寸后，第2节段的钢内模就位。其前端有一小段是插进第一节梁体内，以求新旧梁体混凝土连接整直。在步骤中，前导梁悬臂最大是倾覆稳定的控制阶段，此时导梁前端挠度也最大，需特别注意工程安全，前方墩顶应及早准备，用接引千斤顶接引导梁。梁体继续灌筑第3节段，在混凝土强度达到要求后，此节段后端的全部纵向预应力粗筋筋需张拉至设计张拉力。因在步骤时第2、3节段间的弯矩最大，已必须使全部纵向预应力粗筋发挥作用。到步骤时，牵引墩就需从025号倒换到020号墩（制动墩），继续顶推。到步骤时，即第一联梁顶推至最后一孔时，顶推暂停，此时在制动架顶上塞紧硬木板以防梁体滑移。将钢剪力梁转90横放作为垫梁，在其上装上钢连接梁，张拉竖向连接高强度粗筋，即可拆下前导梁，提上、吊装在连接梁上。然后就可取出防滑木板继续推进。此时前导梁即在前方梁体顶面被接引和支承、滑动（梁顶也同样安放临时滑动支座）。步骤，即第一联梁到位，吊拆前、后导梁，随即进行补穿钢绞线索、张拉及混凝土封头工作，以免3联梁全部顶推完毕后再进行时两联梁间的净空不够。至于灌筑横隔板及换正式支座等工作可在下一个阶段进行。与此相类似的步骤，即第二联快顶推到位（离墩边尚有1m）时，也因净空关系需暂停，进行上述工序。 在第一联梁尾端顶推出预制台座后，即可进行第二联梁体节段的制造工作，以尽量缩短施工周期。当然，顶推设备需略为增加一些，但总的经济效益将是良好的。为了使从监察台到引桥最前端共约八百多米长的各工点间密切联络配合，采用无线对话机联系。相关工艺预应力曲线连续梁顶推施工与设计.doc用顶推法架设预应力混凝土梁.doc我国首次顶推法施工_狄家河大桥顶推