浅谈桥梁工程中顶推法施工技术

浅谈桥梁工程中顶推法施工技术一、引言50多年前，顶推法施工技术就已经在德国运用，中国运用这一技术大概也有三十多年了。顶推施工方法的雏形来自早期钢桥的拖拉法、导梁拖拉法、纵向连接拖拉法等，它用千斤顶取代了传统的卷扬机滑车组，用板式滑动装置取代滚筒。这一取代使施工方法得到了发展和提高，从而降低了用滑车组卷扬机拖拉在启动时造成的冲动，板式滑动装置避免了滚筒支承线接触作用引起的应力集中。二、顶推法施工原理顶推法是梁体在桥头逐段浇筑或拼装，用千斤顶纵向顶推，使梁体通过各墩顶的临时滑动支座面就位的施工方法。施工原理是沿桥纵轴方向的台后设置预制场，分阶段预制梁体，纵向张拉预应力筋后，通过水平千斤顶施力，借助滑移装置和顶推装置，将梁逐段向前顶推，就位后落梁并更换正式支座。单点顶推的动力学原理为，当集中的顶拉力满足下式时，梁体才能向前移动：H>ΣRi（fi±αi）Ri—第i桥墩（或桥台）滑道瞬时的垂直支反力；fi—第i桥墩（或桥台）支点相应的静摩擦系数；αi—桥梁纵坡坡率，正为上坡顶推，负为下坡顶推。多点分散顶推施工的动力学原理为，当ΣFi满足下式时，梁体才能向前移动：ΣFi>Σ(fi±αi)NiFi—第i桥墩（或桥台）千斤顶所施的力；Ni—第i桥墩（或桥台）支点瞬时支反力；fi—第i桥墩（或桥台）支点相应摩擦系数；αi—桥梁纵坡坡率，正为上坡顶推，负为下坡顶推。三、顶推法施工工艺顶推方式是根据主梁长度、设计顶推跨度、桥墩能承受的水平推力、项推设备和滑动装置等条件进行选择的，例如单点顶推、多点顶推或双向顶推等。3.1布置预置场预置场地应设在桥台后面的桥轴线的引道或引桥上。若为多点顶推时，可在桥两端设场地，从两端同时顶推。预置场地应考虑几个长度，包括梁段底板与腹顶板预置长度、梁段悬出时反压段的长度、机具设备材料进入预置作业线的长度和导梁拼接长度；预置场地的宽度应考虑梁两端的施工作业的需要。为了便于混凝土的养护，预置场地上空宜搭设固定或活动的作业棚，。3.2顶推装置顶推装置由千斤顶、高压油泵、拉杆(束)、顶推锚具(自动工具锚、拉锚器)组成，顶推动力一般使用水平千斤顶或自动连续千斤顶及其配套的普通高压油泵或专用的液压站作为动力装置，拉杆体系最早使用精轧螺纹钢，1988年以后逐渐采用高强钢丝束、钢绞线束群锚体系，拉锚器的施力位置由拉箱梁腹板两侧逐渐过渡到拉箱梁底板的方式，并由穿过箱梁顶、底板布设传力型钢演变为仅在箱梁底板中心线预留孔插入牛腿式钢块拉锚器。拉锚器的间距应能保证墩上千斤顶有施力点和便于主墩上千斤顶统一更换拉索以提高顶推工作效率3.3滑移和导向装置滑移装置可分为：①普通的滑移装置；②起循环作用的滑移装置；③起连续作用的滑移装置；④导向装置及其他附属装置。滑道一般采用单滑道板形式，滑道板为一块整钢板，置于滑道垫块钢架之上。该种形式的滑道能很好的承受各向作用力，而且标高容易控制，拆除也较方便。为了控制梁体在顶推过程中的中线始终处于规范范围内，必须设置横向导向装置。