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摘 要:在使用顶推法对公路桥梁实施施工过程中,施工单位应以桥纵轴方向为基础,将临时支墩设置于桥台上,并将预应力施加于梁体上,使梁体匀速向前顶进,完成公路桥梁的施工。由于桥梁顶推法具有施工速度快、施工噪音小、结构整体性良好、施工不间断以及占地面积小等优点,其应用也逐渐变得广泛。本文以某工程为基础,对公路桥梁工程顶推施工过程进行分析,旨在为今后施工奠定基础。
关键词:顶推施工技术;混凝土箱梁;公路桥梁
1 工程概况
某桥梁长度为139 m,宽度为26.2 m,其预应力混凝土连续桥梁为40 m+50 m+40 m,为双向六车道整幅布置。前导梁长为35 m,顶梁全长为70 m,分为10 m+50 m+10 m三段,主梁为预应力混凝土连续梁,结构为单箱三室等高。
2 施工方案
在对制梁场地进行布置时,共设置L1~L7号临时墩,间距范围为14 m~16 m。L1~L5主要是混凝土临时墩,L6~L7主要是钢管临时墩。在制梁平台上箱梁实施预制施工,在对制梁平台进行搭设时,施工人员可以将支架系统搭设于L1临时墩~0#台间,与此同时,施工人员还应在1#~2#永久墩顶部和L1~L7临时墩上安装滑道梁。在实施箱梁顶推施工时,需要使用4台500 t自动连续顶推千斤顶共同作业,施工人员应先对箱梁进行预制和养护,使其达到标准强度,再进行预应力张拉注浆施工,完成箱梁顶推后,再实施落梁施工。
3 施工技术
3.1 施工特点
在对跨线桥进行顶推施工时,其主要的长度为70 m,因此预制箱梁具有较大的自重,顶推时重量达到4 800 t。在施工过程中,混凝土梁下方具有较多的接触网,施工人员应对顶推时的倾覆稳定性进行控制,在此过程中,施工人员应对纠偏限位方法和防倾覆措施进行合理控制。该桥梁主桥线形为竖曲线,带有一定弧度,因此在实施顶推过程中,施工人员应对混凝土梁、临时墩以及拼装平台的线形进行严格控制。由于梁体具有较大体积,起重设备会对施工质量产生较大的影响,因此,在对现场实施散拼施工时,施工人员应对其定位精度进行严格控制。
3.2 顶推施工要求
在实施顶推施工时,其施工质量与周边环境以及结构构造的力学特点息息相关,因此在进行顶推施工时,应做到如下几点:
(1)混凝土梁施工需要跨过铁路,其与10 kV高压线相距2 m,因此施工人员应对其安全性和进度进行严格控制。
(2)在实施施工过程中,施工人员应对临时墩所受水平载荷进行控制。
(3)在顶推施工过程中,支撑力主要作用于混凝土梁腹板,因此应对顶推设备的支反力调节能力精度进行控制。
3.3 顶推施工的主要技术
(1)通常应采用多点方式实施顶推施工,且应对压力进行调节。
(2)在顶推时,施工人员应对墩顶横竖向位移和梁体中线进行控制,使其满足要求。
(3)施工人员应以滑移同步控制策略对顶推过程进行纠偏处理,由确保液压爬行器所受荷载的均匀性以及各滑移顶推点的同步性。
(4)施工人员应对移动偏差进行实施控制,确保其满足施工要求。
(5)为了避免破坏临时墩,施工人员应对临时墩沉降和实施位移加以控制。
3.4 顶推施工流程
(1)对临时墩进行设置:①为了对主梁尾部悬臂长度进行控制,施工人员应将临时墩设置于顶推平台中;②为了保障临时墩标高符合要求,施工人员应对其进行实时监控;③对临时墩进行严格验收和设计。
(2)对桁架梁进行控制:①桁架梁为三角形,主管横向中心距为1.2 m、纵向节间长为2 m、高为1.5 m,主管钢管壁厚为10 mm、外径为299 mm;②对串联桁架进行安装时,施工人员应先对法兰端进行固定,再对另一端进行焊接,对桥墩变形进行约束,使其所受水平力进一步降低。
(3)对滑道进行设置:①通常滑道包括2 mm厚的不锈钢板和墩顶滑道梁,且其表面粗糙度应不超过Ra12.5 μm;②滑道上端为四氟乙烯滑块,规格为30 cm×40 cm×3 cm,永久墩顶滑道梁顶面规格为2 300 mm×800 mm,临时墩滑道梁顶面规格为3 100 mm×800 mm;③箱梁混凝土和四氟乙烯滑块之间应保持平整光滑;④施工人员应对滑道梁表面钢板和不锈钢板之间进行加固处理,避免因摩擦力过大使两者相互脱离,导致安全质量问题。
