淺談橋梁工程中頂推法施工技術(shù)

淺談橋梁工程中頂推法施工技術(shù)一、引言50多年前，頂推法施工技術(shù)就已經(jīng)在德國運用，中國運用這一技術(shù)大概也有三十多年了。頂推施工方法的雛形來自早期鋼橋的拖拉法、導(dǎo)梁拖拉法、縱向連接拖拉法等，它用千斤頂取代了傳統(tǒng)的卷揚機滑車組，用板式滑動裝置取代滾筒。這一取代使施工方法得到了發(fā)展和提高，從而降低了用滑車組卷揚機拖拉在啟動時造成的沖動，板式滑動裝置避免了滾筒支承線接觸作用引起的應(yīng)力集中。二、頂推法施工原理頂推法是梁體在橋頭逐段澆筑或拼裝，用千斤頂縱向頂推，使梁體通過各墩頂?shù)呐R時滑動支座面就位的施工方法。施工原理是沿橋縱軸方向的臺后設(shè)置預(yù)制場，分階段預(yù)制梁體，縱向張拉預(yù)應(yīng)力筋后，通過水平千斤頂施力，借助滑移裝置和頂推裝置，將梁逐段向前頂推，就位后落梁并更換正式支座。單點頂推的動力學(xué)原理為，當(dāng)集中的頂拉力滿足下式時，梁體才能向前移動：H>ΣRi（fi±αi）Ri—第i橋墩（或橋臺）滑道瞬時的垂直支反力；fi—第i橋墩（或橋臺）支點相應(yīng)的靜摩擦系數(shù)；αi—橋梁縱坡坡率，正為上坡頂推，負為下坡頂推。多點分散頂推施工的動力學(xué)原理為，當(dāng)ΣFi滿足下式時，梁體才能向前移動：ΣFi>Σ(fi±αi)NiFi—第i橋墩（或橋臺）千斤頂所施的力；Ni—第i橋墩（或橋臺）支點瞬時支反力；fi—第i橋墩（或橋臺）支點相應(yīng)摩擦系數(shù)；αi—橋梁縱坡坡率，正為上坡頂推，負為下坡頂推。三、頂推法施工工藝頂推方式是根據(jù)主梁長度、設(shè)計頂推跨度、橋墩能承受的水平推力、項推設(shè)備和滑動裝置等條件進行選擇的，例如單點頂推、多點頂推或雙向頂推等。3.1布置預(yù)置場預(yù)置場地應(yīng)設(shè)在橋臺后面的橋軸線的引道或引橋上。若為多點頂推時，可在橋兩端設(shè)場地，從兩端同時頂推。預(yù)置場地應(yīng)考慮幾個長度，包括梁段底板與腹頂板預(yù)置長度、梁段懸出時反壓段的長度、機具設(shè)備材料進入預(yù)置作業(yè)線的長度和導(dǎo)梁拼接長度；預(yù)置場地的寬度應(yīng)考慮梁兩端的施工作業(yè)的需要。為了便于混凝土的養(yǎng)護，預(yù)置場地上空宜搭設(shè)固定或活動的作業(yè)棚，。3.2頂推裝置頂推裝置由千斤頂、高壓油泵、拉桿(束)、頂推錨具(自動工具錨、拉錨器)組成，頂推動力一般使用水平千斤頂或自動連續(xù)千斤頂及其配套的普通高壓油泵或?qū)Ｓ玫囊簤赫咀鳛閯恿ρb置，拉桿體系最早使用精軋螺紋鋼，1988年以后逐漸采用高強鋼絲束、鋼絞線束群錨體系，拉錨器的施力位置由拉箱梁腹板兩側(cè)逐漸過渡到拉箱梁底板的方式，并由穿過箱梁頂、底板布設(shè)傳力型鋼演變?yōu)閮H在箱梁底板中心線預(yù)留孔插入牛腿式鋼塊拉錨器。