前后导梁步履式顶推单孔大跨径钢箱梁施工工法.docx

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1、前后导梁步履式顶推单孔大跨径钢箱梁施工工法1前言目前钢箱梁常规步履顶推安装方法：钢箱梁支架上节段拼装、逐段顶推；步履式顶推施工的钢箱梁一般也为多孔连续梁，钢箱梁在施工现场组装前导梁，顶推墩上的三向液压千斤顶带动钢箱梁和前导梁一起移动。南京龙翔西立交建设工程1XX-SG2标主线高架桥第四联钢箱梁上跨地铁2号线及2号线车辆段地面段（如图1.0.1）,钢箱梁跨径60m、宽38.5m、高2.6m,左、右双幅，中间连续，钢箱梁采用Q345D制作，自重1350to单孔大跨径钢箱梁上跨地铁，无法在桥位处支架上拼装，顶推跨运营中地铁单孔两桥墩之间不能设置临时墩，不能在地铁上方长时间悬臂停留，必须整孔一次顶推至

2、设计位置，采用常规步履式顶推，钢箱梁和导梁的内力大、纵向抗倾覆稳定性不足，不能满足施工需要。江苏省交通工程集团有限公司以创新的理念，开展技术攻关，编制了“前后导梁步履式顶推单孔大跨径钢箱梁施工技术”，即利用相邻桥跨搭设支架进行钢箱梁拼装，设置前、后导梁，大跨径钢箱梁单孔两桥墩之间不设临时墩，拼装完成后由步履式顶推设备整孔一次顶推就位。整个顶推过程支架稳定，钢箱梁前、后导梁可靠，步履式顶推设备行走平稳，施工安全，解决了单孔大跨径钢箱梁跨既有交通顶推的技术难题，取得了良好的经济效益和社会效益。2工法特点单孔大跨径钢箱梁两桥墩之间不设顶推支架，采用前、后导梁配合步履式顶推设备将钢箱梁一次顶推至设计位

3、置，具有工艺合理、施工安全、质量可靠、进度可控等特点。2.1 工艺合理钢箱梁上跨既有交通，利用相邻桥跨搭设支架进行拼装，靠既有交通两侧的顶推支架支撑在桥墩的承台上，不影响既有交通。2.2 施工安全采用前、后导梁，顶推时前导梁先行通过前方桥墩，减小钢箱梁悬臂长度和负弯矩；后导梁保证顶推时纵向抗倾覆稳定性。2.3 质量可靠步履式顶推设备调整便捷，液压及电气控制同步性精确度高的优点，可有效控制各顶推支点反力，施工精度高。2.4 进度可控步履式顶推设备，步履式前进，持续顶推，节省时间，确保工期实现。3适用范围本工法适用于跨既有交通的单孔、大跨径钢箱梁施工，对单孔两桥墩之间不能设临时墩的桥梁更有优势。4

4、工艺原理单孔、大跨径钢箱梁前端设置前导梁，顶推时先行通过前方桥墩，减小钢箱梁悬臂负弯矩；后端设置后导梁，保证顶推时纵向抗倾覆稳定性。靠近既有交通两侧的顶推支架支撑在桥墩的承台上，避免顶推支架影响桥下既有交通。5施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程（如图5.0.1）图5.0.1单孔大跨径钢箱梁步履式顶推工艺流程图5.2 操作要点5.2.1 支架搭设支架共设置8组（如图521-1）,其中支架1、2、3、6、8为顶推支架，支架4、5、7为拼装支架，支架6、8兼拼装和顶推支架。顶推支架分别位于M08M12主墩处（如图521-25）,其中M08MIO墩属于涉地铁范围，支架位于主墩承台上，承台施工时

5、在支架钢管位置预埋钢板，M11墩支架位于主墩承台外侧地面上，采用钢管桩基础，M12墩支架位于主墩承台外侧地面上，采用混凝土扩大基础。顶推支架立柱采用821钢管立柱，立柱间采用11ooX1O角钢剪刀撑连接，立柱顶部为双拼HN700x300纵梁，纵梁上方设置4拼HN700x300顶推平台梁，平台梁上设置顶推千斤顶。拼装支架因钢箱梁分布均匀且分散其受力较小，采用4788钢管桩和扩大基础进行搭设。AU线正线车辆段支架2M08M09图5.2.1-2M08墩半幅顶推支架图5.2.13M09,MIo墩半幅顶推支架图5.2.1-4M11墩半幅顶推支架图5.2.1-5MI2墩半幅顶推支架钢箱梁纵坡较大，坡度为3

