桥梁顶推图示
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南昌大桥,桥梁顶推施工工艺实例!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。
浅谈桥梁工程中顶推法施工技术一、引言50多年前,顶推法施工技术就已经在德国运用,中国运用这一技术大概也有三十多年了。
顶推施工方法的雏形来自早期钢桥的拖拉法、导梁拖拉法、纵向连接拖拉法等,它用千斤顶取代了传统的卷扬机滑车组,用板式滑动装置取代滚筒。
这一取代使施工方法得到了发展和提高,从而降低了用滑车组卷扬机拖拉在启动时造成的冲动,板式滑动装置避免了滚筒支承线接触作用引起的应力集中。
二、顶推法施工原理顶推法是梁体在桥头逐段浇筑或拼装,用千斤顶纵向顶推,使梁体通过各墩顶的临时滑动支座面就位的施工方法。
施工原理是沿桥纵轴方向的台后设置预制场,分阶段预制梁体,纵向张拉预应力筋后,通过水平千斤顶施力,借助滑移装置和顶推装置,将梁逐段向前顶推,就位后落梁并更换正式支座。
单点顶推的动力学原理为,当集中的顶拉力满足下式时,梁体才能向前移动:H>ΣRi(fi±αi)Ri—第i桥墩(或桥台)滑道瞬时的垂直支反力;fi—第i桥墩(或桥台)支点相应的静摩擦系数;αi—桥梁纵坡坡率,正为上坡顶推,负为下坡顶推。
多点分散顶推施工的动力学原理为,当ΣFi满足下式时,梁体才能向前移动:ΣFi>Σ(fi±αi)NiFi—第i桥墩(或桥台)千斤顶所施的力;Ni—第i桥墩(或桥台)支点瞬时支反力;fi—第i桥墩(或桥台)支点相应摩擦系数;αi—桥梁纵坡坡率,正为上坡顶推,负为下坡顶推。
三、顶推法施工工艺顶推方式是根据主梁长度、设计顶推跨度、桥墩能承受的水平推力、项推设备和滑动装置等条件进行选择的,例如单点顶推、多点顶推或双向顶推等。
3.1布置预置场预置场地应设在桥台后面的桥轴线的引道或引桥上。
若为多点顶推时,可在桥两端设场地,从两端同时顶推。
预置场地应考虑几个长度,包括梁段底板与腹顶板预置长度、梁段悬出时反压段的长度、机具设备材料进入预置作业线的长度和导梁拼接长度;预置场地的宽度应考虑梁两端的施工作业的需要。
1.顶推施工法(Incremental launching method)
在桥头沿桥纵轴线方向将逐段预制张拉上的梁向前推出使之就位的桥梁施工方法。
须紧靠桥台后部开辟的预制场地,每预制一个节段即用水平液压千斤顶施力,借助于不锈钢和聚四氟乙烯模压板组成的滑动装置,将梁逐段向对岸顶推,待全部顶推就位后,再落梁。
更换正式支座,完成桥梁施工。
在水深、桥高等的情况下,可避免大量施工脚手架,可不中断桥下交通或通航。
目前最大顶推重量可达4万吨,顶推长度达一千余米。
用此法施工的连续梁桥,预应力筋合力设计成基本沿各梁截面重心通过,对梁施加近于中心受压的预加力。
2. 顶推施工法溯源
顶推法的构思来源于钢桥的纵向拖拉施工法。
顶推法用水平千斤顶取代了卷扬机和滑车,用板式滑动支座取代了滚筒;
1959年,前联邦德国的莱昂哈特(Leonhardt):
1963年委内瑞拉卡罗尼河桥顶推施工中引入了鼻梁(导梁)和辅助墩;
1964年,顶推法得到近一步改进,采用了分段预制、逐段顶推、逐段接长、连续施工的工艺;
1974年,我国在狄家河铁路桥施工中,首次采用顶推法
3.顶推施工概貌
顶推施工的基本思路是,在桥台后的预制场地预制15米-30米的梁单元,并不断预制接长.同时将它通过聚四氟乙烯滑板支座将其顶推至最终位置,从而实现无支架施工。
与其他的阶段施工的混凝土桥相比,顶推施工能够可以减少建设投资(减少了施工设备和场地)及维护投资(为保证施工,使用了比较大的张拉力)。
顶推施工工序图。