拉錨器的間距應(yīng)能保證墩上千斤頂有施力點和便于主墩上千斤頂統(tǒng)一更換拉索以提高頂推工作效率3.3滑移和導(dǎo)向裝置滑移裝置可分為：①普通的滑移裝置；②起循環(huán)作用的滑移裝置；③起連續(xù)作用的滑移裝置；④導(dǎo)向裝置及其他附屬裝置?；酪话悴捎脝位腊逍问?，滑道板為一塊整鋼板，置于滑道墊塊鋼架之上。該種形式的滑道能很好的承受各向作用力，而且標高容易控制，拆除也較方便。為了控制梁體在頂推過程中的中線始終處于規(guī)范范圍內(nèi)，必須設(shè)置橫向?qū)蜓b置。尤其在圓曲線上頂推，橫向?qū)蜓b置顯得更加重要。糾偏器裝在預(yù)制臺座前臨時墩的兩旁，且固定一對，以控制每段梁尾端的橫向位置，保證梁尾與預(yù)制模板正位接頭。頂推時，作好橫向偏差觀測，主要觀測主梁和永久墩的彈性橫向位移。3.4臨時墩和導(dǎo)梁為了在頂推的過程中為了減少過大的懸臂彎矩，可設(shè)置臨時墩和導(dǎo)梁。在連續(xù)梁的跨度大于頂推跨度時，宜設(shè)置中間臨時墩，在不設(shè)臨時墩時，為滿足安裝鋼導(dǎo)梁和連續(xù)梁前期頂推抗傾覆的要求，在制梁臺座前和連續(xù)梁第一跨內(nèi)設(shè)臨時墩，作為頂推施工的過渡段，保證梁體線形與已經(jīng)頂推出去的梁體完全一致，避免大梁從制梁臺座上頂推出去以后，與接灌的下一梁段出現(xiàn)大的轉(zhuǎn)角。臨時墩應(yīng)能承受頂推時的最大豎向荷載和最大水平摩阻力引發(fā)的變形。在此原則前提下，盡可能降低造價，便于拆裝。為提高臨時墩的穩(wěn)定性，防止臨時墩在箱梁頂推過程中產(chǎn)生較大的水平位移，保證頂推安全，將臨時支墩與相鄰的主橋墩和制梁臺座進行撐拉連接，用水平或斜拉鋼絞線束臨時加固。導(dǎo)梁設(shè)置在主梁前端，可為等截面或變截面鋼板梁，導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)必須通過設(shè)計計算，從受力狀態(tài)分析，導(dǎo)梁的控制內(nèi)力是導(dǎo)梁與箱梁連接的最大正、負彎矩和下翼緣的最大支點反力。國內(nèi)外的施工經(jīng)驗表明:導(dǎo)梁長度一般為頂推跨徑的0.6至0.7倍，較長的導(dǎo)梁可以減小主梁的負彎矩，但過長的導(dǎo)梁也會導(dǎo)致導(dǎo)梁與箱梁連接處負彎矩和支反力的相應(yīng)增加，合理的導(dǎo)梁長度應(yīng)是主梁最大懸臂負彎矩與使用狀態(tài)支點負彎矩基本接近。導(dǎo)梁的剛度對主梁內(nèi)力的影響遠較其長度對主梁內(nèi)力的影響為小。導(dǎo)梁的剛度在滿足穩(wěn)定和強度的條件下，選用較小的剛度及變剛度的導(dǎo)梁，將在頂推時減小最大懸臂狀態(tài)的負彎矩，使負彎矩的2個峰值比較接近。此外，在設(shè)計中要考慮動力系數(shù)，使結(jié)構(gòu)有足夠的安全儲備。為減輕自重最好采用從根部至前端為變剛度的或分段變剛度的導(dǎo)梁3.5落梁落梁工作是全梁頂推到位后將梁安工在設(shè)計支座上的工作。施箱梁頂推到位以后,逐節(jié)拆除鋼導(dǎo)梁,解除縱向臨時預(yù)應(yīng)力索,張拉后期縱向預(yù)應(yīng)力索,并對管道壓漿,達到強度后進行落梁工作。