高架橋跨鐵路鋼箱梁頂推施工技術(shù)(共11頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高架橋跨鐵路鋼箱梁頂推施工技術(shù)【內(nèi)容提要】 哈爾濱進(jìn)鄉(xiāng)街高架橋，由于主橋跨越鐵路既有拉濱上下行線(xiàn)、香孫線(xiàn)、孫新線(xiàn)及站線(xiàn)和林機(jī)廠專(zhuān)用線(xiàn)。因此，鋼箱梁架設(shè)采用頂推法。施工時(shí)利用鋼箱梁的可拼裝性，在橋一端的拼裝平臺(tái)將鋼箱梁進(jìn)行逐段拼裝，在拼裝完成后采用自鎖式千斤頂步履式整體滑移頂推法，將整體鋼箱梁頂推到位，再起梁，拆除滑道等輔助設(shè)施，安裝支座，落梁，完成鋼箱梁頂推施工。【關(guān) 鍵 詞】 跨鐵路橋；鋼箱梁；頂推1.前言隨著我國(guó)橋梁建設(shè)的發(fā)展，大跨度鋼箱梁的頂推架設(shè)發(fā)已成為橋梁建設(shè)的一個(gè)重要發(fā)展方向。我公司承建的哈爾濱進(jìn)鄉(xiāng)街高架橋，由于主橋上跨鐵路線(xiàn)，鋼箱梁架設(shè)采用頂推法進(jìn)行架設(shè)

2、施工。頂推是將鋼箱梁在橋跨的一側(cè)沿橋縱軸線(xiàn)方向逐段拼裝，鋼箱梁下布設(shè)滑道和滑移裝置，頂推鋼箱梁，沿縱向滑移至預(yù)定橋跨，然后拆除輔助設(shè)施，移正鋼梁，落梁就位。本項(xiàng)目鋼箱梁頂推施工是我公司首次接觸的一種新的行之有效的鋼箱梁架設(shè)方式。2.工程概況本項(xiàng)目為哈爾濱市進(jìn)鄉(xiāng)街高架橋工程，西起三大動(dòng)力路，東至三環(huán)路哈阿立交橋前，工程沿進(jìn)鄉(xiāng)街走向全長(zhǎng)4130m。其中，高架橋起K0+800，向西上跨通鄉(xiāng)街、拉濱鐵路、華北路，終點(diǎn)K3+910，橋梁及引道全長(zhǎng)3110m。我公司負(fù)責(zé)部分為高架橋上跨鐵路拉濱下行線(xiàn)、香孫線(xiàn)、孫新線(xiàn)及站線(xiàn)和林機(jī)廠專(zhuān)用線(xiàn)，上跨鐵路鋼箱梁長(zhǎng)131.672m。橋跨結(jié)構(gòu)為40.836m+50m+4

3、0.836m，分別為27#-28#、28#-29#、29#-30#墩，梁高2 m，鋼箱梁寬是變截面結(jié)構(gòu)，從25.3m漸變至15.8m；主梁鋼結(jié)構(gòu)重1798T。橋面縱坡0.4%-1.5%。鋼箱梁采用全焊鋼箱梁四箱結(jié)構(gòu)。我項(xiàng)目所承擔(dān)的上跨鐵路橋工程為全線(xiàn)重點(diǎn)難點(diǎn)工程。鋼箱梁橫截面示意圖3.頂推工藝?yán)娩撓淞旱目善囱b性，在橋一端的拼裝平臺(tái)將鋼箱梁進(jìn)行逐段拼裝；在鋼箱梁拼裝完成后，利用設(shè)置在瓶裝平臺(tái)上的液壓頂推滑移設(shè)備，通過(guò)液壓爬行控制系統(tǒng)的集中控制，將鋼箱梁頂推到位，再頂起鋼箱梁，卸除滑靴，拆除滑道，安裝支座，落梁，調(diào)整支座反力及標(biāo)高，完成鋼箱梁頂推施工。4.頂推前準(zhǔn)備工作4.1臨時(shí)支墩、滑移軌道布

