步履式顶推工艺设计应用及发展

三、典型项目及特点一、顶推施工技术及发展

二、步履式顶推工艺及应用四、工艺设计及施工注意事项Contents五、发展与展望1.顶推施工技术及发展定义：顶推法是在桥头沿桥纵轴线方向将逐段预制好的梁向前推出使之就位的桥梁施工方法。源于钢梁拖拉法和导梁拖拉法。适用：顶推法适用于水深、墩高和跨越即有线等情况下桥梁施工，可避免大量施工脚手架，交叉线上可不中断桥下交通或通航。1.顶推施工技术及发展目前国内外采用的顶推施工方法主要有以下三种：拖拉式、楔进式、步履式。应用情况：最大顶推重量可达4万吨，顶推长度达一千余米。世界各国采用顶推法施工的大桥已经超过200座。拖拉式顶推楔进式顶推步履式顶推1.顶推施工技术及发展拖拉法是在桥墩或支架上搭设滑道，并在梁体上设置拖拉点，再将梁体逐节向前拖拉或滑动。12431.顶推施工技术及发展通过千斤顶（或卷扬机）牵引钢绞线（或钢丝绳），拖动梁体在支撑墩顶设置的滑道上滑移，牵引梁体安装就位。1.顶推施工技术及发展拖拉法具有操作方便、设备简单、工艺成熟等优点。但该工艺顶推中存在支撑墩水平反力大、自动化不高、梁体局部受力大、对滑道的平整度和支架的沉降要求较高、容易产生蛙跳等缺点，无法应用于高墩，复杂截面梁体施工。1.顶推施工技术及发展楔进式顶推基本原理是通过两块楔形滑块相对运动实现梁体上升、前进、下降循环过程而实现梁的顶推。该方法解决了高支墩顶推反力大、偏载的难题，真正实现了自平衡顶推。1.顶推施工技术及发展楔进式顶推设备集成化，自动化程度高。但顶推系统设备庞大，无纠偏功能，不能适应平曲线顶推，制造成本高。1.顶推施工技术及发展步履式顶推基本原理是利用竖向千斤顶将梁体多点整体顶起，水平千斤顶向前顶推实现梁体移动，然后下放临时搁置完成梁体的一步移动，循环“顶”“推”“降”“缩”几个步骤逐步完成桥梁的顶推。1.顶推施工技术及发展顶升油缸推移油缸步履式顶推设备集顶升、平移、横向调整于一体，可实现梁体的空间位置的移动或调整，可实现复杂空间结构梁体的顶推施工。顶推装置滑移面由箱梁底部改到顶推设备内部，桥墩不受水平荷载，拓展了顶推施工适用领域，实现了完全的自平衡顶推，设备结构紧凑，集成化、自动化高，操控安全、方便。横移滑块纠偏油缸纵移滑块下部支撑1.顶推施工技术及发展步履式顶推设备1.顶推施工技术及发展步履式顶推设备1.顶推施工技术及发展步履式顶推设备—武港院三、典型项目及特点一、顶推施工技术及发展

二、步履式顶推工艺及应用四、工艺设计及施工注意事项Contents五、发展与展望2.步履式顶推工艺及应用二航局在对国内外单点拖拉，多点推移以及楔进式顶推方法和施工案例充分分析与总结的基础上结合生物自平衡行走的生态学与物理学原理，自主创新的研发了步履式顶推技术。参考生物稳态行走的自平衡原理，将顶推过程中的顶推力和摩擦力转化为设备自身的内力，推移滑移面由箱梁底部转换到顶推设备内部，使推移过程基本不承受水平力，最大限度减小了墩顶水平力，改善了墩身的受力状况。2.步履式顶推工艺及应用步履式顶推设备组成机械行走液压传动监视报警施工控制2.步履式顶推工艺及应用步履式顶推主要工艺动作2.步履式顶推工艺及应用顶升油缸推移油缸纠偏油缸纵移滑块步履式顶推设备集顶升、平移、横向调整于一体，可实现梁体的空间位置的移动或调整，可实现复杂空间结构梁体的顶推施工。顶推装置滑移面由箱梁底部改到顶推设备内部，桥墩不受水平荷载，拓展了顶推施工适用领域，实现了完全的自平衡顶推，设备结构紧凑，集成化、自动化高，操控安全、方便。横移滑块下部支撑顶推水平力小不需要特制专用滑道可适应支架一定量的沉降支撑点受力可主动调节步履式顶推特点2.步履式顶推工艺及应用对各顶推点采用计算机集中控制，保证各顶推点同步作业，同时对各顶推位置的受力荷载、油缸的位移行程、设备的倾角状态、各阀体的动作通过网络通讯总线实时传输到集中控制室，并实时记录，有效保证顶推的安全性。网络通讯总线运算与分析通讯接口主站集成分站集成i主控台分控界面分控台分站集成1分控现场多工位网络化通讯监控软件对接压力传感倾角传感位移传感阀体控制2.步履式顶推工艺及应用主要应用与跨江、跨既有线路、跨深沟峡谷等。2.步履式顶推工艺及应用系列化产品：中交二航局武港院设备分公司现拥有300t、800t、1200t和1600t多个规格和系列的步履式顶推设备，为不同吨位和各种复杂环境下桥梁顶推施工提供专业解决方案。1600t顶推设备300t顶推设备1200t顶推设备1200t组合式顶推设备三、典型项目及特点一、顶推施工技术及发展