落梁即將箱梁頂起來,拆除頂推用的滑道裝置,并將永久橡膠盆式支座就位安裝,將箱梁均勻平穩(wěn)地降落到永久支座上,再固定永久支座。閱四辮、頂窯推施狐工方譽法的條優(yōu)點除及不燒足之恐處剪樣隨著潤頂推道能力鞏的增臥加和乘頂推撇機具惠的發(fā)填展，肝頂推情施工產(chǎn)方法柴在連蝶續(xù)梁巴以外級的橋薯型正確在廣植泛的尾應(yīng)用茅，如航拱橋肯和斜雖拉橋自等的礙施工晨。斜扶拉橋嬸一般球是在紋場地叼、運膽輸條突件受紹限的軌情況雕下才慎選取召采取悔頂推頓施工梳法的帝，和避懸臂阻拼裝短施工擺相比查，頂晌推方請法施醉工大樓量的廊臨時兄墩和判頂推豐點復(fù)晴雜鵝的局廳部構(gòu)胡造勢肚必造逃成經(jīng)響濟上憑的浪財費，方但是糟頂推草施工寶在一寬些方碌面上賺還是涉有優(yōu)亭勢的膚。運倒用頂料推法嚇施工憂橋梁講與其拐他施蹄工技第術(shù)相時比具為有很泰多優(yōu)軌點，貸可以攀使橋緩梁上跌部結(jié)隔構(gòu)的痛施工堪不影壯響橋糖位青處現(xiàn)合有機的交轎通狀露況，多減少駛施工揀設(shè)備殿，縮山短結(jié)駕構(gòu)的愚施工真工期床，降輸?shù)蜆蛑鹆旱臐q施工擺成本墳，提拼高結(jié)鐘構(gòu)橫喊截面竊的使爸用效烤率，贏減少途混凝絮土變膨化的握影響裹。叮魚頂推毅施工塑方法哀的優(yōu)望點可撐概括父為以覺下幾建點：纖1)長頂推慮施工播的橋逼梁一貼般單候跨頂救推力散通常倦在嬸50隙t蠶到撤10壞0t掏之間碰，室遠比父梁體籠自重搏小，施所以撒頂推罷設(shè)備的輕型寬簡便扔，不漠需大匪型吊稈運機況具，稱保養(yǎng)扔與運亡輸方奏便，個適合芳特殊聽場地宅使用日。如棗水深輛較小俘浮吊您不能洲進入柳的河丹流或?qū)呱顕姽鹊刃帧Ｓ?xùn)2)報對橋害下地鈴基和經(jīng)凈空效無要勿求，然不影陽響通鏡車或姿通航箭，由盲于預(yù)狀制場刺通常社設(shè)在妨岸上借，搭避建拆千除簡揭單，贈混凝塔土或瞇者是抱鋼構(gòu)沒件運份輸方顫便。練3)損對混席凝土逗橋的蒸頂推摩施工料來說倡，澆璃筑混偵凝土胳僅需視一套女模板籍周轉(zhuǎn)把，節(jié)踢省材率料；袖施工糟工廠容化，笨易于糊質(zhì)量互管理接。搭徒設(shè)平燙臺的勻材料謊大多屬為型振鋼和激鋼板未，便巴于取撲材和腔重復(fù)錄利用豪。但4)脆場地服固定漏集中認，便身于安杰全施阿工，鉗受環(huán)扇境干循擾小獵。敵5)島工作努條件腎相對墳較好雙，所我需勞爆動力撈比較嫂少，看勞動果強度樣相對難不高各。圈腐頂推支施工掉方法儲尚存暴的不匪足之門處：融1)賣由于鋸頂推惹懸臂殼彎矩區(qū)不能我太大是，且吊施工泄階段刺的內(nèi)音力與淹運營夢階段魔的內(nèi)兄力也悼不能部相差的太大俗，所刪以頂蚊推只餡適宜禽較多溫跨，骨跨數(shù)制太少壘極不旦經(jīng)濟筐?；?)丙對于百多孔飛長橋虧，因些工作妙面所稀限，煌頂推例過長去，施扣工工仔期相叨對較注長。獅3)家對于歸橋的適形式它有一竿定要今求，廳彎橋輔只能屯是曲嘴率恒械定的宇橋梁栗，而扣且通鄭常要拘求梁烈高不殲變，秒底面驚是直比線。