一种连续钢桁梁桥顶推施工方法 |
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| 申请号 | CN202311648905.5 | 申请日 | 2023-12-04 | 公开(公告)号 | CN117513182A | 公开(公告)日 | 2024-02-06 |
| 申请人 | 陕西建工机械施工集团有限公司; | 发明人 | 刘小光; 范永辉; 张毅毅; 李宁; 刘基伟; 朱宝明; 韩国定; 范格平; 王浩; 孙洋超; 王耀正; 魏驰; 张驰; 张庚; 李宇涛; 乔文豪; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种连续 钢 桁梁桥顶推施工方法，沿纵桥向设置两道滑道梁，在两道滑道梁的顶部搭设滑 块 ，在两道滑道梁之间靠近两端的 位置 布设步履机，在步履机的顶升顶的顶部设置垫梁；使滑块位于待顶推的一节钢桁梁的 节点 位置下方，并与钢桁梁的下 弦杆 接触 ；控制顶升顶向上顶升，使垫梁与下弦杆接触，实现垫梁与滑块共同承受钢桁梁的重量；控制步履机的 水 平顶向前顶推带动钢桁梁向前移动，同时钢桁梁带动滑块向前移动，当水平顶向前顶推至最大行程后，控制顶升顶落顶，使滑块承受钢桁梁的重量，控制水平顶回至初始位置，完成一个行程的顶推；本发明目的在于解决步履机顶升无法满足钢桁梁节点受 力 要求和滑道梁超出盖梁宽度对墩身产生偏心弯矩的难题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种连续钢桁梁桥顶推施工方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种连续钢桁梁桥顶推施工方法技术领域[0001] 本发明涉及钢桁梁施工技术领域，具体地说是一种连续钢桁梁桥顶推施工方法。 背景技术[0002] 钢桁梁桥采用的钢材具有高强度、高弹性模量的特性，能够在保证桥梁跨越能力的同时提高桥梁的承载能力，被广泛应用于对承载能力和跨度有较高需求的桥梁工程中。钢桁梁桥的施工方法主要有支架法、悬臂法、吊装法、顶推法等。其中，顶推施工对周围环境要求低，能在复杂苛刻的条件下完成施工，同时施工流程相对简便、施工速度较快，在钢桁梁桥施工中应用广泛。 [0003] 考虑到钢桁梁竖向空间有限和经济合理性问题，钢桁梁下弦杆截面无法过分加强，为防止下弦杆在顶推过程中因受力过大发生变形，需要保证顶推施工过程中钢桁梁下弦杆只在节点处受力。目前采用滑块式顶推法需在墩顶设置长滑道，滑块置于滑道上，滑道端头设置水平连续千斤顶。在顶推滑动过程中，由于滑道梁超出盖梁宽度，将对墩身产生偏心弯矩，墩身混凝土产生拉应力，对墩身混凝土提出较高要求，同时顶推过程中竖向千斤顶始终与钢桁梁摩擦，不利于油漆面的保护。 发明内容[0004] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种连续钢桁梁桥顶推施工方法，其目的在于解决步履机顶升无法满足钢桁梁节点受力要求和滑道梁超出盖梁宽度对墩身产生偏心弯矩的难题。 [0005] 为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现： [0006] 一种连续钢桁梁桥顶推施工方法，包括： [0007] S1、沿纵桥向设置两道滑道梁，在两道滑道梁的顶部搭设滑块，在两道滑道梁之间靠近两端的位置布设步履机，在步履机的顶升顶的顶部设置垫梁； [0008] S2、使滑块位于待顶推的一节钢桁梁的节点位置下方，并与钢桁梁的下弦杆接触； [0009] S3、控制顶升顶向上顶升，使垫梁与下弦杆接触，实现垫梁与滑块共同承受钢桁梁的重量； [0010] S4、控制步履机的水平顶向前顶推带动钢桁梁向前移动，同时钢桁梁带动滑块向前移动，当水平顶向前顶推至最大行程后，控制顶升顶落顶，使滑块承受钢桁梁的重量，控制水平顶回至初始位置，完成一个行程的顶推； [0011] S5、重复S3～S5，直至滑块移动至滑道梁的端部； [0012] S6、控制顶升顶向上顶升，使滑块与钢桁梁完全脱离后，将滑块拉回至初始位置； [0013] S7、重复S2～S7，直至完成一个轮次的钢桁梁顶推。 [0014] 进一步地，在S1之前，还包括： [0015] 沿纵桥向，在主墩跨中位置设置临时墩，并在主墩墩旁位置设置墩旁托架； [0016] 沿纵桥向，在临时墩及墩旁托架的顶部搭设滑道梁。 [0017] 进一步地，在S1之前，还包括： [0018] 在钢桁梁桥施工两端位置安装钢桁梁拼装支架。 [0019] 进一步地，在S2之前，还包括： [0020] 在滑块和垫梁上分别布设临时抄垫。 [0021] 进一步地，在S2之前，还包括： [0022] 在所述临时抄垫的上端面布设橡胶板。 [0023] 进一步地，所述在两道滑道梁的顶部搭设滑块之前，还包括： [0025] 进一步地，在滑道梁的顶部铺设不锈钢板之后，还包括： [0026] 在滑块与不锈钢板接触部位设置MGE板。 [0027] 进一步地，在S6中，将滑块拉回至初始位置之后，还包括： [0028] 控制步履机的纠偏顶调整钢桁梁线形，使桥梁的线形符合设计要求。 [0029] 进一步地，在顶推首节钢桁梁时，在首节钢桁梁的前端拼装钢导梁。 [0030] 进一步地，在S4中，水平顶向前顶推带动钢桁梁向前移动之前，在垫梁下方设置保护支垫。 [0031] 与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果： [0032] 本发明提供的一种连续钢桁梁桥顶推施工方法，在两道滑道梁的顶部搭设滑块，在两道滑道梁之间靠近两端的位置布设步履机，在步履机的顶升顶的顶部设置垫梁，使滑块位于待顶推的一节钢桁梁的节点位置下方，并与钢桁梁的下弦杆接触，利用步履机+滑块+垫梁的配合使用，实现了钢桁梁的顶推施工中下弦杆只在节点处受力，成功解决了步履机顶升无法满足钢桁梁节点受力要求和滑道梁超出盖梁宽度对墩身产生偏心弯矩的难题，并且小行程步履式施工，施工效率高，施工安全保障好。综上，本发明可保证顶推过程钢桁梁下弦杆只在节点处受力，并且满足墩身混凝土结构安全，避免梁体始终与千斤顶摩擦，保护漆面，防止大面积返工，提高了施工效率。 [0033] 进一步地，运用步履机三向顶，方便调整桥梁线形，提高安装精度，保障成桥后的桥梁合理受力。通过墩旁托架与桥梁墩柱共同受力，保证墩柱结构不受影响。 附图说明[0035] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0036] 图1为本发明实施例一种连续钢桁梁桥顶推施工方法的立面布置图； [0037] 图2为本发明实施例一种连续钢桁梁桥顶推施工方法的临时墩结构示意图； [0038] 图3为本发明实施例一种连续钢桁梁桥顶推施工方法的顶推施工中垫梁与滑块共同受力示意图； [0039] 图4为本发明实施例一种连续钢桁梁桥顶推施工方法的侧面图； [0040] 图5为本发明实施例一种连续钢桁梁桥顶推施工方法的滑块拖回示意图。 [0041] 图中：1‑钢桁梁拼装支架；2‑临时墩；3‑墩旁托架；4‑滑道梁；5‑不锈钢板；6‑滑块；7‑步履机；7‑1‑顶升顶；7‑2‑水平顶；7‑3‑纠偏顶；8‑垫梁；9‑临时抄垫；10‑橡胶板；11‑钢桁梁；12‑钢导梁；13‑MGE板；14‑保护支垫。 具体实施方式[0042] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0043] 结合图1至图5所示，本发明实施例一种连续钢桁梁桥顶推施工方法，具体包括以下步骤： [0044] 步骤一、在钢桁梁桥施工两端适当位置安装钢桁梁拼装支架1；沿纵桥向，在主墩跨中位置设置临时墩2，并在主墩墩旁位置设置墩旁托架3。 [0045] 应当理解的是，钢桁梁拼装支架1作为钢桁梁11拼装的支撑平台。