顶推法施工的技术原理及方法

1、1、顶推法施工的技术原理及方法1.1顶推法施工原理施工原原理是沿沿桥纵轴轴方向的的台后设设置预制制场，分分阶段预预制梁体体，纵向向预应力力筋张拉拉后，通通过水平平千斤顶顶施力，借借助滑道道、滑块块，将梁梁逐段向向前顶推推，就位位后落梁梁，更换换正式支支座。1.2顶推推施工方方法施工的的关键是是在一定定的顶推推动力作作用下，梁梁体能在在滑道装装置上以以较小的的摩擦系系数向前前移动。施施工实测测资料表表明，聚聚四氟乙乙烯板和和不锈钢钢板之间间的摩擦擦系数一一般为00.0440.006，静静摩擦系系数比动动摩擦系系数大些些。1.3顶推推施工方方法分类类1.3.11按顶推推动力装装置分（1）单单点顶推

2、推。顶推推动力装装置集中中设置在在靠近梁梁场的桥桥台或桥桥墩上，支支承在纵纵向滑道道上的垂垂直千斤斤顶和支支承在墩墩（台）背背墙的水水平千斤斤顶联动动，能使使梁体以以垂直千千斤顶为为支承向向前移动动。另一种种单点顶顶推的方方式是水水平千斤斤顶通过过拉杆带带动梁体体前移，滑滑道为固固定的不不锈钢板板，滑块块在滑道道上支承承梁体，在在滑道前前后设置置垂直千千斤顶用用来起落落图1单点顶顶推示意意梁体使使滑块能能从前向向后移动动，这是是早期做做法。后后来把滑滑道前后后作为斜斜坡，滑滑块可以以手工续续进，就就不必用用垂直千千斤顶顶顶起梁体体后移滑滑块了。（2）多多点顶推推。由于于单点顶顶推存在在一个严严

3、重缺点点，就是是在顶推推前期和和后期，垂垂直千斤斤顶顶部部同梁体体之间的的摩擦力力不能带带动梁体体前移，必必须依靠靠辅助动动力才能能完成顶顶推。此此外，单单点顶推推施工中中，没有有设置水水平千斤斤顶的高高墩，尤尤其是柔柔性墩在在水平力力的作用用下会产产生较大大的墩顶顶位移，甚甚至威胁胁到结构构的安全全。为了了克服单单点顶推推的这些些缺点，便产生了多点顶推法。多点顶推法的优点是任何阶段都能提供必须的顶推动力，在顶推过程中水平千斤顶对墩台的水平推力同梁体作用在墩台上的摩擦力相平衡，有利于柔性高墩的安全。但是必须保证多台千斤顶同步工作，而且可以分级调压，使作用在墩顶的水平力不超过设计允许值。多点顶推

4、的动力装置从广北立交桥后，都采用穿心千斤顶、钢绞线束、自动工具锚体系。1.3.22按支承承系统分分（1）临临时滑道道支承装装置顶推推施工。在在永久墩墩台和临临时墩顶顶设置临临时滑道道装置进进行顶推推，待梁梁体就位位后起梁梁、取掉掉滑道、更更换支座座、落梁梁。这是是一项复复杂的工工程，起起梁和落落梁必须须有设计计程序，确确保梁体体的安全全。永久久墩台的的支承垫垫石顶面面标高必必须符合合设计要要求。我我国大部部分顶推推施工的的桥梁都都是采用用这种方方法。（2）永永久支承承兼用滑滑道的顶顶推施工工。在条条件适当当的桥梁梁顶推施施工设计计中，把把永久支支座做必必要的临临时处理理，使其其成为临临时滑道道

5、，当顶顶推结束束后，起起梁、拆拆除临时时的滑道道，把梁梁体落在在永久支支座上。国国外的RRS施工工法，由由于采用用很薄的的不锈钢钢带（00.6mmm）和和橡胶（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。例如日本的秩父跨（29.3m+50m+29.3mPC连续梁）就是这样施工的。1.3.33按顶推推方向分分（1）单单向顶推推。单向向顶推即即只在桥桥的一端端设置制制梁台座座，分段段预制，逐逐段顶推推，直到到全桥就就位。对对于多联联的连续续桥梁，顶顶推时，必必须把两两联之间间临时连连接起来来，全桥桥就位后后，再取取掉临时时连接。（2）双双向（相相对