二、步履式顶推工艺及应用四、工艺设计及施工注意事项Contents五、发展与展望3.典型项目及特点珠海莲花大桥极小曲率半径钢箱梁顶推成功实现国际最小曲率半径（R=60m）钢箱梁顶推。钢梁小角度上跨横琴口岸入境匝道。最大顶推跨度：41.5m顶推重量：1200t武汉东风大道变高截面钢箱梁顶推国际上首次实现小曲率竖曲线（R=750m）变高截面钢箱梁顶推。最大高差：h=1.2m。顶推跨度：89m顶推重量：2200t世界最高桥—北盘江大桥钢桁梁顶推国际上首次实现钢桁梁节点自适应步履式顶推。顶推跨度：2×88+80m最大墩高：84m顶推重量：6600t济南凤凰路黄河大桥超重超宽箱梁顶推世界最大重量、最大宽度钢箱梁顶推。最大顶推跨度：60m桥梁宽度：61.7m

顶推重量：63000t针对各类复杂结构桥梁施工，研发了一系列自适应顶推技术和成套设备，核心成果获十七届中国专利金奖和湖北省技术发明一等奖。3.典型项目及特点中马友谊大桥变高截面钢箱梁梁上顶推首创外海强涌浪海域桥梁梁上顶推，下放合龙技术。最大顶推跨度：50m顶推重量：600t沙埕湾跨海大桥曲线钢槽梁长距离无支架顶推首创高墩大跨钢槽梁无支架顶推技术。最大顶推跨度：80m最大墩高：50m顶推距离：960m顶推重量：10000t沌口长江大桥跨汉洪高速变宽钢箱梁顶推钢箱梁宽度：24.03-26.89m最大顶推跨度：70m顶推重量：2200+2400t漠阳江大桥钢桁梁无导梁顶推采用既有梁上拼装，顶推到位整体落梁工艺。顶推距离：142m顶推重量：2790t落梁高度：2070mm针对各类复杂结构桥梁施工，研发了一系列自适应顶推技术和成套设备，核心成果获十七届中国专利金奖和湖北省技术发明一等奖。3.典型项目及特点株洲枫溪大桥钢箱梁顶推自锚式悬索桥采用钢箱梁提升加顶推施工。最大顶推跨度：75m顶推重量：5400t淮海路大桥钢箱梁顶推跨京杭大运河顶推。

顶推跨度：62m顶推重量：2600t大源渡跨上游引航道桥顶推梁拱组合桥带拱肋一次拼装顶推。顶推跨度：92.5m顶推长度：83m顶推重量：2100t益阳青龙州大桥钢混组合梁桥顶推钢混组合梁桥顶推。顶推长度：600m最大顶推跨度：75m桥梁宽度：34.5m顶推重量：10000t3.典型项目及特点武汉江汉六桥（7000吨，90m跨）郑北大桥（本轮长144.4米，宽43米，重约2100吨）黑龙江大桥中方部分京张高铁官厅水库特大桥（8孔110米拱形变截面钢桁梁）3.典型项目及特点小曲率半径变高截面箱梁顶推3.典型项目及特点节点自适应钢桁梁顶推成果获十七届中国专利金奖84m3.典型项目及特点柔性钢箱梁顶推3.典型项目及特点长距离、大吨位、变腹板钢箱梁顶推3.典型项目及特点ZL-1ZL-2

