頂推法施工技術與受力

頂推法施工技術與受力分析教學目的通過本專題的學習，要掌握以下內容：１、了解頂推法的特點及其適用條件；２、熟悉頂推法的分類和施工過程；３、學會頂推法施工的過程受力分析及施工驗算內容；４、頂推法中減少施工內力的措施。

在橋頭沿橋縱軸線方向將逐段預制張拉上的梁向前推出使之就位的橋梁施工方法。

須緊靠橋臺后部開辟預制場地，每預制一個節(jié)段即用水平液壓千斤頂施力，借助于不銹鋼和聚四氟乙烯模壓板組成的滑動裝置，將梁逐段向對岸頂推，待全部頂推就位后，再落梁。更換正式支座，完成橋梁施工。

在水深、橋高等的情況下，可避免大量施工腳手架，可不中斷橋下交通或通航。

1、專家定義:

頂推施工法（Incrementallaunchingmethod)

目前最大頂推重量可達4萬噸，頂推長度達一千余米。用此法施工的連續(xù)梁橋，預應力筋合力設計成基本沿各梁截面重心通過，對梁施加近于中心受壓的預加力。

《中國土木工程百科辭典?橋梁工程卷》頂推施工要點：要設置固定的預制場，頂推由千斤頂完成。要想用有限的頂推力將龐大的梁體頂推到位，必須采用摩阻系數小的滑移裝置。頂推過程中每個截面要承受最大正彎矩和負彎矩，要兼顧運營階段和施工階段的受力要求。

適用條件：宜在等截面的預應力混凝土連續(xù)梁中采用，也可用于斜拉橋、拱橋等復雜結構。適用于深谷、寬深河道上的橋梁，或高架橋和同曲率的曲線橋和坡橋。

2、頂推施工法溯源

頂推施工法源于鋼橋縱向拖拉施工法。以千斤頂代替卷揚機和滑車組，改善啟動時造成的沖動以滑板、滑道（板式滑動裝置）代替滾筒，避免線接觸，保證薄壁箱式結構的屈折安全，緩沖應力集中。

