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类型顶推施工技术.doc

  • 上传人:tkhy51908
  • 文档编号:8091204
  • 上传时间:2019-06-08
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    顶推施工技术.doc
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    1、一、 概况-顶推施工发展简况1962 年德国教授包尔和弗.雷昂特博士首先提出用顶推的方法施工桥梁,其设想对奥地利的阿格尔桥上(Ager)进行研究,该桥为 4 跨连续梁,(73m+285+36m)。1964 年在委内瑞拉的卡洛西河桥(caroni)采用预制的箱型梁节段,用预应力联成一体的六跨连续梁,其桥式式为 48m+496m+48m,节段长 9.2m,1979 年西德特里希登溪谷桥运用顶推技术,从一个预制厂进行两座相隔不远桥梁联体顶推施工,即先将两座桥梁的梁体结构临时联结为一体,进行顶推作业,当靠近预制场的一座桥梁到达桥位后,解除临时联结,再继续顶推下一座桥梁。德国顶推法施工技术运用较好,在跨

    2、越美因河的费特霍海姆的铁路桥,顶推长度达到 1280m,重量为 425000KN,跨度由 4061.7m 不等并含有一跨 152m 的混凝土拱,其拱上的梁体也是以顶推法施工的,当拱顶推时,立柱用钢索加固,并在跨度 5/7 处挂重 2000KN,使拱圈受力均衡。另外,随着顶推技术的日臻完善,在曲线梁桥,坡道上桥都得到了广泛的应用,并且成功地在斜拉桥上得到运用。我国顶推法施工的桥梁起步稍晚,1977 年 11 月建成的西延线上的狄家河桥是我国第一座用顶推法施工的桥梁,其桥式为 440m 预应力混凝土连续梁,在预制场生产块件,现场拼装,块件长 4m。1978 年在广东万江大桥上采用了顶推三孔一联共二

    3、条的撑架式箱型连续梁,其桥式为 40+54+40M,1980 年湖南沩江大桥则采用了并联单点顶推,其桥式为 438+238。1990 年钱塘江大桥成功地完成 3 联 932m 箱梁单点顶推工作。近年来,随着改革开放的大好形势,铁路和交通运输业在飞速发展,湖南、广东、福建等地相继施工了一些各具特色的桥梁,而江西南昌大桥西引桥的顶推梁施工,则是目前国内节段分划最长(24m);单位长度重量最大(达 60T/M);顶推距离最长(12 孔48m);桥面宽度最大(22.7m);单箱单室双层桥面的桥梁。国内几座用顶推法施工的桥梁技术指标 序号 桥 名 桥 式 顶推长度(m) 节段长度(m) 节段混凝土量 M

    4、3 单位重量 T/M1 狄家河大桥 440 160 4 16 10T2 广东九江桥 s 40+1350 690 15 65 12.53 江门外海桥 E 1040 400 10 45 12.04 江门外海桥 W 940 360 10 45 12.05 钱塘江大桥 932 288 12 51 12.56 南昌大桥 1248 576 24 500 60.0国外几座用顶推法施工的桥梁技术指标 桥 名 顶推桥式 顶推长度 (m) 节段长度 (m) 节段混凝土 M3 单位重量 T/M1 Rarensbosch(荷) 42+656+42 420 *15 150 25.02 Handsberg(德) 388

    5、264 18 108 15.03 Caroni(委) 48+496+48 480 9.2 84.4 17.54 Chafnpny(法) 35+70+35 140 7.1 22.4 8.0荷兰 Rarensbosch,一般节段 15M,最长段长 19M。从以上资料比较可以看出:南昌大桥在顶推梁施工技术上是快速发展的一例,一些主要技术指标,在国内是处于领先水平的,在世界同类方法施工的桥梁中,也是属于先进水平的。二、 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

    6、);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

    7、挥机械的使用效率。5、 在长大桥梁施工中(L300m),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