ZL-3ZL-4ZL-5

ZL-6ZL-7ZL-8ZL-9ZL-10ZL-11

ZL-12ZL-13

ZL-14ZL-15ZL-16ZL-17ZL-18ZL-19

ZL-20ZL-21

ZL-22

ZL-23NL-2

NL-1

PT1NL-4ZL-24

PT2

BL-1

BL-2

BL-3BL-4BL-5

BL-6长距离、大吨位、变腹板钢箱梁顶推3x70m=210

662.5+669.5m=13324x80m=320顶推线型（纵坡1%，高差分别5.05m、6.36m、3.2m）3.典型项目及特点平台集合机械、液压传动、施工控制、监视报警等技术于一体，具备快速沉桩、自动行走、位姿调整、精确定位等功能。平台引入自平衡顶推技术，沉桩完成后即可快速移至下一工位，无需等待窗口期，实现了全天候作业。操作走道沉箱值班室大排架导向架承载平台小排架导向架冲击锤动力站油槽发电机260t履带吊桩顶顶推定位装置作业平台桩顶支撑步履式打桩平台三、典型项目及特点一、顶推施工技术及发展

二、步履式顶推工艺及应用四、工艺设计及施工注意事项Contents五、发展与展望4.工艺设计及施工注意事项设计前期准备及方案 设计与施工充分结合，根据现场工期及场地布置等条件优化顶推设计工艺。根据选择顶推设备的特点、桥梁设计及现场监控的要求等，设计合理的拼装平台位置，临时墩跨距及位置，充分避免顶推风险。临时结构考虑现场已有材料，同时尽量借用桥梁墩身及承台结构，减小临时墩结构。 顶推工艺设计阶段，应积极与监控单位沟通，顶推施工过程中，应监控单位参与，包括施工线型控制，及状态监测等。 顶推施工设计需考虑专用设备的结构，设计符合设备特点的墩顶结构形式，避免局部设计不合理影响施工质量。4.工艺设计及施工注意事项步履式顶推设备临时墩拼装支架一个典型的顶推结构一般包括顶推设备、导梁、临时墩、拼装支架和操作走道等几部分组成。导梁4.工艺设计及施工注意事项截面特点等截面、变宽截面、变高截面等桥型特点平曲线、竖曲线、坡度大小等环境特点跨既有线、高墩、通航要求等1、分析设计输入条件，确定顶推梁施工场地环境和梁体结构特点，选择合适的顶推方法并与甲方沟通确定。梁体类型 箱梁、桁梁、槽梁等4.工艺设计及施工注意事项2、施工区域：根据施工条件规划拼装区域，整体考虑所需拼装区域面积，即能使单次顶推距离尽可能长，又保证拼装支架重量尽可能小。同时，根据起重条件确定吊梁和存梁位置。4.工艺设计及施工注意事项3、临时墩：根据桥梁跨度考虑是否设置临时墩或墩旁支架。为尽量减少桩基工程量，临时墩设计时应尽可能利用已施工永久承台。4.工艺设计及施工注意事项4、导梁：导梁的作用是减小顶推梁体的悬臂负弯矩，防止梁体顶推过程中倾翻。常用导梁结构有桁架梁和工字形变截面实腹板钢导梁两种，导梁在顶推施工中不是必须的。4.工艺设计及施工注意事项5、整体计算：根据顶推结构的布置和施工工艺，对顶推流程每步进行有限元分析，提出各支点最大反力进行单项结构计算，根据计算结果再对顶推布置进行调整。4.工艺设计及施工注意事项6、部件计算：拼装平台、临时墩、导梁、钢箱梁局部受力。1ZYX.00384235.158

70.312

105.466

140.62117.581

52.735

87.889

123.044

158.198部件整体受力部件稳定性连接部位及焊缝计算地基承载力计算4.工艺设计及施工注意事项顶推临时结构设计与顶推施工实际情况结合，确保细节准确控制临时结构标高准确，与设备尺寸参数关联设计，减小现场垫板及操作。临时结构布置考虑设备选型。4.工艺设计及施工注意事项顶推临时结构施工质量是保证整体安全的关键：避免焊接缺陷，保证焊缝长度和高度。控制加工精度，避免应力集中。4.工艺设计及施工注意事项施工过程严格控制，保证质量和安全：导梁上墩，需严格控制过程中每个位置的反力，避免受力过大，造成导梁局部变形。临时墩需控制最大反力和设备的同步性，防止临时墩变形。钢箱梁局部应保证最小接触长度，并使垫板均匀受力，防止钢箱梁局部变形。三、典型项目及特点一、顶推施工技术及发展

二、步履式顶推工艺及应用四、工艺设计及施工注意事项Contents五、发展与展望5.发展与展望顶推施工：顶推控制系统便捷化，精细化，智能化，无人化5.发展与展望顶推施工：顶推控制系统便捷化，精细化，智能化，无人化5.发展与展望后期发展：（1）完全实现无人化和智能化，（2）将监控和测量结合，系统具有自动识别和报警功能。5.发展与展望后期发展目标：实现智能、安全的一体化顶推施工系统，用于各类安装、调位中。顶推设备与智能反力座一体化