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【工程案例】跨北同蒲特大桥--混凝土连续梁步履式顶推施工技术

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一,工程概况

朔州至山阴联络线跨北同蒲特大桥中心里程为 XLDK2+459.12,孔跨形式为2-24m简支T梁+1-(32+48+32)m连续梁+25-32m简支T梁,全长998.63m。其中(32+48+32)m连续梁结构形式为等截面预应力混凝土连续梁,跨越既有北同蒲铁路时采用顶推法施工,此处连续梁位于-1‰、-11‰ 的坡道和R=500的圆曲线和缓和曲线上,小半径曲线上顶推法施工,施工难度大。如何确保混凝土连续梁顶推过程中既 有线行车和设备的运营安全,是本桥的重点和难点。


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二, 工程重难点  

(1)抗裂,跨既有线、跨度大、结构可靠性要求高, 安全储备要求高。  

(2)曲线半径500m,国内最小半径曲线顶推。  


三,顶推施工方案  

采用步履式多点顶推方案,梁体在19#-22#墩之间进行整体现浇,初张完成后安装前后钢导梁,导梁安装完成后,前后导梁处于18#-23#墩之间,此时利用19#与22#墩完成前后导梁抗弯能力试验。向前试顶推16米,下落23#墩竖向千斤顶,完成前导梁及砼梁续梁的最大悬臂试验。在后导梁完全支撑在19#墩之前,在安全有保证的情况下,完成后导梁抗剪切能力试验。在向前试顶推16米,砼梁续梁到达23#墩顶上方,在有安全有保证的情况下,完成前导梁抗剪切能力试验。上述所有试验完成后,顶推进入正式顶推。 


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本桥利用步履式顶推,每循环由4步构成,梁体前移梁体起升-滑块退回-梁体下落。需要竖向顶24个,水平顶 12个,滑道装置,液压泵站,电控系统等设施。其中竖向顶 初步考虑为400t,行程初定为20cm;水平顶初步考虑为50t (额定推力50t>2400t*0.1/12=20t),行程80cm。施工过程 中调整千斤顶油压压力,使得每个桥墩的墩顶水平力小于桥 墩的承受能力,保证桥墩的绝对安全。  

本桥顶推轨迹线考虑为一条下坡的平面曲线半径500m的空间曲线,轨迹线采用比设计标高高出10cm的基线进行顶推,以减小落梁工程量。梁体前移过程中的曲线走行原理 和调整方法见后述。顶推过程需要对梁体应力状态进行监控, 采用用在梁体危险截面段的表面安装钢弦式应变计,根据控制仪读取的应变计数值与理论计算值对比,结合顶推设备本身的支反力监测结果,适时对支撑状态进行调整,从而调整梁体的应力状态,保证砼梁与导梁的安全。  


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每个循环走行0.8米,分四步完成,第一步将滑块停至起始位置,竖向千斤顶落下将梁体同步落到各滑块上;第二步水平千斤顶提供水平力克服摩擦力,梁体向前行进一个行程0.8米;第三步竖向千斤顶起升将梁体顶起2cm,使梁体 

脱离滑块;第四步水平千斤顶缩回至起始位置。至此梁体已经前行0.8米,完成一个单循环作业,反复循环至梁体就位。梁体每行进0.8米均进行仿真分析,各墩上的支反力行进过程中全程仿真分析显示理论支反力,通过控制油泵控制支反力,使各墩上支反力接近仿真分析的支反力。  


曲线走行原理 :连续梁位于500米半径的曲线上,若按直线行走将偏离 

桥梁中心很远,施工过程中采用走割线的方式进行施工,采用转向原理,水平千斤顶布置时按曲线的割线方向布置,12台千斤顶与梁体不产生相对滑动,梁体的走行将沿圆曲线行走。  


纠偏工作原理:梁体在走行过程中会因为单个行程行走线路为直线,每个行程会偏0.6mm,同时操作上的精度问题可能会产生走偏, 所以在顶推的行进过程中采取了主纠偏方式和辅助纠偏的办法克服梁体跑偏。主纠偏方法主要采取微调滑道的办法, 给滑道每个行程或每3个行程进行微调整,使滑道尽量保持 

在走行轨迹的割线上,让梁体自行转弯按照曲线行走,梁体走偏后,可以以计算为依据,适当使滑道向反方向偏移,在后面的几个行程中纠偏过来。顶推前在侧面垫石上用膨胀螺栓固定一根竖向槽钢作为立柱,在立柱上焊接一个螺帽作为微调螺杆,在需要调整的时候,正反扭动螺杆,滑道将左右移动方向,滑道左右移动后,会使千斤顶与梁体夹角变化, 从而进行纠偏。  


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四,结语

随着国家加快基础设施建设,交通路网越来越发达,公路跨越铁路、铁路跨越公路、铁路跨越铁路等立交形式越来越多,在以后的交通工程建设中跨越既有运营线路施工的工况会越来越多。目前使用较多的主要有悬臂法和转体施工, 

顶推法施工的推广对类似的工程提供了新的施工思路和方法,采用顶推法施工,不需大型起吊设备,占用场地小,梁段预制及顶推可以和其他墩身的施工同时进行,提高施工效率,节约成本,充分显示了该施工方法的合理性、先进性与独创性。  

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