聚四氟乙烯塑料－－高強低摩阻滑道材料的問世是關鍵。與不銹鋼板的摩擦系數為0.015～0.065。1959年，前聯(lián)邦德國的萊昂哈特（Leonhardt）教授在建造奧地利的阿格爾橋（Ager）時首次使用，四跨連續(xù)梁，最大跨徑85m；1963年委內瑞拉卡羅尼河橋(Caroni)頂推施工中引入了鼻梁（導梁）和輔助墩，六跨連續(xù)梁，最大跨徑96m；1964年，頂推法得到近一步改進，采用了分段預制、逐段頂推、逐段接長、連續(xù)施工的工藝；1974年，我國在狄家河鐵路橋施工中，首次采用頂推法?？鐝綖?0+40m。3、頂推法的施工工序預制：在橋軸線端部設預制場制梁頂推：待砼達到強度后，張束，向前頂推支座安裝：梁就位后，整體頂梁，安裝正式支座4、頂推方法的分類（１）按頂推方向分單向頂推雙向頂推或相對頂推橋臺預制場地預制梁滑道水平－豎直千千斤頂輔助墩單向頂推最常用的頂推推方法雙向頂推優(yōu)點：１、雙向頂推推的施工彎矩矩和成橋彎矩矩圖比較接近近，因此節(jié)省省預應力筋。特特別對于三跨跨連續(xù)梁，效效果更加明顯顯。２、施工進度度快。缺點：1、兩個預制制場，兩套套設備，施施工費用高高。2、對于三跨跨連續(xù)梁，，頂推幾段段后，要采采用臨時支支柱或梁后后壓重，或增加臨時時支點，防防止梁傾覆覆?？缰泻蠑n（２）按水水平力的施施加位置和和施加方法法分：單點頂推（（TL）：一對頂推推裝置集中中在橋臺上上或某一橋橋墩，其它它墩臺僅設設滑道。頂頂推力要求求大?？捎糜盟剑Q豎向千斤頂頂法和拉桿桿千斤頂法法。多點頂推（（SSY）：在每個橋橋墩、臺（（不包括臨臨時墩）上上都設有一一對頂推裝裝置。要求求千斤頂同同步運行。。利用墩頂的的水平千斤斤頂，傳給給墩頂的反反力平衡了了梁體滑移移時在橋墩墩產生的水水平力，使使墩受很小小的水平力力，適用于于柔性墩。。常采用拉拉桿式頂推推裝置。也也可用水平平－豎向千千斤頂法。。（３）按頂推裝置置的構造分分：水平——豎直千斤頂頂法：由水平千千斤頂和豎豎向千斤頂頂交互使用用而產生頂頂推力。拉桿千斤頂頂法：由固定在在墩臺上的的水平張拉拉千斤頂，，通過張拉拉錨固在主主梁上的拉拉桿而使梁梁體前移。?；宥张_豎向千斤頂頂水平千斤頂頂梁體支撐墊板粗齒墊板水平－豎直直千斤頂法法第一步：豎豎向千斤頂頂上頂水平－豎直直千斤頂法法第二步：水水平千斤頂頂橫頂水平－豎直直千斤頂法法第三步：豎豎向千斤頂頂下降水平－豎直直千斤頂法法第四步：水水平千斤頂頂退回水平－豎直直千斤頂法法拉桿千斤頂頂法墩臺梁體滑板傳力支架錨固器穿心式千斤斤頂拉桿優(yōu)點：簡化化工藝流程程，加快頂頂推速度。5、頂推施工工法的特點點優(yōu)點機具設備簡簡便，無需需大型起吊吊設備節(jié)省施工用用地，工廠廠化制作，，能保證構構件質量模板可周轉轉不影響通航航施工平穩(wěn)，，安全，無無噪音，節(jié)節(jié)約勞力適應于連續(xù)續(xù)梁，疊合合梁，簡支支梁，拱橋橋，斜拉橋橋等等截面結構構缺點：不適應多跨跨變高梁，，曲率變化化的曲線橋橋和豎向曲曲率大的橋橋梁受頂推懸臂臂彎矩的限限制，頂推推跨徑大于于70～80米不經濟頂推過程中中的反復應應力，使梁梁高取值大大，臨時束束多，張拉拉工序繁瑣瑣隨著橋長的的增大，施施工進度較較慢根據頂推的的施工過程程，應該進進行哪些內內容的計算算？6、施工驗算算的內容：：各截面的施施工內力計計算和強度度驗算頂推過程中中的穩(wěn)定計計算（傾覆覆穩(wěn)定，滑滑動穩(wěn)定））鋼索引伸量量的計算施工中臨時時結構的設設計與計算算確定頂推設設備、計算算頂推力頂推過程中中，橋墩臺臺的施工驗驗算頂推施工時時，梁的撓撓度計算連續(xù)梁狀態(tài)態(tài)，上緣受受壓，下緣緣受拉懸臂梁狀態(tài)態(tài)，上緣受受壓，下緣緣受拉連續(xù)梁狀態(tài)態(tài)，上緣受受壓，下緣緣受拉最大大時預應力筋類類型：兼顧營運與與施工要求求所需的力力筋為施工階段段要求配置置的力筋在施工完成成之后，為為滿足營運運階段需要要而增加的的力筋懸臂梁狀態(tài)態(tài)，上緣受受壓，下緣緣受拉連續(xù)梁狀態(tài)態(tài)，上緣受受壓，下緣緣受拉最大大時臨時結構的的受力驗算算橋墩臺的受受力驗算7、頂推法施施工中的幾幾個問題（1）預制場地地預制場地是是預制梁體體和頂推過過渡的場地地，包括主主梁節(jié)段的澆筑平平臺和模板板、鋼筋和和鋼索的加加工場地，，混凝土攪攪拌站以及砂砂、石、水水泥的堆放放和運輸路路線用地。。