6、）顶顶推。在在桥的两两端台后后均设置置制梁台台座，同同时分段段预制梁梁体，逐逐段顶推推。这种种顶推方方式，必必须解决决两联梁梁体即将将到位时时，导梁梁的处理理问题。通通常的解解决方式式是第一一联首先先按常规规方法就就位，第第二联顶顶推到适适当位置置时，把把导梁移移至梁顶顶部，使使第二联联导梁在在第一联联梁体顶顶面滑移移。这种种方法需需要的设设备多，只只在桥梁梁较长，工工期很紧紧张的情情况下才才考虑采采用。1.3.44按动力力装置的的类别分分（1）步步距式顶顶推。自自从19990年年广北立立交桥建建成以后后，大部部分顶推推桥梁均均采用穿穿心千斤斤顶、钢钢绞线束束、自动动工具锚锚、拉锚锚器体系系作

7、为顶顶推动力力装置。为为了使多多台千斤斤顶同步步运行，采采用主控控台控制制各个泵泵站操纵纵千斤顶顶，即可可集中控控制，又又可分级级调压，也也可以限限定差值值（各墩墩台设计计允许的的水平推推力与施施加给各各墩台的的不平衡衡推力之之差）。但但是，由由于步距距式顶推推是以水水平千斤斤顶的工工作行程程为一个个顶推步步距，当当水平千千斤顶回回程时，梁梁体便停停止前移移。对于于墩台而而言，每每一个顶顶推步距距都将经经历从静静摩擦到到动摩擦擦再到停停止的过过程，墩墩台顶部部的位移移也随之之从零最大较小零这样样周而复复始的变变化。同同时，每每当顶推推力克服服了静摩摩擦力时时，梁体体便突然然前移，而而由于动动摩

8、擦力力比静摩摩擦力小小，水平平千斤顶顶的油压压随之下下降，梁梁体前移移速度也也随之减减慢，这这就是梁梁体爬行行现象。它它对柔性性高墩的的安全存存在严重重威胁，因因此，出出现了连连续顶推推新工艺艺。（2）连连续顶推推。自从从长沙湘湘江北大大桥西延延铁路刘刘家沟大大桥采用用串联穿穿心千斤斤顶、钢钢绞线束束、自动动工具锚锚、拉锚锚器体系系实现了了连续顶顶推以后后，许多多桥梁顶顶推施工工都采用用了这一一新工艺艺。它通通过连续续千斤顶顶的连续续工作，使使一段梁梁体的顶顶推作业业连续进进行，避避免了步步距式顶顶推时梁梁体的“爬爬行”现现象及对对墩台的的反复冲冲击，同同时也提提高了顶顶推效率率。1.3.55

9、按箱梁梁节段的的成型方方式分（1）预预制组拼拼，分段段顶推。在在墩（台台）后设设置制梁梁场、存存梁场、拼拼梁线，按按照设计计顶推单单元划分分，将顶顶推单元元分成若若干个块块件预制制，在拼拼梁线上上组拼，张张拉预应应力形成成整体后后顶推的的施工方方法。当当台后场场地条件件好，具具备运输输和就地地拼装能能力，工工期要求求紧迫时时，设计计和施工工方案可可以考虑虑预制箱箱梁节段段、墩（台台）后拼拼装、分分阶段顶顶推的施施工方案案。逐段段预制，逐逐段顶推推。在墩墩（台）后后设置制制梁平台台，将连连续梁分分成若干干个节段段，按照照设计顶顶推单元元划分，每每一个顶顶推单元元为一个个预制的的基本节节段，依依次

