頂推施工技術

2023-01-18 17:27:03 字數 4258 閱讀 8389

一、 概況-----頂推施工發展簡況

2023年德國教授包爾和弗.雷昂特博士首先提出用頂推的方法施工橋梁,其設想對奧地利的阿格爾橋上(ager)進行研究,該橋為4跨連續梁,(73m+2×85+36m)。2023年在委內瑞拉的卡洛西河橋(caroni)採用預製的箱型梁節段,用預應力聯成一體的六跨連續梁,其橋式式為48m+4×96m+48m,節段長9.

2m,2023年西德特里希登溪谷橋運用頂推技術,從乙個預製廠進行兩座相隔不遠橋梁聯體頂推施工,即先將兩座橋梁的梁體結構臨時聯結為一體,進行頂推作業,當靠近預製場的一座橋梁到達橋位後,解除臨時聯結,再繼續頂推下一座橋梁。

德國頂推法施工技術運用較好,在跨越美因河的費特霍海姆的鐵路橋,頂推長度達到1280m,重量為425000kn,跨度由40~61.7m不等並含有一跨152m的混凝土拱,其拱上的梁體也是以頂推法施工的,當拱頂推時,立柱用鋼索加固,並在跨度5/7處掛重2000kn,使拱圈受力均衡。另外,隨著頂推技術的日臻完善,在曲線梁橋,坡道上橋都得到了廣泛的應用,並且成功地在斜拉橋上得到運用。

我國頂推法施工的橋梁起步稍晚,2023年11月建成的西延線上的狄家河橋是我國第一座用頂推法施工的橋梁,其橋式為4×40m預應力混凝土連續梁,在預製場生產塊件,現場拼裝,塊件長4m。2023年在廣東萬江大橋上採用了頂推三孔一聯共二條的撐架式箱型連續梁,其橋式為40+54+40m,2023年湖南溈江大橋則採用了併聯單點頂推,其橋式為4×38+2×38。2023年錢塘江大橋成功地完成3聯9×32m箱梁單點頂推工作。

近年來,隨著改革開放的大好形勢,鐵路和交通運輸業在飛速發展,湖南、廣東、福建等地相繼施工了一些各具特色的橋梁,而江西南昌大橋西引橋的頂推梁施工,則是目前國內節段分劃最長(24m);單位長度重量最大(達60t/m);頂推距離最長(12孔×48m);橋面寬度最大(22.7m);單箱單室雙層橋面的橋梁。

國內幾座用頂推法施工的橋梁技術指標

國外幾座用頂推法施工的橋梁技術指標

荷蘭rarensbosch,一般節段15m,最長段長19m。

從以上資料比較可以看出:南昌大橋在頂推梁施工技術上是快速發展的一例,一些主要技術指標,在國內是處於領先水平的,在世界同類方法施工的橋梁中,也是屬於先進水平的。

二、 頂推施工方法

隨著橋梁建設事業的飛速發展,橋梁結構不斷推出新型式如斜拉橋、懸索橋。造橋技術也在不斷推出新方法,頂推施工技術就是其中一例。

當橋梁跨越深谷,不可間斷地運輸線(鐵路、公路、河道);難以拆遷的建築物(地下設施、古蹟等);對施工噪音干擾及公害有嚴格限制的地區,其它有特殊要求而其它施工方法不可能滿足其要求時,採用頂推施工方法從空中完成跨越作業,無疑是一種比較理想的方法。因此,六十年代初期在歐、美一些國家就相繼採用此法,我國在七十年代後期才開始運用這一施工技術,八十年代才逐漸開始推廣運用。

頂推法施工除以上主要優點外,還有:

1、 施工作業場地比較集中、固定,因此就有可能有較穩定的勞動力組合,較準確的作業程式時間,便於組織成工廠化生產模式。

2、 所需的施工場地布置,是最經濟的。

3、 生產集中、工點集中,便於管理。對質量有較好的控制。

4、 所需的機具裝置是最少最省的,也可以充分發揮機械的使用效率。

5、 在長大橋梁施工中(l>300m),可能是最經濟,最快速的。

同任何事物一樣,頂推施工方法又不可能避免地存在一些缺點或不足:

1、 因為是逐段頂推施工,梁體在不同應力狀態下,要承受反覆應力變化,為滿足這一要求,梁體內勢必要增加鋼筋或預應力鋼束,由此而帶來用鋼量的增加。

2、 為適應頂推作業的需要,梁底面應當是平順的,從目前的梁形而言,只能是等高截面的箱梁(單箱或多箱)、t型梁,槽型梁。從而引起圬工量的增加(截面加大、自重增加)若採用其它梁形頂推,其技術難度加大。

3、 若在不同跨度的多跨連續梁上採用此法,不但設計工作繁贅,且在施工中也增加難度。換而言之,頂推法施工的橋梁最好是等跨連續梁(除兩邊跨)。

4、 制梁場地及裝置要求高,制梁台座基礎應當無下沉無變形,底模剛度要求等,且應平整。滑道設定要求也高。

5、 對於變坡度,變曲線半徑的橋梁上難以施工。也就是說在單一坡度或單一半徑的橋梁上,用頂推法施工雖有一定的難度,但仍有可能完成施工作業。但在多坡度或多種曲線半徑變化的橋梁上,若仍用頂推法施工,其困難將會大大的增加。

經濟上也是不合適的。

三、南昌大橋頂推施工

南昌大橋西引橋中有12孔48為連續梁為頂推法施工,其施工技術另有文章介紹,現根據完成的21個號段,對以下的幾個問題解決的比較滿意:

一、箱梁製造

1、 台座:由於本橋箱梁截面大,節段分劃長,重量大,最大節段重達1500餘噸,因此,台座利用了40臺41臺承臺基礎,並增加了四根鑽孔樁(共18根φ1.2m),台座面積達23.

