桥梁顶推法施工技术与施工工艺介绍

桥梁顶推法施施工技术与施施工工艺介绍绍第23讲顶推推法23.1施工技术概述述23.2施工工艺介绍绍23.1施工技术概述述顶推法23.1施工技术概述述顶推法的基本本思路：预应力混凝土土连续梁桥顶顶推法施工是沿桥纵轴方方向，在桥台台后设置预制制场浇筑梁段段，达到设计计强度后，施施加预应力，，向前顶推，，空出底座继继续浇筑梁段段，随后施加加预应力与先先一段梁联结结，直至将整整个桥梁梁段段浇筑并顶推推完毕，最后后进行体系转转换而形成连连续梁桥。1、什么叫顶推推法施工?一、定义顶推施工法（（Incrementallaunchingmethod)在桥头沿桥纵纵轴线方向将将逐段预制张张拉的梁向前前推出使之就就位的桥梁施施工方法。连续梁顶推法法施工示意图图滑动装置液压千斤顶二、顶推施工工法溯源顶推法的构思思来源于钢桥的纵向拖拖拉施工法。顶推法用水水平千斤顶取取代了卷扬机机和滑车，用用板式滑动支支座取代了滚滚筒；1959年，前联邦德德国的莱昂哈特（Leonhardt）教授在建造造奥地利的阿阿格尔桥时首首次使用；1963年委内瑞拉卡卡罗尼河桥顶顶推施工中引引入了鼻梁（导梁）和辅助墩；1964年，顶推法得得到近一步改改进，采用了了分段预制、、逐段顶推、、逐段接长、、连续施工的的工艺；1974年，我国在狄狄家河铁路桥桥施工中，首首次采用顶推推法三、顶推施工工法的特点：：1.节省施工用地地，工厂化制制作，能保证证构件质量。。桥梁节段固定定在一个场地地预制，便于于施工管理改改善施工条件件，避免高空空作业；节约约劳力，施工工安全。2.结构整体性好好；3.机具设备简便便，无需大型型起吊设备、大量的施工工脚手架，可可不中断交通通或通航；4.模板、设备可可多次周转使使用，顶推法法可以使用简简单的设备建建造中跨桥梁梁，施工平稳稳无噪声；5.适用范围：中中等跨径的等等截面梁、连续梁，简支支梁，拱桥（（桥面纵梁，，斜拉桥（主主梁）等结构构。6.施工节段的长长度一般可取取用10m～30m；每个节段的的施工周期为为7d～10d。不适应多跨变变高梁，曲率率变化的曲线线桥和竖向曲曲率大的桥梁梁，受顶推悬悬臂弯矩的限限制，顶推跨跨径大于70~80米不经济。顶顶推过程中的的反复应力，，使梁高取值值大，临时束束多，张拉工工序繁琐。随随着桥长的增增大，施工进进度较慢。顶推法施工是钢桥拖拉法法架设原理的的应用，所不不同的是滑动动和施力装置置不同。分类钢桥拖拉架设预应力混凝土顶推法施工滑动装置平滚，滚动摩擦，平滚轮轴受力有限，滚动摩擦系数大，在0.15以上平面滑道，平面摩擦，承压力可根据需要选择，摩擦系数μ在0.05~0.08之间施力装置卷扬机拖，施加吨位小，起动、停止时惯性有冲击力大液压千斤顶，施加吨位大，可根据需要选择，施力平稳、均匀。顶推法23.1施工技术概述述10x32m,梁高2.5米，曲线半径径150米意大利山谷桥桥顶推法23.1施工技术概述述非洲南部的科科马提河桥顶推法23.1施工技术概述述湖南安化资江江大桥7X50m顶推施工顶推法23.1施工技术概述述广东韶关五里里亭大桥顶推法23.1施工技术概述述顶推法23.1施工技术概述述顶推法施工顶推施工方法法一、顶推施工工工序二、顶推施工工分类按顶推动力装装置的多少：：单点顶推和多点顶推；按动力装置的的类别可分为为步距式顶推和连续顶推；按支承系统：：临时滑道支承承装置顶推施施工和永久支承装置置顶推施工；按顶推方向：：单向顶推和双向（相对））顶推；按箱梁节段的的成形方式可可分为预制组装、分段顶推和逐段预制、逐段顶推（一）单点顶顶推（TL顶推）。