工程案例
業務范圍
公路橋梁鋼箱梁頂推施工技術探討
發布時間：2014-08-09
摘 要：本文結合工程實例，分析介紹了公路橋梁鋼箱梁頂推技術方案，從頂推施工臨時設施、梁段頂推、施工監測三方面對頂推施工技術及質量控制措施進行了詳細闡述。 關鍵詞：公路橋梁；鋼箱梁；頂推施工技術；施工監測
1 工程概況
湖南某公路橋梁跨越高速公路地段設計為四跨一聯單箱單室的鋼梁，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，左側縱坡3.078％，右側縱坡4.000％，豎曲線頂點位于本聯箱梁中間。橋梁各孔跨分別設置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，根據現場施工條件，在高速公路北側橋位處搭設臨時墩，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后拆除前導梁，將其安裝在最后端鋼梁的尾部，繼續頂推直至設計位置止，拆除導梁并落梁，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 頂推施了工臨時設施
3．1．1 臨時墩設計與施工
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)臨時墩結構
本橋臨時墩均設計為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
臨時墩基礎采用鋼筋混凝土擴大基礎，根據地基實際承載力(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，尺寸為4m×2m×1.2m�；A混凝土按照C25控制。在基礎混凝土施工時預埋M25地腳螺栓，鋼管柱與基礎栓接。中央分隔帶處臨時墩基礎充分利用匝道橋承臺。臨時墩確定后，根據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。
根據鋼箱梁在頂推中處于最大懸臂34m時滿足抗傾覆系數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11組。鋼箱梁的頂推高程與設計落梁高程相同。臨時支墩與滑道見圖1。
4)支架搭設
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，隨后按常規澆筑基礎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
頂推滑道設置在腹板下方的底板附近，并對腹板下部設三角形加勁肋，同時在頂推滑道中心位置沿縱通長設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擠壓卡住現象，需要起頂鋼箱梁。故在每側滑道梁的兩旁卻設有吊籃，吊籃內可安放50t液壓千斤頂以備用�；懒杭暗趸@結構如圖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、內部設兩層鋼板的橡膠板，其規格為400×200×20。下滑板和上滑板共同組成頂推摩擦，在頂推千斤頂的作用下，實施鋼箱梁的頂推前進。
4)導向裝置
為方便鋼箱梁節段拼裝時的橫向定位和頂推的導向，在臨時墩下滑道板外側設置了導向裝置(橫向限位器)。導向裝置主要由鋼軸、螺母、墊片及導向輪組成。通過鋼軸及螺母將導向輪固定在下滑道鋼板面上。其結構見圖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整，符合要求后再將滑道梁與支座焊接。
3．1．3 導梁
導梁長度一般為頂推跨徑的0.6～0.7倍，本橋鋼導梁長度內側20m、外側22m，其截面為工字形鋼板梁。導梁頂板、底板厚度20mm，腹板厚度16～12mm。導梁高度及線形與鋼箱梁相同，并與鋼箱梁腹板栓接�？紤]到導梁上墩時要設置千斤頂頂升，導梁前端做棄門。
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頂推，即2臺千斤頂分
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