五、施工案例設(shè)計下面就根據(jù)以上關(guān)于橋梁頂推法施工技術(shù)的理論設(shè)計一個施工案例。工程概述:某供水工程與河道交叉位置的管橋項目，在1#鎮(zhèn)墩、1#樁柱、2#樁柱、3#樁柱、4#樁柱、5#樁柱、6#樁柱、2#鎮(zhèn)墩上吊裝兩排并行的dn3100mm鋼管管道，單管總長約160多米濃,混設(shè)計電樁號召k2料3+此74趨1.我2樂至樁哲號兩k2蹤3+貸91問7.餐5主。其折中寸1#稿~2撲#恰、啦2#崇~3業(yè)#賞、樸3#靜~4稿#刻、賄4#灘~5荒#著樁樁釣的跨彈度均娛為垮30半米，濃5#我~6逝#駐樁的可跨度抓為悔22祝米。柳長度旱30娘米管腫道單省重為胞75蠟噸，紛長度都22評米管詢道單帝重為攻55關(guān)噸。府地面礦至管掘道頂會最高輝點為意19待.8影米，屈施工煩地面鋼是某掘河河狠道。辭欣施工加方案干介紹西:曬5.勺1驢頂推妙準備陳失在攪1#梅樁以頃北與訪原地頂面相充接處拘及鼻2#雅樁南欠側(cè)邪4震米范神圍內(nèi)左，沿軟管橋估縱向賀設(shè)搜51祝米長凝的空映中工園作平纖臺及肚頂推律作業(yè)數(shù)面。畏2#淋樁南革側(cè)山4李米處濟設(shè)置識混凝求土頂連推后貞備；朱在允1#臉、劈2#頌樁之箭間及膏2#笛樁附舌近錦用萬個能桿貴件或暗門式氏支架也搭設(shè)祝支墩窩、萬晃能墩拆，其門地基憤應(yīng)經(jīng)信過處釘理，欠滿足則承載橡力要遙求；船在支堪墩上證架設(shè)渡兩片怒貝雷既梁，塊中心忍間距損4.揀6股米。莫橫向遇用槽估鋼及仆相應(yīng)揪連接隱件將趣兩片愛桁梢梁連喪在工猛字鋼露上，羨縱向厭鋪設(shè)暫兩條殖輕型圖鋼軌樹滑道槳及木從板作典為工進作平嬸臺。講在頂隨推過穩(wěn)程中涼，為瞎保證寧管道趕中線服的準滲確，祝防止剝管道麻左右奴橫向幅偏移歡，擬稿在頂躲推平甩臺狹51延米的燭范圍蔽內(nèi)滑閣道上拋，設(shè)貴置管狡道臨浴時橫暑向固梅定裝頂置，賴使管巴道只紐能沿碧縱向允移動里。減5.烤2化管橋成頂推攜贏管橋瓶頂推閥施工氏前預(yù)氧先安改裝各括墩帽件上的喬設(shè)計踏支撐墻環(huán)，房并使音頂推冤管橋吼底高士于設(shè)悟計的沉支撐躁環(huán)底吳部約孟30質(zhì)cm飼。在節(jié)搭設(shè)偷的平賣臺上憐，將呀3.羅6矛米鋼屢管對上位焊僚接，域然后擔(dān)進行行鋼管姜頂推跟作業(yè)搭，使胞其向塑南側(cè)拋的石3#籠樁推竭進。董每推浪進勢3.忍6鉗米長緞后，香停止乏頂推擊作業(yè)洲，進驅(qū)行鋼稀管對月位焊籮接，貨同時鵝架設(shè)臥經(jīng)緯徑儀進嚴行平屑面位屬置進盡行校莊正。翻如此綁交遞鉛推進盆，頂植推管反橋通驅(qū)過稼3#培樁、紀4#絲樁、粉5#悠樁最聲后樣到達添終點歐6#度樁位瑞，頂執(zhí)進總藍長為紋16悉1存米。貧頂墾進過險程紀可以充采用婚卷揚弊機等六牽引承措施側(cè)。墾5.痰3非管橋盡架設(shè)及煌管橋忙頂推店到位候后，洲在各問個墩紙位上鍬用千羅斤頂祖對管給橋進穗行起烈頂，煌拆除候所有孩的滑宮軌、荒支架墨和支雀墩，賞將管嫩橋便落管暢于支妨撐環(huán)獸上完局成管蝶橋的部架設(shè)索。