工程案例
業(yè)務(wù)范圍
公路橋梁鋼箱梁頂推施工技術(shù)探討
發(fā)布時間：2014-08-09
摘 要：本文結(jié)合工程實例，分析介紹了公路橋梁鋼箱梁頂推技術(shù)方案，從頂推施工臨時設(shè)施、梁段頂推、施工監(jiān)測三方面對頂推施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施進行了詳細闡述。 關(guān)鍵詞：公路橋梁；鋼箱梁；頂推施工技術(shù)；施工監(jiān)測
1 工程概況
湖南某公路橋梁跨越高速公路地段設(shè)計為四跨一聯(lián)單箱單室的鋼梁，其中C橋跨徑布置為(20+32+34+25)m，鋼箱梁與線路呈135°交角，鋼梁頂板寬度10.5m，底板寬度5.5m，底板水平，箱梁中心線處梁高1.8m，頂板設(shè)有6％橫坡。鋼箱梁地段平曲線半徑R=240m，豎曲線半徑R=1850m，左側(cè)縱坡3.078％，右側(cè)縱坡4.000％，豎曲線頂點位于本聯(lián)箱梁中間。橋梁各孔跨分別設(shè)置2、9、11mm及6mm的拱度，拱度線形為圓曲線。鋼箱梁中心線與線路中線相距1.75m。鋼箱梁在工廠加工時分11段，其中第一段長10.472m，最后一段長10.265m，其余段均為9.22m。
2 頂推方案
為保證該高速公路雙向8車道的交通暢通，根據(jù)現(xiàn)場施工條件，在高速公路北側(cè)橋位處搭設(shè)臨時墩，分段拼裝鋼箱梁并從北向南實施頂推。其中鋼箱梁最前端一段作為嵌補梁段，待其余鋼箱梁頂推至設(shè)計位置落梁后，再采用汽車吊安裝嵌補梁段。具體實施步驟為：第一次在支墩上拼裝前導(dǎo)粱及4段鋼粱，頂推20m；第二次依次拼裝2段鋼梁，頂推30m；第三次依次拼裝3段鋼梁，頂推30m；第四次安裝尾端一個梁段，頂推15m后拆除前導(dǎo)梁，將其安裝在最后端鋼梁的尾部，繼續(xù)頂推直至設(shè)計位置止，拆除導(dǎo)梁并落梁，最后汽車吊安裝嵌補梁段。
為減輕前端鋼梁自重，頂推時前方跨鋼箱梁的翼緣板及防撞護欄暫不安裝，待鋼梁就位后再安裝。
3 頂推施工工藝及方法
3．1 頂推施了工臨時設(shè)施
3．1．1 臨時墩設(shè)計與施工
臨時墩除滿足鋼箱梁拼裝平臺外，還要兼作對鋼箱梁實施空間曲線頂推之用。因此，在設(shè)計臨時墩時，既要考慮其能承受頂推時的最大豎向荷載和最大水平力，又要考慮滿足鋼箱梁在頂推過程中沿同半徑平面圓曲線和同曲率凸形豎曲線軌跡前進要求。同時，還要考慮頂梁千斤頂安放位置、橫向限位裝置，以及施焊及接送滑板人員的工作平臺等因素。
1)臨時墩結(jié)構(gòu)
本橋臨時墩均設(shè)計為φ500×8鋼管柱，用Q235鋼板卷制。1組臨時墩共由4根鋼管柱組成，柱間用[16槽鋼作剪刀撐連接，柱頂設(shè)置用于固定下滑道的鋼支座�？紤]到拼裝鋼箱梁過程中需要設(shè)置頂升千斤頂，同時提高臨時墩抗推能力，在每組支墩頂部縱向設(shè)置2根140縱梁。位于橋墩處的臨時墩，其墩頂用塑鋼與橋梁支座墊石進行連接。
2)臨時墩基礎(chǔ)
臨時墩基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土擴大基礎(chǔ)，根據(jù)地基實際承載力(120kpa)及最大豎向荷載(一般墩為850KN，中央分隔帶處為1760KN)，確定一般臨時墩2個分離式基礎(chǔ)，尺寸為4m×2m×1.2m�；A(chǔ)混凝土按照C25控制。在基礎(chǔ)混凝土施工時預(yù)埋M25地腳螺栓，鋼管柱與基礎(chǔ)栓接。中央分隔帶處臨時墩基礎(chǔ)充分利用匝道橋承臺。臨時墩確定后，根據(jù)頂推工況對其進行承載力和抗傾覆驗算。
