青银高速济南黄河大桥钢箱梁斜拉桥顶推安装施工工艺介绍.doc

青银高速济南黄河大桥斜拉桥钢箱梁顶推施工工艺简介 闫宗山 万雨帆 刘深远摘要 青银高速济南黄河大桥斜拉桥钢箱梁采用的施工方法，突破了传统的顶推施工工艺，采用在每一个临时墩上设置棘块式顶推设备的方法，实现了由简单的拖拉式顶推到真正意义上的顶推施工方法的转变。青银高速济南黄河大桥的钢箱梁顶推施工工艺具有施工过程中动态可控、临时墩受力明确、经济性好、施工安全性高等特点，为类似桥梁的施工探索出一种可资借鉴的新工艺。关键字 宽浅河流，钢箱梁，施工工艺图1）钢箱梁安装一般分为三种：悬臂吊装，顶推施工，支架安装。为了追求施工工艺先进性、经济性、实用性、便易性等，施工单位都加大了对施工方法的研究，结合不同工程的特点、施工工期要求和资金的需求等客观因素，力争设计出新颖、经济的施工工艺。济南黄河三桥主桥钢箱梁安装采用的顶推施工工艺，就是在结合本工程实际情况条件下，组织相关技术人员查阅各种规范资料，咨询有关专家，同时结合对当今同类型桥梁的安装工艺进行了大量的调查研究的基础上在创新性，实用性、经济性方面做了大量的尝试。1、工程概况 青银高速公路济南黄河大桥位于山东省济南市北部，是国道主干线青岛银川公路（也是济南北绕城高速公路）跨越黄河的一座特大桥，同时也是京沪高速公路复线（山东段）的关键工程之一。主桥钢箱梁全长666m，桥跨布置为60+60+160+386=666m。（主桥桥型布置图见主桥桥型布置图主桥钢箱梁共计46个梁段，根据其梁段长度、钢板厚度等，钢箱梁划分为A、B1、B2、B3、C、D、E1、E2、F1、F2、G共计11种类型。各梁段长度及重量见表1：注：表中梁段重不含锚箱、风嘴、预埋件、压重槽重量主梁箱梁中心线处内轮廓高3.5米，顶板设2%横坡，底板水平，顶宽40.80m（不含风嘴宽度），全宽43.60m(底宽31.2m)。钢箱梁顶板厚采用14mm、16mm两种规格；底板厚度采用16mm、12mm两种；斜腹板厚度均为30mm，其加劲板厚24mm；横隔板厚度分别为10mm、14mm、16mm、20mm四种规格；纵隔板厚度为16mm。其断面图见图22、技术说明2.1 总体施工情况全桥共设6个河中临时墩，另有5个永久墩。临时墩最大间距60米，全桥共设5处河中墩，2处岸上墩，顶推平台与第一个临时墩相连。临时墩的跨径组合为： 7.55876029.25m。钢箱梁安装采用多点连续顶推方案施工。2.2 临时墩施工临时墩和顶推平台都以钻孔灌注桩做基础，临时墩的钻孔桩直径为180cm，顶推平台的为100cm，钻孔桩设计桩长水中墩为60m，岸上墩为55m。临时墩和顶推平台钢管立柱作为上部支撑，临时墩的钢管直径为120cm，顶推平台为100cm，临时墩的钢管下部8米内灌注C30砼。顶推平台钢管立柱顶面设置可调节滑动支座。为满足临时墩拆除的需要，临时墩钻孔灌注桩桩顶面高程低于河床面50cm。钢管立柱顶部浇筑一直径为1.6米高80cm的钢筋混凝土桩帽，用以放置支撑垫块和顶推装置；且在钢管顶安装型钢平台，便于作业人员工作。2.3 380吊装龙门龙门设计吊重380T，净跨度46m，净高30m。龙门人字形支腿采用箱型截面，并用型钢横向联接。龙门横梁采用断面为285cm180cm的矩形钢箱梁，横梁中部间距20m放置2台单台起重能力为200T的连续起升千斤顶，千斤顶通过其下的小车可以实现小幅度的横向微动。龙门运行区间为52墩55墩，用于岸侧钢箱梁的吊装安装和河侧顶推施工时的吊装工作。2.4 岸侧支架安装岸侧钢箱梁吊装主要集中在52顶推平台之间，采用支架安装施工工艺。从52墩到顶推平台之间按钢箱梁节段长度设置临时支撑墩，支撑墩采用万能杆件支架与梁柱式支架相结合，中间设置剪刀撑，墩顶设置纵、横梁及工作平台、横向通道，并在纵梁上设置调整千斤顶及支撑垫块。基础采用条形砼垫梁，地基采用5%灰土换填经夯实处理并进行预压。2.5 导梁设计导梁采用工字形、变截面、实腹钢板钢导梁，高度为3.3米，与钢箱梁同高，长度为38.5米，总重约85吨。两片导梁纵向由3节6片拼装成型与钢箱梁纵隔板焊接成整体。两导梁之间平面和横向联系采用桁架联接，保证钢导梁的空间整体性，满足受力要求。