尤其在圆曲线上顶推，横向导向装置显得更加重要。纠偏器装在预制台座前临时墩的两旁，且固定一对，以控制每段梁尾端的横向位置，保证梁尾与预制模板正位接头。顶推时，作好横向偏差观测，主要观测主梁和永久墩的弹性横向位移。3.4临时墩和导梁为了在顶推的过程中为了减少过大的悬臂弯矩，可设置临时墩和导梁。在连续梁的跨度大于顶推跨度时，宜设置中间临时墩，在不设临时墩时，为满足安装钢导梁和连续梁前期顶推抗倾覆的要求，在制梁台座前和连续梁第一跨内设临时墩，作为顶推施工的过渡段，保证梁体线形与已经顶推出去的梁体完全一致，避免大梁从制梁台座上顶推出去以后，与接灌的下一梁段出现大的转角。临时墩应能承受顶推时的最大竖向荷载和最大水平摩阻力引发的变形。在此原则前提下，尽可能降低造价，便于拆装。为提高临时墩的稳定性，防止临时墩在箱梁顶推过程中产生较大的水平位移，保证顶推安全，将临时支墩与相邻的主桥墩和制梁台座进行撑拉连接，用水平或斜拉钢绞线束临时加固。导梁设置在主梁前端，可为等截面或变截面钢板梁，导梁结构必须通过设计计算，从受力状态分析，导梁的控制内力是导梁与箱梁连接的最大正、负弯矩和下翼缘的最大支点反力。国内外的施工经验表明:导梁长度一般为顶推跨径的0.6至0.7倍，较长的导梁可以减小主梁的负弯矩，但过长的导梁也会导致导梁与箱梁连接处负弯矩和支反力的相应增加，合理的导梁长度应是主梁最大悬臂负弯矩与使用状态支点负弯矩基本接近。导梁的刚度对主梁内力的影响远较其长度对主梁内力的影响为小。导梁的刚度在满足稳定和强度的条件下，选用较小的刚度及变刚度的导梁，将在顶推时减小最大悬臂状态的负弯矩，使负弯矩的2个峰值比较接近。此外，在设计中要考虑动力系数，使结构有足够的安全储备。为减轻自重最好采用从根部至前端为变刚度的或分段变刚度的导梁3.5落梁落梁工作是全梁顶推到位后将梁安工在设计支座上的工作。施箱梁顶推到位以后,逐节拆除钢导梁,解除纵向临时预应力索,张拉后期纵向预应力索,并对管道压浆,达到强度后进行落梁工作。落梁即将箱梁顶起来,拆除顶推用的滑道装置,并将永久橡胶盆式支座就位安装,将箱梁均匀平稳地降落到永久支座上,再固定永久支座。阅四辫、顶窑推施狐工方誉法的条优点除及不烧足之恐处剪样随着润顶推道能力巩的增卧加和乘顶推撇机具惠的发填展，肝顶推情施工产方法柴在连蝶续梁巴以外级的桥薯型正确在广植泛的尾应用茅，如航拱桥肯和斜虽拉桥自等的碍施工晨。斜扶拉桥婶一般球是在纹场地叼、运胆输条突件受绍限的轨情况雕下才慎选取召采取悔顶推顿施工梳法的帝，和避悬臂阻拼装短施工摆相比查，顶晌推方请法施醉工大楼量的廊临时兄墩和判顶推丰点复晴杂鹅的局厅部构胡造势肚必造逃成经响济上凭的浪财费，方但是糟顶推草施工宝在一宽些方碌面上赚还是涉有优亭势的肤。运倒用顶料推法吓施工忧桥梁讲与其拐他施蹄工技第术相时比具为有很泰多优轨点，贷可以攀使桥缓梁上跌部结隔构的痛施工堪不影壮响桥糖位青处现合有机的交轿通状露况，多减少驶施工拣设备殿，缩山短结驾构的愚施工真工期床，降输低桥逐梁的涨施工摆成本坟，提拼高结钟构横喊截面窃的使爸用效烤率，赢减少途混凝絮土变膨化的握影响裹。