4、置、鋼導(dǎo)梁設(shè)計(jì)4.1.1臨時(shí)支墩沿橋的縱向在27#-28#墩之間設(shè)置3排臨時(shí)支墩，每排設(shè)置3個(gè)，每個(gè)臨時(shí)支墩由4根630mm鋼管組成，作為頂推滑道的支撐系統(tǒng)，臨時(shí)支墩設(shè)置在鋼箱梁底板下。4.1.2滑移軌道布置由于滑移段為變寬橋體，滑道布置要盡可能使各條滑道承擔(dān)相近的荷載，同時(shí)還要避開(kāi)橋下支座位置，以便順利落架安裝；擬在直線(xiàn)側(cè)距橋邊2.2米、11.2米、21.55米處設(shè)置3條滑道及其下的滑移支架?；栖壍涝谡麄€(gè)滑移過(guò)程中起承重導(dǎo)向和徑向限制構(gòu)件水平位移的作用。由于滑移距離較長(zhǎng)，滑移軌道需進(jìn)行分段現(xiàn)場(chǎng)拼接施工。滑移軌道選用43kg熱軋鋼軌（GB2585-2007）。為保證滑移軌道頂面的水平度，降低

5、滑動(dòng)摩擦系數(shù)，滑移梁及滑移軌道在制作安裝時(shí)，應(yīng)做到：對(duì)滑移面的平面度進(jìn)行變形矯正；對(duì)滑移軌道垂直方向彎曲矢高應(yīng)控制在0+8毫米；滑移軌道上表面應(yīng)進(jìn)行手工除銹，打磨光滑；每段滑移軌道接頭高差目測(cè)為零，焊縫接頭處應(yīng)打磨平整；正式滑移前軌道與滑靴各接觸面需均勻涂抹黃油潤(rùn)滑。臨時(shí)支墩布置及滑移軌道如下圖：4.1.3鋼導(dǎo)梁檢算頂推施工在鋼箱梁前端設(shè)置鋼導(dǎo)梁，設(shè)置鋼導(dǎo)梁的目的一方面是為減少主梁在頂推過(guò)程中的懸臂長(zhǎng)度，降低懸臂狀態(tài)下負(fù)彎矩峰值；另一方面引導(dǎo)主梁上墩，便于頂推過(guò)程中主梁糾偏。因此，對(duì)鋼導(dǎo)梁的長(zhǎng)度確定，導(dǎo)梁強(qiáng)度等進(jìn)行檢算。在檢算過(guò)程中，為保證計(jì)算的準(zhǔn)確，采用手算與邁達(dá)斯軟件相結(jié)合進(jìn)行分析檢算。導(dǎo)

6、梁立面圖導(dǎo)梁平面圖導(dǎo)梁斷面圖導(dǎo)梁連接桁架圖4.1.3.1導(dǎo)梁長(zhǎng)度確定因拼裝段較短，導(dǎo)梁及橋體逐級(jí)滑移出拼裝平臺(tái)后，懸挑端的傾覆力矩逐漸加大，當(dāng)導(dǎo)梁將要滑上29#墩臺(tái)時(shí)傾覆力矩達(dá)到最大，為最不利工況；這時(shí)平臺(tái)上的橋體自重形成的抗傾覆力矩，必須要足夠大于前述傾覆力矩才能保證滑移方案的可行。若導(dǎo)梁長(zhǎng)度L=35M,為滑越跨度的0.7倍，則有傾覆力矩 M傾=2563*17.7/2+550*（17.7+35/2）=42043 KN*M抗傾覆力矩 M抗=5210*32.6/2=84923KN*M導(dǎo)梁接近29號(hào)墩身時(shí)抗傾覆系數(shù)=84923/42043=2.02 >2 依據(jù)上述分析，確定導(dǎo)梁長(zhǎng)度為35米。

7、4.1.3.2導(dǎo)梁設(shè)計(jì)頂推過(guò)程中，在滿(mǎn)足強(qiáng)度和穩(wěn)定的條件下，宜選用重量較輕的變截面導(dǎo)梁；在腹板開(kāi)孔減輕導(dǎo)梁自重，以減少頂推時(shí)主梁最大懸臂狀態(tài)的負(fù)彎矩和梁端撓度；同時(shí)減小橫向受風(fēng)面積，增加導(dǎo)梁的側(cè)向穩(wěn)定性。本項(xiàng)目的鋼導(dǎo)梁長(zhǎng)度為35米，為鋼箱梁頂推自由長(zhǎng)度的0.7倍。導(dǎo)梁與鋼箱梁剛度比為I1/I2=(1.11e11)/(8.17e11)=1/7.3。均符合導(dǎo)梁常規(guī)選型指標(biāo)。4.1.3.3導(dǎo)梁根部強(qiáng)度計(jì)算：（導(dǎo)梁為Q345鋼材）a、導(dǎo)梁根部抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算：b、導(dǎo)梁根部抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算：c、導(dǎo)梁前端抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算： d、導(dǎo)梁前端撓度：導(dǎo)梁前端撓度為331mm （ 2L /317） 導(dǎo)梁前段設(shè)置斜坡，坡高為33

