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南昌大桥桥梁顶推施工工艺实例

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浏览:- 发布日期:2018-07-04 09:50:52【
一、 桥梁顶推施工方法
随着桥梁建设事业的飞速发展,桥梁结构不断推出新型式如斜拉桥、悬索桥。造桥技术也在不断推出新方法,顶推施工技术就是其中一例。
当桥梁跨越深谷,不可间断地运输线(铁路、公路、河道);难以拆迁的建筑物(地下设施、古迹等);对施工噪音干扰及公害有严格限制的地区,其它有特殊要求而其它施工方法不可能满足其要求时,采用顶推施工方法从空中完成跨越作业,无疑是一种比较理想的方法。因此,六十年代初期在欧、美一些国家就相继采用此法,我国在七十年代后期才开始运用这一施工技术,八十年代才逐渐开始推广运用。
顶推法施工除以上主要优点外,还有:
1、 施工作业场地比较集中、固定,因此就有可能有较稳定的劳动力组合,较准确的作业程序时间,便于组织成工厂化生产模式。
2、 所需的施工场地布置,是最经济的。
3、 生产集中、工点集中,便于管理。对质量有较好的控制。
4、 所需的机具设备是最少最省的,也可以充分发挥机械的使用效率。
5、 在长大桥梁施工中(L>300m),可能是最经济,最快速的。
同任何事物一样,顶推施工方法又不可能避免地存在一些缺点或不足:
1、 因为是逐段顶推施工,梁体在不同应力状态下,要承受反复应力变化,为满足这一要求,梁体内势必要增加钢筋或预应力钢束,由此而带来用钢量的增加。
2、 为适应顶推作业的需要,梁底面应当是平顺的,从目前的梁形而言,只能是等高截面的箱梁(单箱或多箱)、T型梁,槽型梁。从而引起圬工量的增加(截面加大、自重增加)若采用其它梁形顶推,其技术难度加大。
3、 若在不同跨度的多跨连续梁上采用此法,不但设计工作繁赘,且在施工中也增加难度。换而言之,顶推法施工的桥梁最好是等跨连续梁(除两边跨)。
4、 制梁场地及设备要求高,制梁台座基础应当无下沉无变形,底模刚度要求等,且应平整。滑道设置要求也高。

5、 对于变坡度,变曲线半径的桥梁上难以施工。也就是说在单一坡度或单一半径的桥梁上,用顶推法施工虽有一定的难度,但仍有可能完成施工作业。但在多坡度或多种曲线半径变化的桥梁上,若仍用顶推法施工,其困难将会大大的增加。经济上也是不合适的。