顶推的装置集集中在主梁预预制场地附近近的桥台或桥桥墩上，前方方墩各支点上上设置滑动支支承。设备数量少，，易于集中和和同步；功率率大，墩台受受力大。1、顶推装置1）由水平千斤斤顶通过沿箱箱梁两侧的牵牵动钢杆给预预制梁一个顶顶推力；2）由水平千斤斤顶与竖直千千斤顶联合使使用，顶推预预制梁前进。。它的程序为为顶梁→推移移→落下竖直直千斤顶→收收回水平千斤斤顶的活塞杆杆。顶推装置集中中在台后；前方各支点上上设置滑动支支承；滑块在不锈钢钢板上滑动并并在前方滑出出，在滑道后后方不断喂入入滑块，梁身身前进。2、滑动支承滑道设置在墩墩上的混凝土土临时垫块上上，由光滑的的不锈钢板与与聚四氟乙烯烯滑块组成，，其中的滑块块由四氟板与与具有加劲钢钢板的橡胶块块构成。顶推推时，组合的的聚四氟乙烯烯滑块在不锈锈钢板上滑动动，并在前方方滑出，通过过在滑道后方方不断喂入滑滑块，带动梁梁身前进。单点顶推施工工一般程序a)顶梁b)推移c)收竖顶d)收水平顶水平千斤顶与与竖直千斤顶顶联合应用二、多点顶推推（SSY法）在每个墩台上设置一对小吨位水平千斤顶，，将集中的顶顶推力分散到到各墩上；同时、同步施施力的保证：：采用一套液压压与电路相结结合的控制系统，集中控制、分分级调压，保保证同时启动动、同步前进进、同时停止止。意外急停措施施：各机组和观测测点上，触发发任一急停按按钮，全部机机组能同时停停止工作1、每个桥墩在在顶推过程中中承受的水平平力较小，可可在柔性墩上上实施多点顶顶推。2、所需的顶推推设备吨位小小，容易获得得，我国在近近年多用拉杆杆式多点顶推推。3、多点顶推施施工的关键在在于同步。4、多联桥的顶顶推，可以分分联顶推，通通联就位，也也可联在一起起顶推。精轧螺纹钢筋筋作拉杆的顶顶推装置顶推施工的临临时设施一、顶推平台台顶推平台设计计原则：平台长度：主主要是结合受受力考虑，避避免梁段连接接处为最不利利状态；计算内容：强强度、刚度、、稳定性。二、导梁（鼻鼻梁）钢桁梁或钢板板梁长度：刚度：连结：0.6~0.7倍顶推跨度主梁刚度的1/5～1/9螺栓受正负力力，易松动三、横向导向向四、辅助墩（（临时墩）五、顶推设备备六、滑道滑道构造示意意设置在墩上的的混凝土临时时垫块上，由由光滑的不锈锈钢板与组合合的聚四氟乙乙烯滑块组成成，其中的滑滑块由四氟板板与具有加劲劲钢板的橡胶胶块构成。顶顶推时，，组合的聚四四氟乙烯滑块块在不锈钢板板上滑动，并并在前方滑出出，通过在滑滑道后方不断断喂入滑块，，带动梁身前前进。