桥梁顶推施工工艺及方法1、工艺流程:顶推法施工框图2、操作要点:2.1预制场地2.1.1预制场地是预制箱梁和顶推过渡的场地,预制场的场地包括主梁节段的浇制平台和模板、钢筋、力筋的加工场地,混凝土搅拌机以及砂、石、水泥的堆放和运输路线用地。
预制场一般应设在桥台后面的引道上,当为多联顶推时,为加速施工进度,可在桥两端设制场地,从两端相对顶推。
2.1.2预制场地长度应考虑梁段悬出时反压段的长度、梁段底板与腹(顶)板预制长度、导梁拼装长度和机具设备材料进入预制作业线的长度;预制场地的宽度应考虑梁段两侧施工作业的需要。
2.1.3预制场地上空宜搭设固定或活动的作业棚,使梁段预制作业不受天气影响,并便于混凝土养护。
2.2预制节段2.2.1节段的预制对桥梁施工质量和施工速度起决定作用。
由于预制工作固定在一个位置上进行周期性生产,所以完全可以依照工厂预制桥梁的条件设临时厂房、吊车,使施工不受气候影响,减轻劳动强度,提高工效。
2.2.2预制梁段时,应注意:1.严格控制预制梁段的截面尺寸、底面平整度和梁段部的垂直度;2.严格控制钢筋、预应力钢材的孔道位置、预埋件位置和混凝土浇筑质量;3.配制混凝土在必要时可使用早强水泥或掺入早强减水剂,并采用蒸汽养护,以提高早期强度,缩短顶推周期。
2.3梁段施加预应力2.2.1梁段预应力钢材的布置、张拉次序、临时束的拆除次序等,应严格按照设计规定执行。
2.2.2在桥梁顶推就位后需要拆除的临时预应力钢材,张拉后不应灌浆,锚具外露多余预应力钢材不必切除。
2.2.3梁段间需连接的永久预应力钢材,应在两梁段间留出适当空间,用预应力钢材连接,张拉后用混凝土填塞。
2.4导梁和临时墩顶推过程中,结构体系在不断地变化,因此对每个截面来说,正负弯矩交叉出现。
通过计算得知,顶推施工的弯矩包络图是由小到大呈阶梯形,它与连续梁使用状态的弯矩包络图相差较大,为减小施工的内力,扩大顶推施工的使用范围,同时也从安全施工和方便施工出发,在施工过程中使用一些临时设施,如导梁、临时墩等。
顶推法施工1 工艺概述顶推法施工是预先在桥台后面的路堤(或引道)上、亦可在桥梁中部设置预制平台逐段拼装或浇筑桥跨结构,待达到预定强度的设计强度后,安装临时预应力索,用顶推装置逐段通过墩顶滑移装置将梁顶出,安装一段,拼接一段,直至全部就位,全部顶推就位后拆除临时预应力束,安装永久预应力束,拆除滑移装置,安装永久支座,完成预应力连续梁的安装施工。
由于不需要使用膺架,可不中断桥下交通,省去大量施工脚手支架,减少高空作业,便于集中管理和指挥,施工安全可靠。
顶推法适用于跨越城市、深谷、较大河流、公路、铁路的预应力连续梁结构施工。
多用于跨径 30~60m 预应力混凝土等截面连续梁架设,顶推法可架设直桥、弯桥,坡桥。
采用顶推法架梁时,梁前端呈悬臂状态,与后部相比断面受力较大。
为降低梁前端这种临时架设的断面力,可在梁前端安装导梁,还可以根据现场条件,在桥墩间设置临时支墩以降低架设时梁的断面受力。
在中间跨度大,又不能设置临时支墩时,也可用导梁从两侧相对顶推,在跨中连结。
顶推方法主要分为单点顶推和多点顶推两种:单点顶推方法是把千斤顶等顶推设备设置于 1 处——桥台或桥墩上。
其它墩上布置滑道,边顶推边使梁滑动的方式,这种方式有用水平、竖向两台千斤顶和用穿心式水平千斤顶配以拉杆两种方法。
多点顶推是在各墩上均设置千斤顶等顶推设备的顶推方式,这种方式可将水平力分散作用于各墩上,对长大桥尤为有利。
目前大多使用此种方法。
2 作业内容顶推施工作业内容主要如下:1.施工准备;2.箱梁节段预制及早期预应力张拉;3.箱梁节段顶推、导梁拆除;4.预应力箱梁后期预应力束安装及张拉压浆、前期预应力束拆除;5.体系转换,包括滑道拆除以及支座安装等。