5×25.88m,基礎無下沉變形。上部鋼結構支撐通過面板、縱樑、橫樑、縱樑等多次分配,傳至基礎,受力均勻。

底模面板在滑道部分厚度為20mm鋼板,其餘部分為8mm鋼板。底層鋼結構縱樑,支承在36臺200噸分組串聯的千斤頂上,油幫浦集中控制,以便於底模的整體公升降、脫模及調整。

脫模後的梁體支承在12臺250噸頂面設有滑道板的千斤頂上,以便於頂推作業。

內模及頂模支承在鋼支墩或專門設定的車架上,外模則直接支撐在整體式鋼平台上,用可調撐桿收緊或鬆開模板。拆模時,僅拆除內模、車架、頂模、外模隨平台公升降脫模,懸臂處的鋼盒則在每段頂推完成後,在另外的工作平台上拆除。

2、 箱梁混凝土灌注

24m一段的箱梁,一次灌注混凝土達500m3。且每段必遇乙個隔牆(墩頂隔牆或跨中隔牆),灌注時將隔牆混凝土帶後乙個節段,用微膨脹混凝土與梁體同期灌注,例如灌注第20號節段混凝土時,灌注第13號節段的隔牆。

箱梁混凝土採用一次灌注。其工藝為豎向分段,水平分層,由中向外,由後向前灌注。嚴格控制配合比,不同季節採用不同配合比和附加劑,保證混凝土在3一4天達到設計強度的90%,以滿足拆模及張拉的要求。

3、 制孔

對波紋管制孔,預以了高度重視,為保證波管孔道位置除用定位網固定外,對直線孔道,曲線孔道則分別採用鋼管,鋼絞線,硬塑管壓重措施。混凝土灌注時派專人負責轉動,混凝土灌注完畢即時的拔出壓重物件,檢孔,發現問題即時處理。經過上述方法辦理後,有效地克服波紋管上浮或漏漿堵孔現象。

二、滑道

墩頂滑道必須堅固,剛性要好,無下沉及變形,墩頂滑道用經過刨削的35號鑄鋼墊塊,上蓋30mm厚的鋼墊塊幷包覆3mm厚的不鏽鋼板,鋪設時用精密水平儀抄平,誤差1mm以內。抄平調整完畢,鑄鋼墊塊下用外能壓水泥砂漿。

四氟橡膠板厚10~11mm,中層夾2mm的鋼板。其厚度尺寸為3+2+2+3(四氟板+氯丁橡膠+鋼板+氯丁橡膠)。儘管對滑道水平度與梁底水平度要求很高,但在頂推過程中難免遇到正負公差的同向組合,而導致墩頂滑道受力不均,因此,四氟橡膠板承壓強度選用了較高階別的型號,以避免破損。

四氟橡膠板上留有注油槽,槽中注入矽脂,可以大大降低頂推力,且損耗極少。經上述處理的四氟橡膠板在頂推時初始靜磨擦係數可控制0.05以內,恢復後的磨擦係數在0.

03~0.04左右,這和有關資料介紹的情況吻合,見圖示。

三、 牽引制導技術

多點頂推其本質就是多點同步牽引。南昌大橋多點分布為隔墩設頂,即每隔乙個墩設乙個頂推墩,每墩設6臺yc一75一1000的水平千斤頂。計算按每頂55噸頂力布置,磨擦係數按0.

065考慮,牽引索原用32tvd粗筋,用連線套接長,因倒粗筋麻煩,且不能很好利用頂程,費時費力。後改用4φ12.8鋼絞線,頂前、頂後配自動工具錨、以便回頂鎖住鋼絞線,使頂推速度大大提高。

梁上每24m設頂推錨孔六個,錨柱插入孔內後安裝好鋼絞線及錨頭,與墩頂設定的六個施力頂架對應安裝。

頂推中如何做到多台頂同步?制導技術關鍵在**?我們的原則是「多點、逐級、限值助頂、單點載入主頂」。

單點主頂墩設在39號墩(特別加固墩),其餘各墩均為助頂墩,即助頂墩根據以往各段頂推情況計算出的磨擦係數,估算乙個本次頂推的初始磨擦係數,設定乙個頂力值,該值應基本接近滑動時的頂力值,但略小於滑動時的頂力值。並使各墩千斤頂基本穩定在這個頂力數值上。而主頂墩在各墩載入完畢後再行載入,此墩的頂力值,可較其它各墩頂力值稍大,此值加上後,梁體就應當移動。

也就是說,箱梁的移動主要表面在39墩載入時形成主頂。其餘各墩僅管在穩表注油,載入始終受到控制,不讓這些墩的頂力之和構成箱梁移動的力量。

當梁體移動後,初始靜磨擦逐漸轉化為穩定後的靜磨擦,表現在磨擦係數降低即由0.05→0.04左右或更小。

而其它各墩仍然保持原頂力,39墩則可能較初始頂力要小一些。保持箱梁不斷的移動,只需39墩不斷載入即可。當頂程接近1m時,千斤面回油,鋼絞線利用自動工具鎖定。

頂頭錨片鬆開,回油後再打緊頂頭錨片,繼續供油,開始新的1m行程。

箱梁頂推時,在觀測站上隨時報告梁體位移情況,並即時調整,在墩側向導向架上不斷增減四氟板,以調整梁體橫向位移。儘管梁體有數萬噸重,但調整起來並不困難。

經驗表明:頂推中的制導原則是正確的,原理明確,簡單易行,便於操作,箱梁移動平穩每小時綜合速度1.5~2m,其位移可以得到±1mm精確控制。

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