叮鱼顶推毅施工塑方法哀的优望点可撑概括父为以觉下几建点：纤1)长顶推虑施工播的桥逼梁一贴般单候跨顶救推力散通常倦在婶50隙t蚕到撤10坏0t掏之间碰，室远比父梁体笼自重搏小，施所以撒顶推罢设备的轻型宽简便扔，不漠需大匪型吊秆运机况具，称保养扔与运亡输方奏便，个适合芳特殊听场地宅使用日。如枣水深辆较小俘浮吊您不能洲进入柳的河丹流或冈者深喷谷等兄。训2)报对桥害下地铃基和经净空效无要勿求，然不影阳响通镜车或姿通航箭，由盲于预状制场刺通常社设在妨岸上借，搭避建拆千除简揭单，赠混凝塔土或眯者是抱钢构没件运份输方颤便。练3)损对混席凝土逗桥的蒸顶推摩施工料来说倡，浇璃筑混侦凝土胳仅需视一套女模板籍周转把，节踢省材率料；袖施工糟工厂容化，笨易于糊质量互管理接。搭徒设平烫台的匀材料谎大多属为型振钢和激钢板未，便巴于取扑材和腔重复录利用豪。但4)脆场地服固定漏集中认，便身于安杰全施阿工，钳受环扇境干循扰小猎。敌5)岛工作努条件肾相对坟较好双，所我需劳爆动力捞比较嫂少，看劳动果强度样相对难不高各。圈腐顶推支施工掉方法储尚存暴的不匪足之门处：融1)卖由于锯顶推惹悬臂壳弯矩区不能我太大是，且吊施工泄阶段刺的内音力与淹运营梦阶段魔的内兄力也悼不能部相差的太大俗，所删以顶蚊推只馅适宜禽较多温跨，骨跨数制太少垒极不旦经济筐。花2)丙对于百多孔飞长桥亏，因些工作妙面所稀限，煌顶推例过长去，施扣工工仔期相叨对较注长。狮3)家对于归桥的适形式它有一竿定要今求，厅弯桥辅只能屯是曲嘴率恒械定的宇桥梁栗，而扣且通郑常要拘求梁烈高不歼变，秒底面惊是直比线。五、施工案例设计下面就根据以上关于桥梁顶推法施工技术的理论设计一个施工案例。工程概述:某供水工程与河道交叉位置的管桥项目，在1#镇墩、1#桩柱、2#桩柱、3#桩柱、4#桩柱、5#桩柱、6#桩柱、2#镇墩上吊装两排并行的dn3100mm钢管管道，单管总长约160多米浓,混设计电桩号召k2料3+此74趋1.我2乐至桩哲号两k2踪3+贷91问7.餐5主。其折中寸1#稿~2扑#恰、啦2#崇~3业#赏、朴3#静~4稿#刻、贿4#滩~5荒#著桩桩钓的跨弹度均娱为垮30半米，浓5#我~6逝#驻桩的可跨度抓为悔22祝米。柳长度旱30娘米管肿道单省重为胞75蜡吨，纷长度都22评米管询道单帝重为攻55关吨。府地面矿至管掘道顶会最高辉点为意19待.8影米，屈施工烦地面钢是某掘河河狠道。辞欣施工加方案干介绍西:晒5.勺1驴顶推妙准备陈失在搅1#梅桩以顷北与访原地顶面相充接处拘及鼻2#雅桩南欠侧邪4震米范神围内左，沿软管桥估纵向贺设搜51祝米长凝的空映中工园作平纤台及肚顶推律作业数面。畏2#淋桩南革侧山4李米处济设置识混凝求土顶连推后贞备；朱在允1#脸、劈2#颂桩之箭间及膏2#笛桩附舌近锦用万个能杆贵件或暗门式氏支架也搭设祝支墩窝、万晃能墩拆，其门地基愤应经信过处钉理，欠满足则承载橡力要遥求；船在支堪墩上证架设渡两片怒贝雷既梁，块中心忍间距损4.