6、.5%上坡段，M08墩顶比M09墩顶设计高程高1.765m,为减小顶推难度，钢箱梁拼装时，通过拼装支架将钢箱梁拼装成水平状态，整体顶推到位后落梁至设计位置，调整钢箱梁顶推时坡度，主要是避免顶推过程中各顶推千斤顶高度相差太大，减少顶推过程中的工作量加快顶推速度。5.2.2 钢箱梁拼装按照优化方案对钢箱梁进行分块，加工厂厂内块单元加工，公路运输至施工现场，施工现场在相邻桥位支架上进行拼装。拼装采用履带吊，逐块吊装、焊接拼装形成梁段，梁段间焊接形成钢箱梁整体（如图5.2.2）o图5.2.2钢箱梁在拼装支架上拼装5.2.3 导梁安装钢箱梁拼装完成后，安装前、后导梁，前导梁长度为钢箱梁长度的07倍42m

7、,后导梁长度为钢箱梁长度的06倍36m,前后导梁各4片，导梁在地面拼装后履带吊吊装与钢箱梁中腹板采用高强螺栓连接（图5.2.3）。为保证梁体悬臂自身平衡和支撑体系的稳定性，对支架体系、钢箱梁及导梁通过有限元软件进行仿真分析，保证顶推各过程符合规范要求。图523-2导梁与中腹板连接示意（二）5.2.4 顶推设备安装每个顶推支架顶对应中腹板的位置设置一套顶推千斤顶，钢箱梁设计和制作时对中腹板顶推位置进行加固处理，腹板强度满足顶推时千斤顶支反力强度的要求，施工中千斤顶不能超出中腹板加强位置。顶推设备是一整套步履式顶推系统，由一套主控系统和若干套泵站系统及所对应千斤顶等小系统构成。顶推设备安装（如图5

8、.2.4）后，拆除拼装支架上临时支撑构件。图5.2.4顶推设备安装5.2.5 步履式顶推工作过程步履式顶推分四个步骤，具体如下：（1）竖向千斤顶与钢箱梁贴合。所有千斤顶进行竖向顶推，调整千斤顶的竖向顶推力相同。（2）竖向千斤顶竖向顶升。利用位移传感器监控，保证所有千斤顶的竖向位移相同（如图5.2.5-1）,梁体整体抬升5-8cm,钢箱梁所有临时支点脱空。（3）水平顶推。关闭竖向千斤顶，同步开启水平千斤顶，水平向前移动（如图525-2）；利用水平位移传感器控制行程，不超过油缸最大行程。（4）千斤顶回油至初始位置。先竖向千斤顶回油，钢箱梁落至临时支点后（如图525-3）,水平千斤顶回油至初始位置（

9、如图525-4）；至此完成一个顶推行程所有步骤。重复以上步骤，直至钢箱梁顶推到位，顶推过程不需要钢箱梁焊接，只需适当进行横向纠偏。图5.2.5-1竖向顶推图5.2.5-2水平顶推图52.5-3竖向回油图5.2.5-4水平回油5.2.6顶推施工各项准备工作完成后进行钢箱梁的顶推作业，所有的顶推千斤顶同步按照步履式顶推工作过程,重复进行工作直至钢箱梁顶推到位，横向纠偏时将顶推千斤顶在顶推平台梁上旋转90。摆放，按照与纵向顶推工艺相同，实现钢箱梁的横向纠偏。主要顶推过程如下：（I）前导梁到达M09墩位置（如图5.2.6-I）前导梁钢箱梁主梁后导家M08M09M1OMi1M12图5.2.6-1前导梁到

10、达M09墩位置（2）后导梁离开M12墩顶推支架（如图526-2）前导梁上跨地铁2号线顶推，后导梁离开M12墩顶推支架后，将M12墩顶推支架上的顶推设我正践车辆段备移到M08墩上。前导梁钢箱梁主梁后导梁XCZ-3早广/地铁2/T羲U喘一CM08我正战车辆段M09M1OMi1M12图5.2.6-2后导梁离开M12墩顶推支架（3）前导梁到达M08墩顶推支架（如图5.2.63）继续上跨地铁2号线顶推，后导梁离开M1I墩顶推支架，前导梁到达M08墩顶推支架。前导梁钢箱梁主梁后导梁M09M1OM08图5.2.6-3前导梁到达M08墩顶推支架地铁2号线正线车辆段（4）钢箱梁主梁到达M08墩顶推支架（如图5.