10、在制制梁台座座上制作作，在墩墩顶设置置顶推滑滑道、顶顶推千斤斤顶，通通过各千千斤顶出出力，牵牵引顶推推传力拉拉索带动动梁体在在滑道上上向前移移动，前前段梁顶顶出台座座后，在在台座上上接灌下下一梁段段，将梁梁逐渐向向对岸顶顶推。2、顶推关关键技术术2.1制梁梁台座和和节段的的制作制梁台台座为预预制箱梁梁节段和和顶推作作业的过过渡场地地。台座座上一般般设有可可升降的的活动底底模架和和不动的的台座滑滑道。与与制梁台台座相配配套的还还有预应应力钢束束穿束平平台、钢钢筋绑扎扎平台、测测控平台台及必要要的吊装装设备。这这些设施施使梁段段制作具具有明显显的工厂厂化生产产特点，从从而有效效地保证证了箱梁梁的施

11、工工质量。梁梁体节段段的预制制周期制制约全桥桥的施工工工期。顶顶推节段段长度一一般为11024mm，又以以1620mm居多。每每联箱梁梁除首尾尾两节外外，中间间各节段段长度均均相等。顶顶推施工工进入正正常后，节节段作业业循环周周期一般般在715dd。由于于节段较较长，这这个速度度是不慢慢的。我我国预制制周期的的记录已已经达到到7d。这这要求模模板设计计时，外外模必须须是大块块整体式式，内模模是可以以整体拖拖出并整整体推进进的装备备化机械械化形式式，还必必须考虑虑蒸汽养养生条件件。（1）制制梁台座座位置的的选择制梁台台座位置置选择的的原则主主要有以以下几个个方面:首先，必必须保证证墩台后后端梁体

12、体在顶推推过程中中的总体体稳定和和抗倾覆覆安全，使使梁段在在预制场场地范围围内逐步步顶推到到标准跨跨。制梁梁台座的的位置应应尽量地地向前靠靠，充分分利用永永久墩、台台基础和和墩身，少少占引桥桥或引道道位置，减减小顶推推工作量量，避免免顶推到到最后时时，梁的的尾端出出现长悬悬臂;其次除除必须使使顶推梁梁体尾端端的转角角为零，以以保证梁梁体线形形一致外外，还应应考虑拼拼装导梁梁的场地地。（2）制制梁台座座的结构构形式制梁台台座的主主要功能能是预制制梁体节节段时，能能保证梁梁体线形形与已经经顶推出出去的梁梁体完全全一致;而在顶顶推时，不不需要顶顶起梁体体就可开开始顶推推。这就就要求制制梁台座座必须设

13、设置滑道道、滑块块、具有有升降功功能的活活动底模模板;具有侧侧模板、端端模板立立模与柝柝卸的灵灵活装置置。预制制台座基基础应根根据地质质、水文文条件，选选择合理理的基础础方案，必要时时平台基基础宜采采用临时时桩基础础，防止止在浇注注和顶推推梁体时时发生沉沉陷，影影响预制制梁段的的接长或或梁体的的顶推。预预制台座座的构造造布置可可分为两两部分:为箱箱梁预制制台座，即在基础上设置钢筋混凝土立柱或者钢管立柱，立柱顶面用型钢联成整体，直接支撑预制模板，只承受垂直压力，顶推前降下模板，脱离梁体；为预制台座内内滑道支支撑墩或或整体滑滑道梁，在在基础上上立钢管管或钢筋筋混凝土土墩身，纵纵向联成成了整体体，顶

14、上上设滑道道，梁体体脱模后后，承受受梁体重重力和顶顶推时的的水平力力。预制制台座一一般采用用刚性设设计，台台座结构构形式宜宜采用梁梁柱式结结构或整整体框架架结构，刚刚度、强强度满足足顶推施施工的技技术要求求，表面面平整、标标高准确确，不得得发生沉沉降。2.2临时时墩由于支支点负弯弯矩的增增加与跨跨度的平平方成正正比，在在箱梁截截面和预预应力钢钢束强度度有限的的情况下下，当跨跨度增加加到一定定限度时时，预应应力钢束束就没法法布置了了，所以以PC梁采采用顶推推法施工工有个“适适用跨度度”的问问题。提提高适用用跨度的的途径之之一是设设置临时时墩。在在连续梁梁的跨度度大于顶顶推跨度度时，宜宜设置中中间

