施工人需知!桥梁钢箱梁顶推施工技术及方法

来源:建筑界编辑:黄子俊发布时间:2020-08-17 14:33:42

[摘要] 日前,全运会配套工程西安市会展中心外围提升改善道路工程建材北路项目悬索桥日前举行万吨钢箱梁首次顶推仪式。那么你知道桥梁钢箱梁顶推施工技术及方法吗?

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  顶推法施工是在沿桥纵轴方向的台后设置预制场地,分节段预制梁,并将预制节段与施工完成的梁体连成整体,然后通过水平千斤顶施力,将梁体向前顶推出预制场地,然后继续在预制场进行下一节段梁的预制,直至施工完成。

  顶推施工方法的分类

  依顶推施力的方法可分为:

  ①单点顶推。全桥纵向只设一个或一组顶推装置的施工方法。顶推装置通常集中设置在梁段预制场附近的桥台或桥墩上,而在前方各墩上设置滑移支承。顶推装置的构造又可分为两种:一种是水平一竖向千斤顶法;另一种则是拉杆千斤顶法。

  ②多点顶推。在每个墩台上均设置一对小吨位的水平千斤顶,将集中顶推力分散到各墩上,并在各墩上及临时墩上设置滑移支承。所有顶推千斤顶通过控制室统一控制其出力等级,同步前进。

  顶推施工方法的主要特点

  ①顶推法可以使用简单的设备建造长大桥梁,施工费用较低,施工平稳、无噪声,可在水深、山谷和高桥墩上采用,也可在曲率相同的弯桥和坡桥上使用;

  ②主梁分段预制,连续作业,结构整体性好;由于不需大型起重设备,所以施工节段的长度可根据预制场条件及分段的合理位置选用,一般可取用10-20m;

  ③桥梁节段固定在同一个场地预制,便于施工管理,改善施工条件,避免高空作业。同时,模板与设备可多次周转使用,在正常情况下节段预制的周期为7-10 天;

  ④对桥下地基和净空无要求,不影响通车或通航,由于预制场通常设在岸上,搭建拆除简单,混凝土或者是钢构件运输方便;

  ⑤顶推施工时,梁的受力状态变化较大,同时,施工的应力状态与运营的应力状态相差较多,因此在截面设计和配筋时要同时满足施工与运营荷载的要求,在施工时也可采取架设临时墩、设置导梁和其它措施,减少施工应力;

  ⑥顶推法宜在等截面梁上使用,由于顶推悬臂弯矩不能太大,且施工阶段的内力与运营阶段的内力也不能相差太大,所以顶推以中等跨径的多跨梁桥为宜,跨数太少极不经济;

  ⑦对于多孔长桥,因工作面所限,顶推过长,施工工期相对较长。

  顶推法在钢箱梁施工中的应用

  可以看出,对于跨越高速公路、铁路等特殊场地条件的钢箱梁桥,由于其主梁断面多为等截面,顶推施工方法还是比较有优势的。而斜拉桥、悬索桥一般是在场地、运输条件受限的情况下才选取采取顶推施工法的,和悬臂拼装施工相比,顶推方法施工大量的临时墩和顶推点复杂的局部构造势必造成经济上的浪费,但是顶推施工在一些方面上也是有优势的。

  首先,在焊接上,由于顶推施工是在固定的场地上进行焊接,故焊接质量相比吊装现场焊接要更有质量保证;由于主梁顶推就位以后才张拉拉索,锚固处理上施工条件也相对比较好;顶推过程中,主梁的受力比较明确,标高等较容易控制,主梁就位后张拉拉索力学计算模式明确,可以保证成桥的受力和预期设计基本相同,在顶推就位上的主梁进行施工安全更能得到保证,而且不存在合龙的问题。悬臂施工箱梁吊装阶段,由于吊机作用在刚架设好的钢箱梁的横隔板上,其横隔板的变形在桥梁的横向类似于简支在斜拉索上的简支梁。而刚准备架设的钢箱梁在横向的变形相当于一个带悬臂的简支梁,虽然纵向变形可以通过斜拉索的索力调节,但是横向变形却不易调整,只能靠马板夹平。这种横向变形是斜拉桥悬臂施工比较难以解决的一个问题,而在顶推施工中完全不存在这个问题。尽管下部临时结构和局部构造成本提高,但是顶推施工过程性能相比悬臂施工还是在一定范围内有优势的。可以预见,随着钢材应用的日益广泛,顶推施工方法在各种类型钢箱梁桥,尤其是钢箱梁斜拉桥的应用将会有广阔的空间。

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