    8、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。但在多坡度或多种曲线半径变化的桥梁上,若仍用顶推法施工,其困难将会大大的增加。经济上也是不合适的。三、南昌大桥顶推施工南昌大桥西引桥中有 12 孔 48 为连续梁为顶推法施工,其施工技术另有文章介绍,现根据完成的 21 个号段,对以下的几个问题解决的比较满意:一、箱梁制造1、 台座:由于本桥箱梁截面大,节段分划长,重量大,最大节段重达 15

    9、00 余吨,因此,台座利用了 40 台 41 台承台基础,并增加了四根钻孔桩(共 18 根 1.2m),台座面积达 23.525.88m,基础无下沉变形。上部钢结构支撑通过面板、纵梁、横梁、纵梁等多次分配,传至基础,受力均匀。底模面板在滑道部分厚度为 20mm 钢板,其余部分为 8mm 钢板。底层钢结构纵梁,支承在 36 台 200 吨分组串联的千斤顶上,油泵集中控制,以便于底模的整体升降、脱模及调整。脱模后的梁体支承在 12 台 250 吨顶面设有滑道板的千斤顶上,以便于顶推作业。内模及顶模支承在钢支墩或专门设置的车架上,外模则直接支撑在整体式钢平台上,用可调撑杆收紧或松开模板。拆模时,仅拆

    10、除内模、车架、顶模、外模随平台升降脱模,悬臂处的钢盒则在每段顶推完成后,在另外的工作平台上拆除。2、 箱梁混凝土灌注24m 一段的箱梁,一次灌注混凝土达 500m3。且每段必遇一个隔墙(墩顶隔墙或跨中隔墙),灌注时将隔墙混凝土带后一个节段,用微膨胀混凝土与梁体同期灌注,例如灌注第 20 号节段混凝土时,灌注第 13 号节段的隔墙。箱梁混凝土采用一次灌注。其工艺为竖向分段,水平分层,由中向外,由后向前灌注。严格控制配合比,不同季节采用不同配合比和附加剂,保证混凝土在 3 一 4 天达到设计强度的 90%,以满足拆模及张拉的要求。3、 制孔对波纹管制孔,预以了高度重视,为保证波管孔道位置除用定位网

    11、固定外,对直线孔道,曲线孔道则分别采用钢管,钢绞线,硬塑管压重措施。混凝土灌注时派专人负责转动,混凝土灌注完毕即时的拔出压重物件,检孔,发现问题即时处理。经过上述方法办理后,有效地克服波纹管上浮或漏浆堵孔现象。二、滑道墩顶滑道必须坚固,刚性要好,无下沉及变形,墩顶滑道用经过刨削的 35 号铸钢垫块,上盖 30mm 厚的钢垫块并包覆 3mm 厚的不锈钢板,铺设时用精密水平仪抄平,误差 1mm 以内。抄平调整完毕,铸钢垫块下用外能压水泥砂浆。四氟橡胶板厚 1011mm,中层夹 2mm 的钢板。其厚度尺寸为 3+2+2+3(四氟板+氯丁橡胶+钢板+氯丁橡胶)。尽管对滑道水平度与梁底水平度要求很高,但

    12、在顶推过程中难免遇到正负公差的同向组合,而导致墩顶滑道受力不均,因此,四氟橡胶板承压强度选用了较高级别的型号,以避免破损。四氟橡胶板上留有注油槽,槽中注入硅脂,可以大大降低顶推力,且损耗极少。经上述处理的四氟橡胶板在顶推时初始静磨擦系数可控制 0.05 以内,恢复后的磨擦系数在 0.030.04左右,这和有关资料介绍的情况吻合,见图示。三、 牵引制导技术多点顶推其本质就是多点同步牵引。南昌大桥多点分布为隔墩设顶,即每隔一个墩设一个顶推墩,每墩设 6 台 YC 一 75 一 1000 的水平千斤顶。计算按每顶 55 吨顶力布置,磨擦系数按 0.065 考虑,牵引索原用 32TVD 粗筋,用连接套