8、5mm，以解決導(dǎo)梁前端滑動(dòng)上臺(tái)問(wèn)題。為防導(dǎo)梁撓度過(guò)大，在29#墩頂設(shè)直徑800的鋼管柱，其上安裝滑輪，在29#和30#墩之間設(shè)卷?yè)P(yáng)機(jī)，用來(lái)牽引導(dǎo)梁端部。5.鋼箱梁頂推施工5.1頂推施工方法及原理鋼箱梁安裝采用自鎖式千斤頂步履式整體滑移頂推法施工。自鎖式千斤頂步履式整體滑移頂推法是采用“液壓同步滑移技術(shù)”，此技術(shù)采用液壓爬行器作為滑移驅(qū)動(dòng)設(shè)備。液壓爬行器為組合式結(jié)構(gòu)，一端以楔型夾塊與滑移軌道連接，另一端以鉸接點(diǎn)形式與滑移胎架或構(gòu)件連接，中間利用液壓油缸驅(qū)動(dòng)爬行。自鎖型液壓爬行器是一種能自動(dòng)夾緊軌道形成反力，從而實(shí)現(xiàn)推移的設(shè)備。此設(shè)備可拋棄反力架，省去了反力點(diǎn)的加固問(wèn)題，省時(shí)省力，且由于與被移構(gòu)件

9、剛性連接，同步控制較易實(shí)現(xiàn)，就位精度高。液壓爬行器的楔型夾塊具有單向自鎖作用。當(dāng)油缸伸出時(shí)，夾塊工作（夾緊），自動(dòng)鎖緊滑移軌道；油缸縮回時(shí)，夾塊不工作（松開(kāi)），與油缸同方向移動(dòng)。鋼箱梁在工廠制作，在現(xiàn)場(chǎng)拼裝平臺(tái)按節(jié)段拼裝焊接，累積滑移。頂推總體布置：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算確定臨時(shí)支墩個(gè)數(shù)及頂推設(shè)備數(shù)量。鋼箱梁節(jié)段在拼裝區(qū)27#28#設(shè)拼裝平臺(tái)進(jìn)行拼裝，頂推方向前端安裝導(dǎo)梁。每次拼裝完成后結(jié)構(gòu)從27#墩向30#墩方向方向滑移，累積滑移直到安裝到位。最后拆除導(dǎo)梁，調(diào)整線(xiàn)型與標(biāo)高，安裝支座，拆除頂推設(shè)備與臨時(shí)支架。頂推原理：三點(diǎn)頂推是將頂推千斤頂分散安裝在各滑道上，通過(guò)耳板與梁體連接，千斤頂同時(shí)共同施力，

10、當(dāng)頂推頂拉力的合力克服滑道摩阻力的合力時(shí)，梁體才能向前移動(dòng)。動(dòng)力學(xué)原理可用下述數(shù)學(xué)表達(dá)式表示：Fi>Ri（i±i）。5.2頂推步驟步驟1：爬行器夾緊裝置中楔塊與滑移軌道夾緊，爬行器液壓缸前端活塞桿銷(xiāo)軸與滑移構(gòu)件（或滑靴）連接。爬行器液壓缸伸缸，推動(dòng)滑移構(gòu)件向前滑移；步驟2：爬行器液壓缸伸缸一個(gè)行程，構(gòu)件向前滑移300毫米；步驟3：一個(gè)行程伸缸完畢，滑移構(gòu)件不動(dòng)，爬行器液壓缸縮缸，使夾緊裝置中楔塊與滑移軌道松開(kāi)，并拖動(dòng)夾緊裝置向前滑移；步驟4：爬行器一個(gè)行程縮缸完畢，拖動(dòng)夾緊裝置向前滑移300毫米。一個(gè)爬行推進(jìn)行程完畢，再次執(zhí)行步驟1工序。如此往復(fù)使構(gòu)件滑移至最終位置。5.3頂推