3 质量标准及检验方法《铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10415-2003)《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10752-2010)《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)4 工艺流程图施工准备节段预制节段预应力施工顶推施工解除临时预应力,张拉后期预应力正式支座安装5 工艺步骤及质量控制一、施工准备1.施工场地预制场是预制箱梁并把它推向主跨的过渡场地。
顶推施工法教学目的通过本专题的学习,要掌握以下内容:1、了解顶推法的特点及其适用条件;2、熟悉顶推法的分类和施工过程;3、学会顶推法施工的过程受力分析及施工验算内容;4、顶推法中减少施工内力的措施。
1、专家定义:顶推施工法(Incremental launching method)在桥头沿桥纵轴线方向将逐段预制张拉上的梁向前推出使之就位的桥梁施工方法。
须紧靠桥台后部开辟预制场地,每预制一个节段即用水平液压千斤顶施力,借助于不锈钢和聚四氟乙烯模压板组成的滑动装置,将梁逐段向对岸顶推,待全部顶推就位后,再落梁。
更换正式支座,完成桥梁施工。
在水深、桥高等的情况下,可避免大量施工脚手架,可不中断桥下交通或通航。
目前最大顶推重量可达4万吨,顶推长度达一千余米。
用此法施工的连续梁桥,预应力筋合力设计成基本沿各梁截面重心通过,对梁施加近于中心受压的预加力。
《中国土木工程百科辞典•桥梁工程卷》顶推施工要点:•要设置固定的预制场,顶推由千斤顶完成。
•要想用有限的顶推力将庞大的梁体顶推到位,必须采用摩阻系数小的滑移装置。
•顶推过程中每个截面要承受最大正弯矩和负弯矩,要兼顾运营阶段和施工阶段的受力要求。
适用条件:宜在等截面的预应力混凝土连续梁中采用,也可用于斜拉桥、拱桥等复杂结构。
适用于深谷、宽深河道上的桥梁,或高架桥和同曲率的曲线桥和坡桥。
2、顶推施工法溯源⏹顶推施工法源于钢桥纵向拖拉施工法。
⏹以千斤顶代替卷扬机和滑车组,改善启动时造成的冲动⏹以滑板、滑道(板式滑动装置)代替滚筒,避免线接触,保证薄壁箱式结构的屈折安全,缓冲应力集中。
聚四氟乙烯塑料--高强低摩阻滑道材料的问世是关键。
与不锈钢板的摩擦系数为0.015~0.065。
⏹1959年,前联邦德国的莱昂哈特(Leonhardt)教授在建造奥地利的阿格尔桥(Ager)时首次使用,四跨连续梁,最大跨径85m;⏹1963年委内瑞拉卡罗尼河桥(Caroni)顶推施工中引入了鼻梁(导梁)和辅助墩,六跨连续梁,最大跨径96m;⏹1964年,顶推法得到近一步改进,采用了分段预制、逐段顶推、逐段接长、连续施工的工艺;⏹1974年,我国在狄家河铁路桥施工中,首次采用顶推法。
其中拼梁点距离钢桁梁中心线7m,保证了钢梁架设过程中,吊车大臂投影在既有线路肩以外,保证了施工安全。
具体步骤以下分布阐述。
第一步:提前在钢梁两端铺设好横移轨道,架梁时的端支撑点的结构如图所示,待钢梁安装完成后,安放千斤顶,千斤顶底部加垫20mm厚钢板,千斤顶位置正好放在E0节点的中心位置,并在两侧安放保护墩,起顶开始。
第二步:撤除钢梁下部的枕木跺,安装滑板,每个点1个。
放置位置为顶梁点下部,开始第一次落梁。
第三步:落梁完成后,加固滑板与梁体的连接,撤掉千斤顶,顶推设备就位,顶推设备共两套,加固顶推设备与梁、滑板间的连接,准备顶推。
第四步:启动油泵开始顶推,两台设备保持相等行程进行顶推,行进过程中保证滑板不偏离钢轨。
同时安装支座。
待钢梁基本就位后,调整钢梁位置。
准备落梁。
第五步:钢梁就位后,拆除顶推器,放置千斤顶。
并在墩前放置枕木跺,保护钢梁。
以上中空部分根据千斤顶的高度进行调整,并采用加劲肋工字钢垫实。
支座锚固采用水泥砂浆或环氧树脂进行。