3)臨時墩布置
臨時墩沿線中線徑向布置，除各組臨時墩平面滿足與鋼箱梁相同半徑(R=240m)的圓曲線線形外，滑道面高程還必須滿足豎向圜曲線(R=P850m)線形要求。
根據(jù)鋼箱梁在頂推中處于最大懸臂34m時滿足抗傾覆系數(shù)1.5，以及鋼箱梁分段長度(9.22m)，確定拼裝地段臨時墩縱向中心間距10m，每組臨時墩鋼管柱橫向間距5.15m，縱向間距2m。G匝道橋需要布設(shè)11組。鋼箱梁的頂推高程與設(shè)計落梁高程相同。臨時支墩與滑道見圖1。
4)支架搭設(shè)
按照臨時墩布置圖用全站儀測放各個臨時墩位置，并對地基進行處理，隨后按常規(guī)澆筑基礎(chǔ)C25混凝土；待混凝土達到一定強度后安裝鋼管柱，采用[16槽鋼設(shè)置好縱橫向水平支撐和剪刀撐。臨時支墩安裝時精度：垂直度≤1％：頂面高程0～-10mm。
3．1．2 滑動和導(dǎo)向裝置
滑動裝置主要由下滑道、上滑道組成。
1)滑道位置
頂推滑道設(shè)置在腹板下方的底板附近，并對腹板下部設(shè)三角形加勁肋，同時在頂推滑道中心位置沿縱通長設(shè)80cm的高肋板進行加強，以防止鋼箱梁的變形。
2)下滑道
下滑道由滑道梁，下滑板組成。滑道梁為2根2b槽鋼，下滑道有效長度2.0m，寬度30cm。
考慮到鋼箱梁在頂推過程中上滑塊可能會出現(xiàn)擠壓卡住現(xiàn)象，需要起頂鋼箱梁。故在每側(cè)滑道梁的兩旁卻設(shè)有吊籃，吊籃內(nèi)可安放50t液壓千斤頂以備用。滑道梁及吊籃結(jié)構(gòu)如圖2所示。
下滑板由5塊500×500×20鋼板組成，每塊鋼面外包1mm厚不銹鋼板。
3)上滑塊
上滑塊為一面貼聚四氟乙烯、內(nèi)部設(shè)兩層鋼板的橡膠板，其規(guī)格為400×200×20。下滑板和上滑板共同組成頂推摩擦，在頂推千斤頂?shù)淖饔孟�，實施鋼箱梁的頂推前進。
4)導(dǎo)向裝置
為方便鋼箱梁節(jié)段拼裝時的橫向定位和頂推的導(dǎo)向，在臨時墩下滑道板外側(cè)設(shè)置了導(dǎo)向裝置(橫向限位器)。導(dǎo)向裝置主要由鋼軸、螺母、墊片及導(dǎo)向輪組成。通過鋼軸及螺母將導(dǎo)向輪固定在下滑道鋼板面上。其結(jié)構(gòu)見圖3。
5)下滑道安裝
下滑道加工好后，用吊車整體就位在鋼管柱頂部的支座上，檢查滑道頂面高程，必要時用鋼板進行調(diào)整，符合要求后再將滑道梁與支座焊接。
3．1．3 導(dǎo)梁
導(dǎo)梁長度一般為頂推跨徑的0.6～0.7倍，本橋鋼導(dǎo)梁長度內(nèi)側(cè)20m、外側(cè)22m，其截面為工字形鋼板梁。導(dǎo)梁頂板、底板厚度20mm，腹板厚度16～12mm。導(dǎo)梁高度及線形與鋼箱梁相同，并與鋼箱梁腹板栓接�？紤]到導(dǎo)梁上墩時要設(shè)置千斤頂頂升，導(dǎo)梁前端做棄門。
3．2 梁段頂推
3．2．1 頂推方式
為減小橋墩承受的水平力，考慮到平曲線及豎曲線頂推，本橋選擇多點拉桿工連續(xù)頂推，即2臺千斤頂分
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