滑动支座顶推施工计算算一、内力分布布◎顶推过程中，，梁体内力不不断发生改变变，梁段各截截面在经过支支点时要承受受负弯矩，在在经过跨中区区段时产生正正弯矩◎导梁的长度、刚度对施工内力影影响较大，为为减少施工内内力可考虑使使用辅助墩及及缆索◎施工阶段的内内力状态与使使用阶段的内内力状态不一一致◎配筋必须满足足施工阶段内内力包络图顶推梁施工弯弯矩包络图施工中的最大大正弯矩主梁最大正弯弯矩发生在导导梁刚顶出支支点外时施工中的最大大负弯矩最大负弯矩——与导梁刚度及及重量有关导梁刚接近前前方支点刚通过前方支支点二、力筋布置置预应力筋布置置3类力筋布置（1）兼顾运营与与施工——永久索（2）施工要求——前期索（3）运营要求——后期索（永久久索）（1）对称、分散散均匀；（2）少用平弯；；（3）前期索多用用短索；（4）力筋张拉：：先临时后永永久、先长索索后短索、先先直索后弯索索、上下交替替、左右对称称。三、施工计算算（1）梁截面强度度检算（2）整体稳定计计算（3）临时结构计计算（4）顶推力与顶顶推设备:（5）墩台检算（6）梁的挠度计计算倾覆稳定系数数大于1.2滑动稳定系数数大于1.2顶推平台平面面布置图顶推步骤示意意图顶推法23.1施工技术概述述桥面工作质检预制场地准备安装顶推设备制作底板预制节段混凝土张拉预应力筋顶推预制节段逐段顶推就位张拉后期预应力筋更换支座顶推法的施工工工序2、施工特点优点机具设备简便便，无需大型型起吊设备节省施工用地地，工厂化制制作，能保证证构件质量模板可周转不影响通航节约劳力，施施工安全适应于连续梁梁，简支梁，，拱桥（桥面面纵梁，斜拉拉桥（主梁））等结构顶推法23.1施工技术概述述缺点不适应多跨变变高梁，曲率率变化的曲线线桥和竖向曲曲率大的桥梁梁受顶推悬臂弯弯矩的限制，，顶推跨径大大于70~80米不经济顶推过程中的的反复应力，，使梁高取值值大，临时束束多，张拉工工序繁琐随着桥长的增增大，施工进进度较慢顶推法23.1施工技术概述述23.2施工工艺介绍绍顶推施工的基基本思路是：在桥台后的的预制场地预预制15米-30米的梁单元，，并不断预制制接长.同时将它通过过聚四氟乙烯烯滑板支座将将其顶推至最最终位置，从从而实现无支支架施工。顶推法23.2施工工艺介绍绍顶推法施工关关键技术预制场纵向预应力钢导梁临时墩滑道道水平千斤顶施施力顶推法23.2施工工艺介绍绍顶推预制场预制台座过渡孔：平台：满足箱箱梁预制顶推推符合桥梁的的设计高度预制模板外模：保证箱箱梁外形尺寸寸、美观内模：保证箱箱梁内部尺寸寸通过在预制台台座前布置小小距离过渡墩墩，使梁段逐逐步顶推过渡渡到标准跨径径底模：保证箱箱梁预制满足足设计线型和和标高一、预制场顶推法23.2施工工艺介绍绍预制场地的长长度需要有预预制节段长的的三倍以上，，涉及因素有有：主梁节段分段段长每节段为全断断面或分次浇浇筑拼装导梁的场场地第一跨顶出时时，梁体的倾倾覆稳定安全全预制场地是预预制梁体和顶顶推过渡的场场地，包括主主梁节段的浇浇筑平台和模模板、钢筋和和钢索的加工工场地，混凝凝土搅拌站以以及砂、石、、水泥的堆放放和运输路线线用地顶推法23.2施工工艺介绍绍预制场地顶推法23.2施工工艺介绍绍顶推装置安装顶推装置置模板工作是保保证预制质量量的关键，梁梁底的平整度度将影响顶推推时梁的内力力，所以预制制平台的平整整度要严格控控制。预制周期时加加快施工速度度的关键。预预制工作应采采用流水作业业，培养专业业化的施工队队伍，还可采采用加入添加加剂的方法提提高混凝土的的早期强度。。顶推法23.2施工工艺介绍绍预制设备顶推法23.2施工工艺介绍绍制作底板底板要有一定定的刚度，硬硬度和平整度度预制场的纵向向立面布置应应结合考虑平平面布置，将将钢筋棚、预预应力下料、、砂石堆放、、砼拌和站结结合考虑。