临时墩2和墩旁托架3用于减少顶推跨度，增加钢桁梁11的顶推跨越能力，减少钢桁梁11的下挠，防止钢桁梁11在施工过程发生较大变形，并便于布设步履机7，提高顶推效率。 [0046] 示例性的，钢桁梁拼装支架1沿纵桥向长70.8m，沿横桥向宽35m，高10m。在主墩跨中布置临时墩2，其中主跨300m处设置两个临时墩2。 [0047] 步骤二、沿纵桥向，在临时墩2及墩旁托架3顶部设置两道纵桥向滑道梁4，在两道滑道梁4的顶部搭设滑块6，在两道滑道梁4之间靠近两端的位置分别布设步履机7，在步履机7的顶升顶7‑1的顶部设置垫梁8。 [0048] 滑道梁4的长度与钢桁梁节点距离适配，以保证顶推过程中，节点处于滑块6上。 [0049] 示例性的，临时墩2的滑道梁4长度为16.5m，墩旁托架3的滑道梁4的长度为17.3m；滑块6采用梯形截面，以增加底部接触面积，减少滑道梁4所受应力，其上顶面宽1m，下顶面宽1.2m，长3.3m；步履机7的顶升顶7‑1的顶升力为1500t，行程为25cm，步履机7的水平顶7‑2的顶升力为150t，行程为60cm，步履机的纠偏顶7‑3的行程为5cm；垫梁8长3m。 [0050] 优选的，在垫梁8与步履机7的顶升顶接触部位设置橡胶板10，示例性的，橡胶板10的尺寸为600mm×20mm×550mm。 [0051] 在该步骤中，步履机7的顶升顶7‑1和水平顶7‑2均未伸出，步履机的纠偏顶7‑3处于中间位置，滑块6与滑道梁4接触，并且位于钢桁梁11节点位置下方，并与钢桁梁11的下弦杆11‑1接触，此状态为初始状态。 [0052] 优选的，在滑道梁4上方铺设不锈钢板5，并在不锈钢板5上抹黄油，以减少滑块6与滑道梁4之间的摩擦系数，减小摩檫力。 [0053] 较佳的，在滑块6的底部与滑道梁4接触部位设置MGE板13。 [0054] 步骤三、在钢桁梁拼装支架1指定位置、滑块6顶部以及垫梁8顶部分别设置临时抄垫9，在临时抄垫9顶部设置橡胶垫10。在钢桁梁拼装支架1上按要求拼装钢桁梁11，以及在钢桁梁11前端拼装钢导梁12，钢导梁12用于减少顶推跨度，钢桁梁11节点放置于滑块6上，与橡胶垫10紧贴，由滑块6承担钢桁梁11的全部重量。滑块6布置位置靠近滑道梁首端布置的步履机7。 [0055] 示例性的，在临时抄垫9顶部放置三层传力钢板，传力钢板顶部放置橡胶板10，以保证应力扩散，防止临时抄垫9产生变形，同时增加临时抄垫9顶部的摩檫力，保证滑块6、垫梁8与钢桁梁11底部均无相对滑移，步履机的水平顶7‑2提供水平推力时，由垫梁8带动钢桁梁11向前移动。 [0056] 需要说明的是，设置的临时抄垫9均位于钢桁梁11的下弦杆11‑1的腹板下方，防止对钢桁梁11结构造成变形，并且临时抄垫9采用装配式拼装抄垫，便于临时抄垫9的搬运以及调整标高。 [0057] 应当理解的是，临时抄垫9的高度需根据工况调整，改变临时抄垫9高度以满足不同跨度下预拱度值的变化，实现工厂制造时的无应力线形，同时控制钢桁梁11桥的线形要求，满足设计力学性能要求。 [0058] 步骤四、将滑道梁4两端的步履机7设置为顶升模式，两台步履机7的顶升顶7‑1同时起顶，并使垫梁8上的临时抄垫9与钢桁梁11的下弦杆11‑1底部密贴，由垫梁8与滑块6共同承受钢桁梁11全部重量。 [0059] 需要说明的是，滑道梁4两端步履机顶7的顶升顶7‑1同时起顶，顶升力为不对钢桁梁11造成破坏情况下所能承受的最大顶升力，示例性的，步履机7的顶升顶7‑1施加300t竖向力。 [0060] 步骤五、步履机7的水平顶7‑2伸缸向前顶推，通过步履机7的顶升顶7‑1上部垫梁8与钢桁梁下弦杆11‑1底部的摩檫力带动钢桁梁11向前移动，同时滑块6跟随移动。 [0061] 具体地说，顶推过程中顶推力分析：步履机水平顶伸缸提供水平推力F2，钢桁梁底部与临时抄垫间的摩擦系数为K1，滑块与滑道梁之间的摩擦系数为K2，则步履机顶升顶上部与钢桁梁下弦杆接触面的摩擦力为f1＝K1·F1，滑块顶部与钢桁梁下弦杆接触面的摩檫力为f2＝K1·G，滑块底部与滑道梁之间的摩檫力为f2＝K2·G，当满足f1＞F2，上部摩擦力大于顶推力，保证步履机及临时抄垫与钢桁梁底没有相对滑移；F2＞f3，顶升压力下与钢桁梁底产生的摩擦力大于滑块底部的摩檫力；f2＞f3，保证顶推力完全通过垫梁传递给钢桁梁，滑块与钢桁梁之间无相对滑动，使钢桁梁带动滑块移动；f2＞2f1，保证千斤顶产生的水平推力完全传递给滑块。当同时满足f1＞F2、F2＞f3、f2＞f3、f2＞2f1时，才能实现钢桁梁的顶推施工。需要说明的是，步履机的顶升顶起顶，钢桁梁对滑块处的压力为G，步履机的顶升力为F1。 [0062] 示例性的，根据初步计算，钢桁梁11顶推过程中单点最大反力为2400t，顶推施工采用MGE板13，摩擦系数按0.08计算，则摩擦力f＝G×0.08＝192t。根据步履机7的水平顶布置方案，单点布置两台1500t步履机7，则单台步履机7所受水平摩擦力为96t，单台步履机7的水平顶为150t，因此动力储备系数为150÷96＝1.56>1.25，满足使用要求。 [0063] 更加优选的，在步履机7的水平顶7‑2伸缸前，在垫梁8下方设置保护支垫14，以防止步履机的顶升顶7‑1突然泄压，垫梁8突然失稳掉落。 [0064] 步骤六、当步履机7的水平顶7‑2伸缸达到最大行程后(例如，60cm)，示例性的，通过位移传感器将设置好的最大行程反馈给控制系统，步履机7停止向前顶推，保障顶推的同步性。步履机7的顶升顶7‑1落顶，使垫梁8上的临时抄垫9与钢桁梁11底部完成脱空，进行力系转换，此时步履机7的顶升顶7‑1所受压力为0，由滑块6承受钢桁梁11全部重量。 [0065] 步骤七、步履机7的水平顶7‑2缩缸至初始位置，步履机7的水平顶7‑2缩缸时，示例性的，通过位移传感器设置好最小行程反馈给控制系统，当缩缸达到设定值，步履机7的水平顶7‑2停止缩缸，保障缩缸回程的同步性，至此完成一个行程的顶推施工。 [0066] 优选的，用临时抄垫9及步履机7的纠偏顶7‑3对桥梁线形进行调整。 [0067] 步骤八、桥梁线形调整完成后，重复步骤四至步骤八，直至滑块6移动滑道梁4行程，暂停钢桁梁11顶推，此时一个节间钢桁梁11顶推完成。 [0068] 步骤九、步履机7的顶升顶7‑1起顶，使滑块6与钢桁梁11完全脱空，示例性的，利用电动倒链将滑块6拉回至初始位置。 [0069] 优选的，拖回前在垫梁8两侧下方放置保护支垫14，防止个别步履机7出现泄压情况。滑块6拖回后，根据设计桥梁线性及厂设预拱度要求，通过临时抄垫9对滑块6顶部高程进行调整，利用步履机7的纠偏顶7‑3调整钢桁梁11线形进行调整，包括标高及轴偏。 [0070] 示例性的，调整精度为：钢桁梁11轴线最大偏差10mm，高程最大偏差10mm，左右幅钢桁梁11高程相对偏差5mm。 [0071] 步骤十、重复步骤四至步骤九，直至完成一个轮次的钢桁梁11顶推。顶推完成后桥梁进行合龙，合龙完成后进行落梁，将主桥通过步履机7及调节临时抄垫9高程，将主桥落至支座上，主桥与支座连接。完成桥梁架设。 [0072] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0073] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。 [0074] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0075] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。 [0076] 在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。 [0077] 最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。 |
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