15、临时时墩，在在不设临临时墩时时，为满满足安装装钢导梁梁和连续续梁前期期顶推抗抗倾覆的的要求，在在制梁台台座前和和连续梁梁第一跨跨内设临临时墩，作作为顶推推施工的的过渡段段，保证证梁体线线形与已已经顶推推出去的的梁体完完全一致致，避免免大梁从从制梁台台座上顶顶推出去去以后，与与接灌的的下一梁梁段出现现大的转转角。临临时墩应应能承受受顶推时时的最大大竖向荷荷载和最最大水平平摩阻力力引发的的变形。在在此原则则前提下下，尽可可能降低低造价，便便于拆装装。为提提高临时时墩的稳稳定性，防防止临时时墩在箱箱梁顶推推过程中中产生较较大的水水平位移移，保证证顶推安安全，将将临时支支墩与相相邻的主主桥墩和和制梁台

16、台座进行行撑拉连连接，用用水平或或斜拉钢钢绞线束束临时加加固2.3导梁梁导梁设设置在主主梁前端端，可为为等截面面或变截截面钢板板梁，导导梁结构构必须通通过设计计计算，从从受力状状态分析析，导梁梁的控制制内力是是导梁与与箱梁连连接的最最大正、负负弯矩和和下翼缘缘的最大大支点反反力。国国内外的的施工经经验表明明:导梁长长度一般般为顶推推跨径的的0.660.77倍，较较长的导导梁可以以减小主主梁的负负弯矩，但但过长的的导梁也也会导致致导梁与与箱梁连连接处负负弯矩和和支反力力的相应应增加，合合理的导导梁长度度应是主主梁最大大悬臂负负弯矩与与使用状状态支点点负弯矩矩基本接接近。导导梁的刚刚度宜选选主梁刚

17、刚度的11519，它它对主梁梁内力的的影响远远较其长长度对主主梁内力力的影响响为小。导导梁的刚刚度在满满足稳定定和强度度的条件件下，选选用较小小的刚度度及变刚刚度的导导梁，将将在顶推推时减小小最大悬悬臂状态态的负弯弯矩，使使负弯矩矩的2个峰值值比较接接近。此此外，在在设计中中要考虑虑动力系系数，使使结构有有足够的的安全储储备。为为减轻自自重最好好采用从从根部至至前端为为变刚度度的或分分段变刚刚度的导导梁。2.4滑动动装置墩墩顶滑道一一般采用用单滑道道板形式式，滑道道板为一一块整钢钢板，置置于滑道道垫块钢钢架之上上，该种种形式的的滑道，能能很好的的承受各各向作用用力，而而且标高高容易控控制，拆拆

18、除也非非常方便便。近几几年，台台座滑道道采用了了一种连连续梁式式的整体体滑道，它它是通过过在滑道道梁上铺铺设滑道道板形成成的。整整体滑道道构造为为:活动底底模板+滑块+滑道板板+滑道梁梁+重轨支支座。如如在支座座上设置置滑道顶顶推，其其永久支支座需在在厂家做做特殊处处理，即即施工时时上、下下部临时时固定，以以承受顶顶推的水水平摩阻阻力。再再在永久久支座纵纵向两边边设垫块块，上面面盖一块块厚400mm钢钢板做盖盖板，再再设置滑滑道。箱箱梁顶推推到位后后，将梁梁顶起，拆拆开盖板板及滑道道，解除除支座上上临时约约束，恢恢复支座座设计功功能，完完成落梁梁工序。2.5顶推推动力装装置顶推动动力装置置由千斤斤顶、高高压油泵泵、拉杆杆（束）、顶顶推锚具具（自动动工具锚锚、拉锚锚器）组组成，顶顶推动力力一般使使用水平平千斤顶顶或自动动连续千千斤顶及及其配套套的普通通高压油油泵或专专用的液液压站作作为动力力装置，拉拉杆体系系最早使使用精轧轧螺纹钢钢，19988