公路桥梁钢箱梁顶推施工技术探讨

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公路桥梁钢箱梁顶推施工技术探讨

本文首先阐述了顶推准备,接着分析了顶推施工,最后对顶推线形控制进行了探讨。

标签:公路桥梁箱梁;步履式顶推

引言

顶推施工技术广泛应用于索桥以及连续梁桥的建设。本文重点对钢箱顶推方案、临时墩设计及施工控制进行研究,确定桥梁钢箱梁步履式顶推施工工艺及过程受力分析,为后续类似工程提供参考。

1 顶推准备

1.1 组装平台

顶推平台位于桥梁轴线方向,地面采用水稳层,高程50.18m,承载力10t/m?。现场进场道路宽度不小于55m,地面坡度不大于3%,路面硬化后满足两台150t液压平板车满载行走。组装胎架的西侧设置工程车辆进出通道,道路宽度8m,允许100t汽车吊以及运输平板车出入。东侧设置配电站,配置用电容量为800kV·A,以满足安装和顶推用电需要。

1.2 组装胎架

为满足钢箱梁顶推施工要求,平台上搭设可以满足3个分段组装的现场胎架,胎架采用支架+支模形式,支架底部采用路基板以分散对路面的压力。第一道顶推设备及支撑点D1位于29号墩位,支撑点可承载800t,胎架支架可支撑70t,胎架支撑分段模板顶面距离地面高度2~2.3m,以满足平板车进出和定位放置分段要求。

1.3 前、后导梁

前导梁长度60m(10m起坡段),采用实腹截面与桁架结合的方案,前端30m为桁架结构,后端30m为双翼缘板实腹结构,两榀桁架之间由单片桁架和支撑组成,后端部与大桥钢箱梁1#分段刚性连接。后导梁长度40m,采用实腹截面与桁架结合的方案,尾端25.3m为桁架结构,前端15m为双翼缘板实腹结构,中间由单榀桁架和支撑组成,前端部与钢箱梁36#钢混结合段刚性连接。

1.4 顶推设备

本桥钢箱梁顶推采用步履式顶推设备(BL720),一套顶推设备包括机械结构系统、液压系统、电控系统(电气、控制、传感器)。接卸系统主要包括上部

滑移结构、顶升支撑油缸、顶推移动油缸、横向调整油缸,通過计算机控制和液压驱动来实现组合和顺序动作,以满足施工要求。BL720步履式顶推设备单次抬升250mm、前移300mm、侧移50mm,功率55kW/组泵站,全桥共采用步履式顶推设备34套,通过组合动作实现钢箱梁在顺桥向、竖向、横桥向分别进行移动、顶升或调整,从而保证钢箱梁顶推施工完成后的全桥线型。

2 顶推施工

根据顶推总体设计,每三个分段为一个顶推轮次。从1#分段到36#分段总共有15个顶推轮次。顶推沿桥纵向共设有9组顶推平台,平台之间最大间距为75m,最小间距为49.2m。沿桥横向每组设两个顶推平台,总共18个顶推平台。每组平台设一套液压泵站,支持2~4套顶推设备工作。最多同时有8组泵站同时工作,每组泵站功率55kW,全桥顶推时最大输入功率需要440kW。钢箱梁总顶推距离为482.88m。顶推过程中通过顶推位移和顶推力进行双控,以顶推位移为主。

钢箱梁顶推采用步履式顶推设备(BL720),一套顶推设备包括机械结构系统、液压系统、电控系统(电气、控制、传感器)。接卸系统主要包括上部滑移结构、顶升支撑油缸、顶推移动油缸、横向调整油缸,通过计算机控制和液压驱动来实现组合和顺序动作,以满足施工要求。BL720步履式顶推设备单次抬升250mm、前移300mm、侧移50mm,功率55kW/组泵站,全桥共采用步履式顶推设备34套,通过组合动作实现钢箱梁在顺桥向、竖向、横桥向分别进行移动、顶升或调整,从而保证钢箱梁顶推施工完成后的全桥线型。

3 顶推线形控制

3.1 现场拼装精度

现场拼装是做好同样做好符合线形的胎架,钢箱梁节段以工厂预拼装为基础,待液压平板车将钢箱梁节段运输至指定位置后使用螺旋机械顶和手拉葫芦将相邻节段调整到位,按照规范要求沿着对接缝每300mm安装一块马板进行定位,控制焊接时的热变形并消除钢箱梁节段的自由边在运输过程中产生的微小变形。

3.2 轴线监控

施工现场除了按照测量提供的中心偏位数据外,每个点安排有一名设备监控人员,每个监控人员在现场相对固定点做好标记,并在每个行程结束后报告该点的梁边实际偏位,同步顶推过程中,如果某点的实际偏位超过10.0cm,则结合该点的相邻点的偏位情况,利用顶推设备的纠偏油缸进行梁体纠偏。钢箱梁最终落梁水平偏差为5mm,临时墩位置高程偏差为8mm。

3.3 偏差措施

施工过程中若出现梁段整体的中线偏差,则暂停进行顶推施工,利用每个墩顶的顶推设备上设置的4个横向调节油缸进行纠偏。纠偏工作分为4步:①在设

备脱空的情况下将上部滑移梁转移到偏移的一方;②进行同步顶升,直到钢箱梁脱离临时垫梁;将另一侧的导向约束去除;③开始利用横向调整油缸进行调整;④同步下降到底,然后回到初始状态。

3.4 合拢控制

自锚式悬索桥的锚固段和钢箱梁之间为钢混结合段,温度对钢箱梁长度影响不容忽视,温差会使钢箱梁和混凝土产生热胀冷缩现象,但是钢箱梁和混凝土的收缩量不同,会导致钢混结合段产生拉裂纹。

4 结束语

通过对桥梁变轴线钢箱梁步履式顶推施工中临时墩设计校核、钢箱梁顶推过程自动化监控和监测,确保了钢箱梁顶推施工的线型和高程得出以下结论:

1)结合施工工况和环境条件,确定了陆上拼装和顶推的施工方案,节省了成本和工期;

2)进行了临时顶推墩和前后导梁设计,采用sap2000有限元校核临时墩安全系数为1.78,过程中结构最大变形为-1233mm,满足设计要求;

3)结合BL720步履式顶推设备,制定了悬索桥桥梁钢箱梁步履式顶推、纠偏施工工艺;

4)自主开发钢箱梁顶推过程位移自动化监控系统,钢箱梁顶推偏量小于10cm,最终落梁水平偏差为5mm,临时墩位置高程偏差为8mm;

5)对顶推不同温度下钢箱梁总长进行了监控,钢箱梁的伸缩量和温度承对数关系变化,为后续钢箱梁合拢提供了数据支持。

参考文献

[1]孙海涛.桥梁钢箱梁顶推施工过程存在的困难及其对策[J].城市道桥与防洪.2017(07)

[2]常新忠.公路桥梁钢箱梁顶推施工技术的应用[J].山西建筑.2017(30)