顶推法23.2施工工艺介绍绍顶推法23.2施工工艺介绍绍预制梁梁段的的技术术要求求底板平平整度度，要要有一一定的的刚度度和硬硬度严格控控制钢钢筋、、预应应力筋筋孔道道、预预埋件件的位位置严格控控制混混凝土土的浇浇筑质质量尽可能能采用用机械械化装装拆模模板预制梁梁段顶推法法23.2施工工工艺介介绍预应力力筋的的张拉拉顶推法法23.2施工工工艺介介绍临时墩墩的布布置图图临时墩墩顶推平平台，，临时时墩顶推法法23.2连续梁梁顶推推施工工技术术顶推平平台、、龙门门吊及及临时时墩布布置图图顶推法法23.2连续梁梁顶推推施工工技术术顶推平平台沉沉降量量大的的处理理方法法对于顶顶推平平台沉沉降的的处理理，采采用在在各滑滑道上上增设设钢板板的方方法进进行。。临时墩墩沉降降量大大的处处理方方法临时墩墩沉降降采用用垫钢钢板处处理，，每个个临时时墩所所垫钢钢板的的厚度度需根根据监监控人人员对对各临临时墩墩的沉沉降量量的计计算结结果决决定。。对于1#临时墩墩，由由于临临时墩墩上方方有钢钢箱梁梁，不不能将将大纵纵梁连连同上上面的的滑道道梁和和钢箱箱梁用用千斤斤顶一一起顶顶起，，故先先用几几个400t千斤顶顶将钢钢箱梁梁顶起起，千千斤顶顶坐落落在临临时墩墩大纵纵梁上上，再再用10t千斤顶顶将滑滑道梁梁顶起起7cm左右，，在滑滑道梁梁下方方每块块橡胶胶垫块块上垫垫钢板板，钢钢板由由3层组成成，厚厚度分分别为为24mm+24mm+5mm，根据据每块块橡胶胶垫块块的大大小将将钢板板事先先割成成块状状，以以便人人工搬搬运。。对于2#～5#临时墩墩，由由于临临时墩墩顶还还未承承受压压力，，施工工难度度小，，可以以将大大纵梁梁连同同滑道道梁一一起用用千斤斤顶顶顶起，，将钢钢板垫垫在大大纵梁梁下方方的横横梁上上，这这样所所需的的钢板板量相相对较较少。。沉降量量过大大的解解决方方法顶推法法23.2连续梁梁顶推推施工工技术术设置在在墩上上的混混凝土土临时时垫块块上，，由光光滑的的不锈锈钢板板与组组合的的聚四四氟乙乙烯滑滑块组组成，，其中中的滑滑块由由四氟氟板与与具有有加劲劲钢板板的橡橡胶块块构成成。顶顶推推时，，组合合的聚聚四氟氟乙烯烯滑块块在不不锈钢钢板上上滑动动，并并在前前方滑滑出，，通过过在滑滑道后后方不不断喂喂入滑滑块，，带动动梁身身前进进。滑动支支座二、钢钢导梁梁作用减小顶顶推过过程中中梁的的前端端悬臂臂负弯弯矩构造钢桁梁梁和钢钢板梁梁顶推法法23.2施工工工艺介介绍技术要要求钢导梁梁受力力主要要为正正弯距距和剪剪力，，负弯弯距较较小，，长度度一般般为顶顶推跨跨径0.6～0.7倍导梁的的刚度度宜选选主梁梁的1/9～1/5。合理的的导梁梁长度度应是是主梁梁最大大悬臂臂负弯弯矩与与使用用状态态（运运营阶阶段））支点点负弯弯矩基基本接接近顶推法法23.2施工工工艺介介绍顶推法法23.2施工工工艺介介绍导梁长度一一般为为顶推推跨径径的0.6~0.7倍导梁长长，可可减少少主梁梁悬臂臂负弯弯矩，，但过过长则则会导导致导导梁与与箱梁梁接头头处负负弯矩矩和支支反力力的相相应增增加导梁过过短，，则增增加主主梁的的施工工负弯弯矩合理的的导梁梁长度度应使使主梁梁最大大悬臂臂负弯弯矩和和营运运阶段段的支支点负负弯矩矩基本本相近近导梁导梁设设置在在主梁梁的前前端，，为钢钢桁梁梁或钢钢板梁梁，主主梁前前端装装有预预埋构构件与与钢导导梁栓栓接。。