二、南昌大桥桥梁顶推施工
南昌大桥西引桥中有12孔48为连续梁顶推法施工,其施工技术另有文章介绍,现根据完成的21个号段,对以下的几个问题解决的比较满意:
一、箱梁制造
1、 台座:由于本桥箱梁截面大,节段分划长,重量大,最大节段重达1500余吨,因此,台座利用了40台41台承台基础,并增加了四根钻孔桩(共18根φ1.2m),台座面积达23.5×25.88m,基础无下沉变形。上部钢结构支撑通过面板、纵梁、横梁、纵梁等多次分配,传至基础,受力均匀。底模面板在滑道部分厚度为20mm钢板,其余部分为8mm钢板。底层钢结构纵梁,支承在36台200吨分组串联的千斤顶上,油泵集中控制,以便于底模的整体升降、脱模及调整。
脱模后的梁体支承在12台250吨顶面设有滑道板的千斤顶上,以便于顶推作业。
内模及顶模支承在钢支墩或专门设置的车架上,外模则直接支撑在整体式钢平台上,用可调撑杆收紧或松开模板。拆模时,仅拆除内模、车架、顶模、外模随平台升降脱模,悬臂处的钢盒则在每段顶推完成后,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,一次灌注混凝土达500m3。且每段必遇一个隔墙(墩顶隔墙或跨中隔墙),灌注时将隔墙混凝土带后一个节段,用微膨胀混凝土与梁体同期灌注,例如灌注第20号节段混凝土时,灌注第13号节段的隔墙。
箱梁混凝土采用一次灌注。其工艺为竖向分段,水平分层,由中向外,由后向前灌注。严格控制配合比,不同季节采用不同配合比和附加剂,保证混凝土在3一4天达到设计强度的90%,以满足拆模及张拉的要求。
3、 制孔
对波纹管制孔,预以了高度重视,为保证波管孔道位置除用定位网固定外,对直线孔道,曲线孔道则分别采用钢管,钢绞线,硬塑管压重措施。混凝土灌注时派专人负责转动,混凝土灌注完毕即时的拔出压重物件,检孔,发现问题即时处理。经过上述方法办理后,有效地克服波纹管上浮或漏浆堵孔现象。
二、滑道
墩顶滑道必须坚固,刚性要好,无下沉及变形,墩顶滑道用经过刨削的35号铸钢垫块,上盖30mm厚的钢垫块并包覆3mm厚的不锈钢板,铺设时用精密水平仪抄平,误差1mm以内。抄平调整完毕,铸钢垫块下用外能压水泥砂浆。
四氟橡胶板厚10~11mm,中层夹2mm的钢板。其厚度尺寸为3+2+2+3(四氟板+氯丁橡胶+钢板+氯丁橡胶)。尽管对滑道水平度与梁底水平度要求很高,但在顶推过程中难免遇到正负公差的同向组合,而导致墩顶滑道受力不均,因此,四氟橡胶板承压强度选用了较高级别的型号,以避免破损。
四氟橡胶板上留有注油槽,槽中注入硅脂,可以大大降低顶推力,且损耗极少。经上述处理的四氟橡胶板在顶推时初始静磨擦系数可控制0.05以内,恢复后的磨擦系数在0.03~0.04左右,这和有关资料介绍的情况吻合,见图示。
三、 牵引制导技术
多点顶推其本质就是多点同步牵引。南昌大桥多点分布为隔墩设顶,即每隔一个墩设一个顶推墩,每墩设6台YC一75一1000的水平千斤顶。计算按每顶55吨顶力布置,磨擦系数按0.065考虑,牵引索原用32TVD粗筋,用连接套接长,因倒粗筋麻烦,且不能很好利用顶程,费时费力。后改用4φ12.8钢绞线,顶前、顶后配自动工具锚、以便回顶锁住钢绞线,使顶推速度大大提高。梁上每24m设顶推锚孔六个,锚柱插入孔内后安装好钢绞线及锚头,与墩顶设置的六个施力顶架对应安装。
顶推中如何做到多台顶同步?制导技术关键在哪里?我们的原则是“多点、逐级、限值助顶、单点加载主顶”。单点主顶墩设在39号墩(特别加固墩),其余各墩均为助顶墩,即助顶墩根据以往各段顶推情况计算出的磨擦系数,估算一个本次顶推的初始磨擦系数,设定一个顶力值,该值应基本接近滑动时的顶力值,但略小于滑动时的顶力值。并使各墩千斤顶基本稳定在这个顶力数值上。而主顶墩在各墩加载完毕后再行加载,此墩的顶力值,可较其它各墩顶力值稍大,此值加上后,梁体就应当移动。也就是说,箱梁的移动主要表面在39墩加载时形成主顶。其余各墩仅管在稳表注油,加载始终受到控制,不让这些墩的顶力之和构成箱梁移动的力量。
当梁体移动后,初始静磨擦逐渐转化为稳定后的静磨擦,表现在磨擦系数降低即由0.05→0.04左右或更小。而其它各墩仍然保持原顶力,39墩则可能较初始顶力要小一些。保持箱梁不断的移动,只需39墩不断加载即可。当顶程接近1m时,千斤面回油,钢绞线利用自动工具锁定。顶头锚片松开,回油后再打紧顶头锚片,继续供油,开始新的1m行程。
箱梁顶推时,在观测站上随时报告梁体位移情况,并即时调整,在墩侧向导向架上不断增减四氟板,以调整梁体横向位移。尽管梁体有数万吨重,但调整起来并不困难。
经验表明:顶推中的制导原则是正确的,原理明确,简单易行,便于操作,箱梁移动平稳每小时综合速度1.5~2m,其位移可以得到±1mm精确控制。

除上述各点外,对大批量的内锚使用,K锚使用,较好地解决了预应力块件分段和长大钢丝束的运用问题,钢导梁的制安,临时墩的设置都较好地解决了起步节段受力和扭转问题。


三、几点体会
一、桥梁顶推施工方法是一种新的造桥技术,在选用本法施工时,一定要充分注意到顶推法施工的优点,发挥其特长,否则将是不经济的,在可用其它方法修建的桥梁,不宜优先选用顶推法施工。
二、桥梁顶推法施工技术是从钢梁架设泄引拖拉发展而来的。近些年来,钢梁安装采用此法减少了,而预应力混凝土梁采用顶推施工却多起来了。随着桥梁顶推技术的发展,若钢梁再将此法运用起来,可比以往的拖拉做得更灵活方便,还可以避免混凝土梁的一些不足。更充分发挥钢梁的特性。
三、顶推施工方法对于长大桥梁和有特殊要求的地方施工较好,若现场连续制造,其节段长度宜在12M~24M。节段太短,工期长,造价不一定是经济的。
四、在线路侧面设立预制场,按3~4m一个节段制造,然后组拼,在钢丝束的布置、制造的工期等方面,会更合理一些。
五、对于起步节段,目前一般采用拼装钢导梁的办法来解决最大悬臂时的弯矩,但也可用安装吊索架的方法来减少悬臂端的弯矩。

六、一般来讲,多点顶推优于单点顶推,因为多点将施力点的水平力均匀地分布到各墩(点),墩台一般不需作特殊处理。

七、当梁体顶推到位后,需顶梁换支座,以完成所需的结构支承形式,若能将正式支座在顶推前安装就位,并作为顶推时滑道的一部分,则后期工作将大大简化。并可节约大量的临时滑道。

八、磨擦系数与滑道的质量有密切关系,滑道越平顺磨擦系数越小(与梁底面滑道处的平整度也一样)。且梁体在墩位上停留的时间越长,起动时磨擦力越大。

九、随着科学技术的不断发展,往复千斤顶的研制成功,履带式滑道及电脑的应用,桥梁顶推施工技术将会更广泛地使用。


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