11、注意事項(xiàng)1、頂推系統(tǒng)使用前應(yīng)按照操作流程進(jìn)行調(diào)試與試驗(yàn)。2、每次頂推，必須對(duì)頂推的梁段中線(xiàn)進(jìn)行測(cè)量，并控制在允許范圍以?xún)?nèi)；如出現(xiàn)偏差，則需要立即調(diào)整。3、鋼軌和槽鋼應(yīng)保持清潔，并按要求涂抹黃油。4、頂推過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)頂推力驟升，應(yīng)及時(shí)停止并檢查原因。5、每節(jié)段開(kāi)始頂推時(shí)，先進(jìn)行試頂推，然后正式頂推。6、頂推時(shí)，應(yīng)派專(zhuān)人檢查導(dǎo)梁及鋼箱梁，如果導(dǎo)梁構(gòu)件有變形、螺絲松動(dòng)、導(dǎo)梁與鋼拱梁聯(lián)結(jié)處有變形或箱梁局部變形等情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)立即停止頂推，進(jìn)行分析處理。7、注意頂推過(guò)程中頂力的變化。8、位移觀測(cè)，主要是梁體的中線(xiàn)偏移和墩頂?shù)乃?、豎向位移，在頂推過(guò)程需用橫向調(diào)整油缸及時(shí)調(diào)整。9、頂推到最后梁段時(shí)要特別注

12、意梁段是否到達(dá)設(shè)計(jì)位置，須在溫度穩(wěn)定的夜間頂推到最終位置，并根據(jù)溫度仔細(xì)計(jì)算測(cè)定梁長(zhǎng)。10、最后一次頂推時(shí)應(yīng)采用小行程點(diǎn)動(dòng)，以便糾偏及縱移到位。11、頂推過(guò)程中的糾偏措施：糾偏采用滑移同步控制策略 液壓滑移同步控制應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：盡量保證各臺(tái)液壓爬行器均勻受載；盡量保證各個(gè)滑移頂推點(diǎn)保持同步。根據(jù)以上要求，制定如下的控制策略：將3臺(tái)爬行器中一臺(tái)設(shè)為主令點(diǎn)A，另一橋墩處的一臺(tái)設(shè)為從令點(diǎn)B，其余兩臺(tái)設(shè)為跟隨點(diǎn)。將主令點(diǎn)A的液壓爬行器滑移速度設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)值，作為同步控制策略中速度和位移的基準(zhǔn)。在計(jì)算機(jī)的控制下從令點(diǎn)B以位移量來(lái)跟蹤比對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。根據(jù)兩點(diǎn)間位移量之差L，取中值L/2分別進(jìn)行動(dòng)

13、態(tài)調(diào)整，保證各臺(tái)液壓爬行器在滑移過(guò)程中始終保持同步。通過(guò)兩點(diǎn)確定一條直線(xiàn)的幾何原理，保證整個(gè)滑移過(guò)程中的平穩(wěn)。12、糾偏預(yù)防措施：在30#墩頂設(shè)直徑800的鋼管柱，其上安裝滑輪，在30#和31#墩之間設(shè)卷?yè)P(yáng)機(jī)，用來(lái)牽引導(dǎo)梁端部。 滑移控制策略示意圖6.落梁落梁采取分墩起落、高差限位、實(shí)測(cè)梁重、全聯(lián)調(diào)整的方法。起頂設(shè)備采用YDC300千斤頂6臺(tái)。拆除頂推滑靴，換上盆式橡膠支座后，利用設(shè)置在個(gè)墩上的起落千斤頂將鋼箱梁頂起（各墩起頂高度相同），則鋼箱梁全部重力有千斤頂支承。根據(jù)各千斤頂?shù)挠蛪褐?，?jì)算出各千斤頂油壓值，計(jì)算出各千斤頂?shù)钠痦斄?，即可得到各墩的?shí)測(cè)支反力Ri,然后計(jì)算出梁重G=Ri，再根據(jù)計(jì)算梁重G、設(shè)計(jì)支反力Ri實(shí)測(cè)梁重G，計(jì)算出各支點(diǎn)的理想支反力（即在實(shí)測(cè)梁重情況下各支點(diǎn)應(yīng)該承受的支反力）,= RiG/G。通過(guò)實(shí)測(cè)支反力Ri與理想支反力比較，找出支反力偏小的支點(diǎn)，然后采取在這些支點(diǎn)的支座下面加墊調(diào)平鋼板的方法，調(diào)整支座高程，從而調(diào)整其支反力。最后，全部調(diào)整完畢后，進(jìn)行落梁。7.結(jié)語(yǔ)由于進(jìn)鄉(xiāng)街高架橋跨鐵路部分鋼箱梁，所跨鐵路線(xiàn)路跨度大，線(xiàn)路密集，車(chē)流量大。因而，進(jìn)鄉(xiāng)街高架橋作為跨線(xiàn)高架橋，其施工具有相當(dāng)大的難度。但是，我們抓住施工的關(guān)鍵及特點(diǎn)，科學(xué)設(shè)計(jì)，合理安排