橋梁的上部部結構在預預制場地完完成，場地地長度至少少為預制節(jié)段段長度的三三倍。涉及因素有有：主梁節(jié)段分分段長每節(jié)段為全全斷面或分分次澆筑拼裝導梁的的場地第一跨頂出出時，梁體體的傾覆穩(wěn)穩(wěn)定安全根據氣候的的情況，預預制場也可可設在帳篷篷內。一個個階段從預制制養(yǎng)護到頂頂推大約需需要一周。。預制梁段的的技術要求求●底板平整度度，要有一一定的剛度度和硬度。。梁底的平整整度將影響響頂推時梁梁的內力，，所以預制制平臺的平平整度要嚴嚴格控制。?！駠栏窨刂其撲摻?、預應應力筋孔道道、預埋件件的位置●嚴格控制混混凝土的澆澆筑質量●盡可能采用用機械化裝裝拆模板模板工作－－是保證預預制質量的的關鍵。預制周期－－是加快施施工速度的的關鍵。預制工作作應采用流流水作業(yè)，，培養(yǎng)專業(yè)業(yè)化的施工工隊伍，還還可采用加加入添加劑劑的方法提提高混凝土土的早期強強度。（2）頂推設備備頂推裝置集集中在主梁梁預制場附附近的橋臺臺或橋墩上上，前方各各支點上設設置滑動支支承。頂推推裝置分為為兩種，一一種是由水水平千斤頂頂通過于箱箱梁兩側的的牽動鋼桿桿給預制梁梁一個頂推推力；另一一種是由水水平千斤頂頂與豎直千千斤頂梁聯(lián)聯(lián)和使用，，頂推預制制梁前進。。根據頂推方方法的不同同，采用不不同的千斤斤頂。單點點頂推可以以采用水平平千斤頂與與豎直千斤斤頂連用；；多點頂推推可采用穿穿心式千斤斤頂。（3）頂推施工工中的橫向向導向目的：使頂頂推正確就就位→必不可少。。位置：在預預制梁段剛剛離開預制制場的部位位；在頂推施工工最前端的的橋墩上8、減少頂推推施工時內內力的措施施主梁前端設設導梁跨中設臨時時墩，縮小小頂推跨徑徑（至40~60米）主梁前端設設臨時塔架架，以斜纜纜索系于梁梁上錨固當中孔跨徑徑較大，又又無法設臨臨時墩，則則變單向頂頂推為雙向向頂推減小頂推時時墩頂的摩摩擦力（1）導梁（鼻鼻梁）導梁設置在在主梁的前前端，為鋼鋼桁梁或鋼鋼板梁，主主梁前端裝裝有預埋構構件與鋼導導梁栓接。。導梁的結構構需要進行行受力狀態(tài)態(tài)分析和內內力計算，，導梁的控控制內力位位于導梁與與箱梁連接接處的最大大正、負彎彎距和下弦弦桿承受的的最大支點點反力。導梁長度一一般為頂推推跨徑的0.6～0.7倍。導梁長，可可減少主梁梁懸臂負彎彎矩，但過過長則會導導致導梁與與箱梁接頭頭處負彎矩矩和支反力力的相應增增加。導梁過短，，則增加主主梁的施工工負彎矩。。合理的導梁梁長度應使使主梁最大大懸臂負彎彎矩和營運運階段的支支點負彎矩矩基本相近近。導梁在施工工中，正負負彎距反復復出現，連連接螺栓易易松動，在在頂推中每每經歷一次次反復均需需檢查和重重新擰緊。。（2）輔助墩輔助墩僅在在施工中使使用，在符符合要求的的前提下要要造價底，，便于拆裝裝。鋼制輔輔助墩在荷荷載作用下下和溫度變變化下變形形較大而較較少采用。。目前用的的較多的是是用滑升模模板澆筑的的混凝土薄薄壁空心墩墩、混凝土土預制板或或預制板拼拼砌的空心心墩或混凝凝土板和輕輕便鋼架組組成的框架架臨時墩。。一般不在在其上設頂頂推裝置。。（2）輔助墩施工時是否否設置輔助助墩在總體體設計中考考慮，要確確定橋梁跨跨徑與頂推推跨徑之間間的關系。。也有研究究認為當頂頂推跨度大大于15倍的梁高時時要設置輔輔助墩。（3）拉索、托托架及斜拉拉索目的：用拉拉索加勁主主梁，用以以抵消頂推推時的懸臂臂彎矩。設計錯誤導導致頂推梁梁橋倒塌全橋長360m，橋面寬10.5m，等截面梁梁高2.5m施工方法：：前5孔采用常規(guī)規(guī)的鋼導梁梁法（跨徑徑48m）；第6孔采用塔架架法事故：當主主梁前端進進入最后一一孔時，塔塔架進入主主孔7m時，主梁梁下方方因承受剪剪力過大，，引起倒塌塌。分析認為，，如果在主主孔通過后后，立即撤撤除臨時纜纜索塔架，，倒塌就不不會發(fā)生；；塔架使梁梁體承受的的剪力增加加一倍。（４）滑動支座座設置在墩上的混混凝土臨時墊塊塊上，由光滑的的不銹鋼板與組組合的聚四氟乙乙烯滑塊組成，，其中的滑塊由由四氟板與具有有加勁鋼板的橡橡膠塊構成。頂推時，組合的的聚四氟乙烯滑滑塊在不銹鋼板板上滑動，并在在前方滑出，通通過在滑道后方方不斷喂入滑塊塊，帶動梁身前前進。