拣6股米。莫横向遇用槽估钢及仆相应揪连接隐件将趣两片爱桁梢梁连丧在工猛字钢露上，羡纵向厌铺设暂两条殖轻型图钢轨树滑道桨及木从板作典为工进作平婶台。讲在顶随推过稳程中凉，为瞎保证宁管道赶中线服的准渗确，祝防止剥管道麻左右奴横向幅偏移欢，拟稿在顶躲推平甩台狭51延米的烛范围蔽内滑阁道上抛，设贵置管狡道临浴时横暑向固梅定装顶置，赖使管巴道只纽能沿碧纵向允移动里。减5.烤2化管桥成顶推携赢管桥瓶顶推阀施工氏前预氧先安改装各括墩帽件上的乔设计踏支撑墙环，房并使音顶推冤管桥吼底高士于设悟计的沉支撑躁环底吴部约孟30质cm饲。在节搭设偷的平卖台上怜，将呀3.罗6矛米钢屡管对上位焊僚接，域然后担进行行钢管姜顶推跟作业搭，使胞其向塑南侧抛的石3#笼桩推竭进。董每推浪进势3.忍6钳米长缎后，香停止乏顶推击作业洲，进驱行钢稀管对月位焊箩接，货同时鹅架设卧经纬径仪进严行平屑面位属置进尽行校庄正。翻如此绑交递铅推进盆，顶植推管反桥通驱过稼3#培桩、纪4#丝桩、粉5#悠桩最声后样到达添终点欧6#度桩位瑞，顶执进总蓝长为纹16悉1存米。贫顶垦进过险程纪可以充采用婚卷扬弊机等六牵引承措施侧。垦5.痰3非管桥尽架设及煌管桥忙顶推店到位候后，洲在各问个墩纸位上锹用千罗斤顶祖对管给桥进穗行起烈顶，煌拆除候所有孩的滑宫轨、荒支架墨和支雀墩，赏将管嫩桥便落管畅于支妨撑环兽上完局成管蝶桥的部架设索。在在管底阻管桥茅起顶民位置惜应用添钢板泥焊接塌板和庄环管瓜下半生部的枣支撑竿肋板辆，增恢加击管桥宰起顶旺处采受力女面积夺以防支止其浮局部炸变形托。管兼桥在馒1#销桩以哑北及梨5#饮桩以放南部返分在鹊伸缩邮节安包装好方后，秀用吊岗车起才吊进振行对绣位焊蚁接，秩从而杠完成蔑全段辱管桥妹的施仰工。朝5.枯4热设计畅验算碧1垫）、径主要炉数据朋：单牧根钢士管液c1辩=2洒.3浪16晚t/担m每，方叫木机g2辅=0屡.4刑t/馒m2粘，单管排门恶形支泄架重孔g3榴=0看.2烛4t桑/惠排上(和含加激固钢做管重差)凳，操依作人喝员及漠施工佩荷载羊g4添=0俩.4伸t/愁m2陵2因）、法最下来排的汉支架聪计算惠：馋p=绒2.灭31驻6×周0.敢9=驰0.汽4×淋1.州82缸×0胃.9辈-0宣.2彼4×轻1.宰82拉×0极.9递+0狸.4撕×1看.8筋0×鸣0.薯9华=3近.8欢1极（滑t行）位p/喊2=嘉1.岩9灯（池t含），氧k=茧[p剃]/拖（陷p/柔2摊）杆=4乏/1漂.9齿=2疲.1龙安全肠坏地基档承载商力裳δ=作3.候8/悄(1图.8烫2×牌0.末9)幕=0公.0茅23天2m逗pa拔安全傍5.忌5刻大型律吊车禁抬吊抄法掉泼对某轧河河糖岸场胸地进总行平蜻整，乡作为译管桥械的加址工场桌地和街吊装俭作业捧场地寸。同缸时修谁筑一皮条通玩往河渔岸工下作的另临时饿便道慌，作蒙为材换料进蓄场和侍吊装熔设备提的进罚出通智道。炊3#丽、晕4#身桩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