    13、接长,因倒粗筋麻烦,且不能很好利用顶程,费时费力。后改用 412.8 钢绞线,顶前、顶后配自动工具锚、以便回顶锁住钢绞线,使顶推速度大大提高。梁上每 24m 设顶推锚孔六个,锚柱插入孔内后安装好钢绞线及锚头,与墩顶设置的六个施力顶架对应安装。顶推中如何做到多台顶同步?制导技术关键在哪里?我们的原则是“多点、逐级、限值助顶、单点加载主顶”。单点主顶墩设在 39 号墩(特别加固墩),其余各墩均为助顶墩,即助顶墩根据以往各段顶推情况计算出的磨擦系数,估算一个本次顶推的初始磨擦系数,设定一个顶力值,该值应基本接近滑动时的顶力值,但略小于滑动时的顶力值。并使各墩千斤顶基本稳定在这个顶力数值上。而主顶墩在

    14、各墩加载完毕后再行加载,此墩的顶力值,可较其它各墩顶力值稍大,此值加上后,梁体就应当移动。也就是说,箱梁的移动主要表面在 39 墩加载时形成主顶。其余各墩仅管在稳表注油,加载始终受到控制,不让这些墩的顶力之和构成箱梁移动的力量。当梁体移动后,初始静磨擦逐渐转化为稳定后的静磨擦,表现在磨擦系数降低即由 0.050.04 左右或更小。而其它各墩仍然保持原顶力,39 墩则可能较初始顶力要小一些。保持箱梁不断的移动,只需 39 墩不断加载即可。当顶程接近 1m 时,千斤面回油,钢绞线利用自动工具锁定。顶头锚片松开,回油后再打紧顶头锚片,继续供油,开始新的 1m 行程。箱梁顶推时,在观测站上随时报告梁体

    15、位移情况,并即时调整,在墩侧向导向架上不断增减四氟板,以调整梁体横向位移。尽管梁体有数万吨重,但调整起来并不困难。经验表明:顶推中的制导原则是正确的,原理明确,简单易行,便于操作,箱梁移动平稳每小时综合速度 1.52m,其位移可以得到1mm 精确控制。除上述各点外,对大批量的内锚使用,K 锚使用,较好地解决了预应力块件分段和长大钢丝束的运用问题,钢导梁的制安,临时墩的设置都较好地解决了起步节段受力和扭转问题。四、几点体会一、顶推施工方法是一种新的造桥技术,在选用本法施工时,一定要充分注意到顶推法施工的优点,发挥其特长,否则将是不经济的,在可用其它方法修建的桥梁,不宜优先选用顶推法施工。二、顶推

    16、法施工技术是从钢梁架设泄引拖拉发展而来的。近些年来,钢梁安装采用此法减少了,而预应力混凝土梁采用顶推施工却多起来了。随着顶推技术的发展,若钢梁再将此法运用起来,可比以往的拖拉做得更灵活方便,还可以避免混凝土梁的一些不足。更充分发挥钢梁的特性。三、顶推施工方法对于长大桥梁和有特殊要求的地方施工较好,若现场连续制造,其节段长度宜在 12M24M。节段太短,工期长,造价不一定是经济的。四、在线路侧面设立预制场,按 34m 一个节段制造,然后组拼,在钢丝束的布置、制造的工期等方面,会更合理一些。五、对于起步节段,目前一般采用拼装钢导梁的办法来解决最大悬臂时的弯矩,但也可用安装吊索架的方法来减少悬臂端的弯矩。六、一般来讲,多点顶推优于单点顶推,因为多点将施力点的水平力均匀地分布到各墩(点),墩台一般不需作特殊处理。七、当梁体顶推到位后,需顶梁换支座,以完成所需的结构支承形式,若能将正式支座在顶推前安装就位,并作为顶推时滑道的一部分,则后期工作将大大简化。并可节约大量的临时滑道。八、磨擦系数与滑道的质量有密切关系,滑道越平顺磨擦系数越小(与梁底面滑道处的平整度也一样)。且梁体在墩位上停留的时间越长,起动时磨擦力越大。九、随着科学技术的不断发展,往复千斤顶的研制成功,履带式滑道及电脑的应用,顶推施工技术将会更广泛地使用。

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