顶推法法23.2施工工工艺介介绍鼻梁（（导梁梁）顶推法法23.2施工工工艺介介绍三、临临时墩墩减小顶顶推的的标准准跨径径，来来减小小梁顶顶推过过程交交替变变化的的正、、负弯弯矩。。特别别当顶顶推跨跨径超超过50m以上，，或者者顶推推其他他形式式的桥桥梁，，如斜斜拉桥桥，钢钢管系系杆拱拱桥，，或连连续刚刚构桥桥梁时时采用用。作用顶推法法23.2施工工工艺介介绍设计原原则临时墩墩受力力主要要为梁梁体的的垂直荷荷载和顶推水水平摩摩阻力力。并要要考虑虑顶推推的启启动和和停止止的惯性作作用。要考考虑施施工期期间通通航和和洪水水杂物物作用用对临临时墩墩影响响临时墩墩要满满足强度和刚度要求。。要考考虑临临时墩墩的变变形（（受力力和温温度））对顶顶推标高误误差的影响响要考虑虑临时时墩拆除，恢复复航道道方案案，这这笔费费用也也要列列入成成本顶推法法23.2施工工工艺介介绍结构形式优点缺点备注钢管临时墩安装、拆除快，回收价值高刚度小，温差影响大，一次投入大适应于水中临时墩钢筋混凝土空心墩刚度大、拆除快施工麻烦适应于水中临时墩钢筋混凝土实心墩刚度大、造价低拆除困难适应于岸上临时墩薄钢管空心混凝土墩施工速度快，造价低，拆除快，刚度大

是比较合理的临时墩临时墩墩身结结构形形式比比较表表顶推法法23.2施工工工艺介介绍顶推法法23.2施工工工艺介介绍辅助墩墩四、滑滑道只要0.05～0.08的水平平力就就能够够将笨笨重的的箱梁梁（一一般在在1万～2万吨左右））拖动动作用从下至至上：：由滑道调调平垫垫块、滑道板板、滑板组成顶推法法23.2施工工工艺介介绍设置在在墩上上的混混凝土土临时时垫块块上，，由光光滑的的不锈锈钢板板与组组合的的聚四氟氟乙烯烯滑块块组成，，其中中的滑滑块由由四氟氟板与与具有有加劲劲钢板板的橡橡胶块块构成成。顶推时时，组组合的的聚四四氟乙乙烯滑滑块在在不锈锈钢板板上滑滑动，，并在在前方方滑出出，通通过在在滑道道后方方不断断喂入入滑块块，带带动梁梁身前前进。。顶推法法23.2施工工工艺介介绍滑动支支座滑道板板顶推法法23.2施工工工艺介介绍注意事事项滑道上上滑板板外边边与箱箱梁底底外边边缘齐齐边（（横向向位置置要正正确））滑道在在顶推推过程程不允允许拖拖动，，固定定要牢牢固，，但要要考虑虑拆除除方便便滑道要要采取取润滑滑措施施，保保证滑滑道干干净顶推法法23.2施工工工艺介介绍五、箱箱梁的的顶推推多点顶顶推柔性墩墩为了满满足通通航要要求，，桥墩墩设计计得高高；为为了满满足泄泄洪，，尽量量减小小桥墩墩对河河床断断面的的压缩缩，桥桥墩截截面尺尺寸设设计得得小，，所以以桥墩墩“高瘦”，桥墩承承受单向水水平推推力较小，，所以以将顶顶推的的水平平千斤斤顶出出力分分散各各个桥桥墩上上（叫叫多点），单单个桥桥墩来来讲，，使顶顶推千千斤顶顶的出出力与与梁在在桥墩墩上摩阻力力相平衡衡，桥桥墩不不承受受过大大的水水平推推力顶推法法23.2施工工工艺介介绍a)顶梁b)推移c)收竖顶顶d)收水平平顶顶推法法23.2施工工工艺介介绍工程实实例：：沅陵沅沅水大大桥该桥位位于沅沅陵县县城，，属于于五强强溪电电站水水库内内淹没没区，，由于于水位位上涨涨，桥桥墩设设