将导梁前端底部1.5米设置成半径为3.9米的圆弧形过渡曲线，高差为300mm。以使下挠的导梁前端能顺利的行走至前方临时墩上。导梁底部设置板厚为50mm钢板。2.6 顶推施工原理2.6.1 顶推系统配置钢箱梁安装采用多点顶推方式，在每个临时墩顶及索塔横梁上安装顶推系统共8套，顶推设备系统采用自主创新设计的配置实用动力提供液压系统的棘块式顶推设备。2.6.2 顶推工作流程步骤一：钢箱梁底部纵隔板处用螺栓连接一块厚50mm、宽240mm的滑板，钢板两侧对称开槽。钢箱梁放在滑梁上，顶推液压油缸未顶推时，棘块被压缩弹簧顶入槽内。 步骤二：顶推液压油缸向前顶推，推动钢箱梁前行。步骤三：顶推液压油缸回程，棘块退回槽口，滑块被拉回，待回到前一槽口时，棘块被弹簧顶推槽口，顶推液压油缸开始下一个行程。2.7 钢箱梁安装2.7.1 总体思路钢箱梁安装遵循先河侧后岸侧的施工顺序。在临时墩和桥塔横梁上各设置一组顶推设备，龙门吊装梁段到顶推平台上，焊接连接，第一次顶推时每组拼焊接一段就顶推一次，第二次顶推时每组拼焊接两段顶推一次。然后再次吊装钢箱梁，重复进行，直至顶推完毕。岸侧的钢箱梁直接用龙门吊装到支撑墩上拼装。2.7.2 钢箱梁安装流程步骤一1、搭设顶推平台及临时墩，用于顶推过程中钢箱梁的拼装与顶推施工；2、钢箱梁厂家把组装好的梁段运到桥位正下方起吊位置。步骤二1、在顶推平台上安放滑道和落架装置并进行标高调整；2、把钢箱梁梁段用龙门吊放到顶推平台上，调整完毕，把加工好的导梁与首节A梁段钢箱梁焊接，通过水平液压油缸顶推到设计位置，依次把其后钢箱梁梁段吊装到平台上并和上一梁段焊接顶推。步骤三1、搭设5254墩之间的支架，用于安装此处钢箱梁2、龙门行至起吊位置，吊起钢箱梁梁段。龙门沿其轨道将箱梁运至52#墩下，进行架设，架设完毕后，龙门回到起吊位置；3、重复以上步骤安装钢箱梁至到图示位置； 步骤四把拼装于54顶推平台处的3个剩余梁段临时吊装放置于53、54、顶推平台上，然后搭设其中的剩余2组支架。再进行钢箱梁梁段安装。步骤五安装剩余梁段，吊装顺次依次为B2、B2、B3，其中B3为合龙段，调整焊接完毕，通过落架装置把梁体落到塔柱横梁上的临时支座上，拆除滑道及支架，挂索落架完成钢箱梁安装。2.7.3 实际安装部署考虑到钢箱梁安装过程需要经历一个冬季，基于顶推施工安全等多方面因素，顶推实际安装过程做如下变化：先顶推安装河侧10个梁段，再用龙门吊装安装岸侧10个梁段；节后再开始顶推安装河侧剩余梁段，直至顶推到位，最后采用龙门吊装安装岸侧剩余梁段，直至完成整个钢箱梁的安装工作。 2.7.4 钢箱梁安装控制轴线控制：在每个临时墩上均设置可调节导向限位块以确保钢箱梁在顶推过程中的轴线始终处于可控状态，同时利用经纬仪进行轴线跟踪观测。同时在塔柱横梁处钢箱梁两侧加设置横向限位结构，加强钢箱梁在不推进时的横向控制，确保轴线不发生偏移。高程控制：每个临时墩所有标高均严格按照监控方提供的数据进行施工控制，确保钢箱梁安装线形的合理性。2.8 钢箱梁合拢钢箱梁安装合拢段根据现场实际情况设置在54顶推平台之间，以B3作为合拢段。采用龙门起吊安装。在合拢段位置处通过安装岸侧钢箱梁时预设20cm富余宽度，待合拢梁段B3提升安装到位后（与B2梁段断面相匹配）利用在52过渡墩处上水平设置的千斤顶，顶在钢箱梁尾部纵隔板位置处，施加顶推力，将岸侧支架上的钢箱梁向前顶推，使其E1梁段前断面与合拢梁段B3断面相匹配。完成钢箱梁的合拢。在合拢时，应按平面位置、标高测量、整体施工控制的要求选择一天中日照不强烈、低温、温度均匀时段内进行合拢安装。在所选定时间内，一次完成临时匹配工作。拆除顶推千斤顶，进行钢箱梁拼接、施焊工作。拼接、焊接应在夜晚温度较低、均匀时间内尽早完成，以避免温度应力对未达强度焊缝的破坏。合拢测量：利用索塔中心位置的控制点进行平面位置测量。边跨合拢过程不需进行高程测量，因为合拢过程是一个连接匹配过程，只要将两边的钢箱梁对齐连接即可。在合拢后，在利用拉索张拉进行钢箱梁线形标高调整过程中，进行高程测量。3、结语该施工工艺具有结构简单，各临时墩受力明确；采用的液压棘块式顶推施工工艺，属于自主设计研制，操作简便，安全适用；材料的可持续利用率高等优点。同时严谨的施工组织、严格的施工管理、精良的液压