在在管底阻管橋茅起頂民位置惜應(yīng)用添鋼板泥焊接塌板和莊環(huán)管瓜下半生部的棗支撐竿肋板輛，增恢加擊管橋宰起頂旺處采受力女面積奪以防支止其浮局部炸變形托。管兼橋在饅1#銷樁以啞北及梨5#飲樁以放南部返分在鵲伸縮郵節(jié)安包裝好方后，秀用吊崗車起才吊進振行對繡位焊蟻接，秩從而杠完成蔑全段辱管橋妹的施仰工。朝5.枯4熱設(shè)計暢驗算碧1墊）、徑主要爐數(shù)據(jù)朋：單牧根鋼士管液c1辯=2灑.3浪16晚t/擔(dān)m每，方叫木機g2輔=0屢.4刑t/饅m2粘，單管排門惡形支泄架重孔g3榴=0看.2燭4t桑/惠排上(和含加激固鋼做管重差)凳，操依作人喝員及漠施工佩荷載羊g4添=0倆.4伸t/愁m2陵2因）、法最下來排的漢支架聰計算惠：饞p=絨2.滅31駐6×周0.敢9=馳0.汽4×淋1.州82缸×0胃.9輩-0宣.2彼4×輕1.宰82拉×0極.9遞+0貍.4撕×1看.8筋0×鳴0.薯9華=3近.8歡1極（滑t行）位p/喊2=嘉1.巖9燈（池t含），氧k=繭[p剃]/拖（陷p/柔2攤）桿=4乏/1漂.9齒=2疲.1龍安全腸壞地基檔承載商力裳δ=作3.候8/悄(1圖.8燙2×牌0.末9)幕=0公.0茅23天2m逗pa拔安全傍5.忌5刻大型律吊車禁抬吊抄法掉潑對某軋河河糖岸場胸地進總行平蜻整，鄉(xiāng)作為譯管橋械的加址工場桌地和街吊裝儉作業(yè)捧場地寸。同缸時修誰筑一皮條通玩往河漁岸工下作的另臨時餓便道慌，作蒙為材換料進蓄場和侍吊裝熔設(shè)備提的進罰出通智道。炊3#麗、暈4#身樁跨記越某招河主雖河道燕，中絕間的扔臨時撕支墩域基礎(chǔ)雜采用鋸圍堰自筑島亦，搭字設(shè)與來3#殺、糟4#展樁圍傾堰筑磁島部亡分相枕連的仙棧橋踏，以乞便施醬工人桂員進釣出及疲作業(yè)意，其堤施工常作業(yè)請應(yīng)抓鵲緊在訪枯水夠季度滋進行汁。鞠嶺以蠅50冬t融吊車魄為例堡說明株管橋密吊裝瞞施工陸（如泊有所10恥0t寫以上滔的吊欄車，查可直愧接起仿吊檔30踢米整籮跨管翼段爪，施浴工更包為簡雪單）滲。在豪1#早~5穿#換樁中和每跨聽的跨悉中用懲萬能眨桿件喇或門貌支架動搭設(shè)破一個編臨時脈支墩易，使推每個既跨度霧由炎30澤米縮暫短為構(gòu)15狂米。治將管顯道在更地面付按淋15捏米對揭位焊塘好后熔，用色兩臺喚50厚t宴吊車白將其鮮分段按吊裝獅至設(shè)驢計橋吹墩和噴臨時司搭建撿的支心墩上軍，進己行對康位焊笑接。屈每跨踩管橋癥對位賺焊接洋完成鐵后，纖拆除祥臨時尾支墩救再移豆至下有一跨盤。照套此方升法進梅行管煩橋施片工，姜直至他完成即全段餐管橋饞的施化工作析業(yè)。招所有趣施工畏作業(yè)葉完成握后，豪應(yīng)拆拉除圍跪堰筑補島，巖使河數(shù)道恢逢復(fù)暢魯通。六、頂推法施工技術(shù)在我國的發(fā)展?fàn)顩r我國在70年代首次在西安至延安鐵路狄家河橋上采用頂推法施工，接著廣東萬江公路橋又順利頂推成功。經(jīng)過30多年的發(fā)展，頂推施工工藝不斷的完善，