11、2.64）继续上跨地铁2号线顶推，后导梁离开MIO墩顶推支架，钢箱梁主梁到达M08墩顶推支架。图5.2.6-4钢箱梁主梁到达M08墩顶推支架5.2.7落梁钢箱梁顶推到M08墩后，采用汽车吊分段拆除前、后导梁。利用M08和M09墩处支架顶部设置的千斤顶与墩顶设置的支撑垫块，交替落梁，将钢箱梁下放到永久支座上，再进行钢箱梁和永久支座之间的连接，完成落梁及体系转换工作（如图5.2.7）。具体步骤如下：（1）千斤顶将钢梁顶起5cm,抽出主墩梁底一层垫块（如图5.2.7J）。（2）千斤顶回油钢箱梁落到墩顶垫块上，千斤顶脱空（如图527-2）。（3）移除千斤顶及下层一块垫块（如图5.2.73）。（4）千斤

12、顶回位至支架垫块上（如图5.2.7-4）o重复以上步骤，交替落梁，使钢梁缓慢落至永久支座上。图5.2.7-3抽出千斤顶和下垫块图5.2.7-4千斤顶回位至支架上钢箱梁落梁、就位，拆除前、后导梁，拆除支架，完成顶推施工（如图527-5）。图5.2.7-5钢箱梁就位示意5.3 劳动力组织（表5.3.1）表5.3.1劳动力组织表序号工种人数（个）责任范围1工班长3负责现场管理2安全员2负责现场安全管理3电工1负责现场临时用电管理4设备操作员2负责顶推操作系统操作5张拉工16负责顶推施工6质检员2负责顶推质量检测7测量员2负责支架、支架基础等测量8第三方监控人员4负责顶推过程监控工作9普工8配合顶推工

13、作6材料与设备本工法采用的主要材料及设备见表6.0.1-1、表6.0.1-2O表6.0.1-1主要材料表序号材料名称单位数量用途1HN700300t180顶推支架24788钢管桩t120拼装支架382010钢管桩t240顶推支架411008角钢t25拼装、顶推支架5密布网m150施工平台6人行笼梯m40施工通道7前导梁t150钢箱梁顶推辅助8后导梁t120钢箱梁顶推辅助表6.0.1-2主要设备表序号设备名称规格或型号单位数量用途1竖向千斤顶FCD400-300套20钢箱梁竖向顶升2水平千斤顶FCD)00-800套20钢箱梁水平顶推3液压泵站套10顶推系统4汽车吊IOOt台2吊运材料5履带吊20

14、0(台1钢箱梁安装6电焊机台6焊接7COi电焊机台10焊接7质量控制7.1 支架质量控制7.1.1 混凝土基础配筋合理、混凝土振捣密实。7.1.2 钢管直径、厚度、垂直度、安装位置符合要求。7.1.3 钢管柱与混凝土基础上预埋件焊接牢固，钢管柱间的横向及斜向连接焊缝进行检查。7.1.4 支架的架立和焊接严格按照方案执行，在使用型钢将钢管柱连接前应进行钢管柱除锈处理,保证焊接质量。7.2 钢箱梁拼装质量7.2.1 严格控制钢箱梁原材的进场质量关，进场见证取样送检，焊丝、焊剂精选焊材，作好焊丝、焊剂使用过程控制。7.2.2 钢箱梁焊接前做焊接工艺评定，验证并确保工艺和焊接操作参数合理。7.2.3 做好防风、防雨措施，对于冬期施工做好母材预热工作。7.2.4 严格控制板材对接精度，对坡口角度及尺寸严格按照工艺评定设置。7.2.5 对于需要分层焊接的焊缝，做好层间焊缝的清理和检查。7.2.6 严格按照方案的装配顺序和焊接程序进行施工。7.3 顶推质量控制7.3.1 根据工况的支点反力计算摩擦力并与油压表相验证，水平顶推前启动静阻系数按8%,动力摩阻系数按5%,根据每个工况下各支点反力来推算