墩臺鉻鋼板（光潔度7七級）梁體滑塊：上層橡膠膠，下層聚四氟氟乙烯板喂滑板頂推千斤頂豎頂挪動滑板豎頂下降鉻鋼板（光潔度7七級）梁體滑塊國內常用如下方方法：優(yōu)點：節(jié)省豎頂頂的操作工序，，加快頂進速度度9、實例介紹9.1國外頂推的橋梁梁卡羅尼河橋（委內瑞拉1962-1964）第一座頂推施工工的橋梁，兩車車道，橋寬10米，比橋面稍底底處兩側各有2.8米的人行道；邊邊跨48米，主跨96米。箱梁高5.6米，是主跨的1/17。上部結構由預制制階段拼裝，每每節(jié)斷9.2米，全長500米，對稱張拉；；頂推時在跨中中使用了輔助墩墩,上部結構頂推重重力約為98100KN，采用兩臺2934KN水平千斤頂單點點頂推，最大頂頂推力為3924KN；1977-78年，通過在旁邊邊頂推施工另一一座姐妹橋，擴擴大了橋梁的通通行能力。洛伊薩赫高架橋橋（德國1970-1972）位于德國巴伐利利亞，公路橋，，橋寬2x15.25=30.5米；共11跨，跨徑從41米到52米不等，全長586米；梁高3米，是最大跨徑徑的1/17，平面彎橋；RESTEL山谷橋（意大利1970-1972）公路橋高架橋，，橋寬9米，總跨度10x32=320米平面彎橋；；彎曲半徑150米，對應圓心角角122度；內卡橋（德國1976-1977）六車道高速公路路橋，總寬度2x15=30米，橋下山谷深深95米；邊跨30米，主跨拱形154米，拱高50米，拱上立柱間間距33米；主拱圈采用用雙箱梁，寬6.5米，高3米；拱上主梁采用箱箱梁，高2.3米，寬度從5.1米到7.1米不等主拱圈通通過輔助纜懸臂臂施工，主拱圈圈施工完畢后，，上部頂推施工工六車道高速公路路橋，總寬度2x19.5=39米，分體建筑；；跨徑組合74+133+74，主跨是頂推施施工中較長的。。梁高3米-4.8米，是主跨的1/44~1/28；施工期間，主跨跨部分不能影響響通航，盡管如如此，還是決定定由兩邊頂推，，并使用了輔助助纜。美因（MAIN）河橋（德國1977-1978）9.2國內頂推的橋梁梁西延線狄家河橋橋（陜西1977）狄家河橋是西安安至延安跨越狄狄家河的單線鐵鐵路橋，4x40m的預應力混凝土土連續(xù)梁橋;主梁為等截面單單箱單室，梁高高3m，系中國首次采采用頂推法施工工的連續(xù)梁橋;全梁分41塊預制，分階段段膠結拼裝;頂推采用水平-垂直千斤頂單點點頂推，梁端設設置30m長鋼導梁;平順橋（山西1990）3孔等截面預應力力混凝土連續(xù)彎彎梁橋；主梁采采用單室箱梁，，高2.7m，橋寬為凈9+2x0.5(m)；橋中軸線曲率半半徑90m，是彎橋設計與與施工技術研究究的試驗橋；也也是中國首次在在連續(xù)彎梁橋中中采用頂推法施施工。沅陵沅水橋（湖南1991）沅陵沅水橋跨越越沅水，橋址處處于五強溪水電電站庫容區(qū)內;主橋采用4跨不對稱預應力力混凝土連續(xù)-剛構橋。最高橋橋墩達52.4m，為雙肢薄壁柔柔形墩;引橋為9孔42m預應力混凝土連連續(xù)梁;該橋主要特點：：橋高水深，為為解決現澆施工工邊跨搭設支架架的困難，選用用不對稱分孔，，并用頂推法施施工邊段；引橋及邊段多點點頂推選用特置置新型盆式橡膠膠支座，施工時時滑道與永久支支座合一；頂推推施工中改進水水平千斤頂裝置置，并用微機控控制頂推全過程程，兩邊頂推，，并使用了輔助助纜。尤溪丘墩橋（福建1992）丘墩橋是當時中中國頂推法施工工中最大跨度的的預應力混凝土土梁橋，橋總長長250m，寬2x1.0+7(m)；主橋在頂推施工工階段為60+76+60(m)撐架式預應力混混凝土連續(xù)箱梁梁，運營階段體體系轉換為撐架架式預應力混凝凝土連續(xù)-剛構橋；主橋墩由撐架、、上墩、中墩和和基礎組成，兼兼有施工和運營營不同階段的受受力性能。南海九江橋（廣東1988）南海九江大橋是是廣湛公路上一一座特大型公路路橋梁，全長1682m；主橋由兩孔160m獨塔混凝土斜拉拉橋與21孔50m連續(xù)箱梁組成，，引橋由20孔16m先張法預應力混混凝土空心板組組成；該橋主要技術特特點：⒈采用H型斷面、帶有水水平隔板的塔柱柱結構；

⒉主主梁施工采用浮浮吊逐段直接懸懸臂拼裝；⒊⒊長達690m的連續(xù)箱梁，采采用在柔性墩上上多點頂推法施施工；

⒋采用用伸縮量達56cm的大位移伸縮縫縫裝置。杭州江東大橋第第一合同段通航航孔橋為三跨空空間纜索自錨式式懸索橋，寓意意“錢江帆影”杭州江東大橋（（錢江九橋）（正在施工）主梁長度426ｍ，橋寬47ｍ。主梁單單向多多點頂頂