(4)对导梁进行安装:①对横向限位装置、导梁等进行安装;②在实施顶推施工过程中,前导梁主要分為四节,长度为12.5 m、12.5 m、5 m、7.5 m,全长为37.5 m(梁体外35 m,梁体内2.5 m);③以钢板焊接分块技术对导梁进行制作。
(5)对导梁进行预顶施工:①在对箱梁实施顶推施工之前,施工人员应先对导梁实施预顶施工,使导梁连接部位和整体刚度进一步提高;②使用200 t顶力对1号永久墩处的导梁实施顶进施工,且应保障两侧顶进施工的同步性;③对导梁应力和上挠度进行实施监测,确保其符合要求。
(6)试顶:①在试顶施工之前,施工人员应先将泵站和主控台的电源打开,对千斤顶的力度进行控制,通常试顶距离应为0.5 m左右;②实施施工时,施工人员应对桥体受力部位的裂纹和结构故障进行控制,使桥体平衡性进一步提高;③在试顶时,一旦出现问题应停止施工,对故障进行解决后才能继续施工;④试顶后应对精调数据进行采集,为了使顶推定位准确性进一步提高,施工人员应对每组点动数据进行测量。
(7)实施顶推施工:①油泵操作人员在对溢流阀工作限压进行调整时,应以主控台人员的信号为基础,对30、50、70、80、85、90、95以及100牵引力条件下的变形状态进行检查,并对问题进行排查,及时进行汇报。在实施顶推施工时,施工人与那还应保障推力的一致性,使结构偏转进一步降低;②当主梁轴线与设计轴线不相符时,施工人员应以限位、导向装置为依据,对顶推过程进行纠偏处理。
(8)落梁就位施工:在各个永久墩支座安置完成后,施工人员还应进行箱梁顶推就位施工,并使用千斤顶进行落梁施工。
4 对模型实施计算
在对工作初步阶段继续实施控制过程中,施工人员应以施工方法和设计参数为基础,对桥梁计算结果和设计结果进行分析和校核,达到控制误差的目的。在此过程中,施工人员可借助桥梁实际施工过程和Midas Civil有限元分析软件,对其进行仿真计算,达到分析桥梁受力的目的。与此同时,施工人员应以设计和施工工序为基础,对各施工状态下的截面变形和应力参数进行计算,并与设计参数进行对比和分析,在计算过程中,施工人员还应该参考预应力张拉、临时荷载变化以及顶推施工过程等内容。
实时仿真计算过程中应以施工荷载、临时墩和永久墩结构形式、施工工序和工艺等设计参数为基础,且在进行挠度控制和应力监测过程中,施工人员应以各施工阶段的内力和挠度为基础对理论计算值进行计算。通过对后期误差进行分析,可以使结构安全和顶推施工安全进一步提高。全桥计算分析模型见图1,顶推计算模型见图2。
在对顶推过程进行计算时,每顶进1 m为一个施工步骤,以此为基础对临时墩、主墩、主梁以及导梁的每个断面施工步骤的变形值以及应力进行计算。由于顶推控制断面为变形和应力最大断面,因此顶推最不利工况为断面应力和变形最大处。表1为其计算结果。
5 结语
在对桥梁进行施工过程中,通常需要跨越既有铁路等路线,因此为了使桥梁施工质量进一步提高,施工单位应采用箱梁顶推技术对其实时施工。在此过程中,施工人员应对顶推方案进行控制,使其经济性和合理性进一步提高,从而达到提高桥梁施工质量安全的目的。
参考文献:
[1]刘玉华.公路桥梁钢箱梁顶推施工技术[J].交通世界,2016(11):86-87.
[2]王云峰.公路桥梁钢箱梁顶推施工技术探讨[J].建设科技,2016(15):187-188.
关键词:顶推施工技术;混凝土箱梁;公路桥梁
1 工程概况
某桥梁长度为139 m,宽度为26.2 m,其预应力混凝土连续桥梁为40 m+50 m+40 m,为双向六车道整幅布置。前导梁长为35 m,顶梁全长为70 m,分为10 m+50 m+10 m三段,主梁为预应力混凝土连续梁,结构为单箱三室等高。
2 施工方案
在对制梁场地进行布置时,共设置L1~L7号临时墩,间距范围为14 m~16 m。L1~L5主要是混凝土临时墩,L6~L7主要是钢管临时墩。在制梁平台上箱梁实施预制施工,在对制梁平台进行搭设时,施工人员可以将支架系统搭设于L1临时墩~0#台间,与此同时,施工人员还应在1#~2#永久墩顶部和L1~L7临时墩上安装滑道梁。在实施箱梁顶推施工时,需要使用4台500 t自动连续顶推千斤顶共同作业,施工人员应先对箱梁进行预制和养护,使其达到标准强度,再进行预应力张拉注浆施工,完成箱梁顶推后,再实施落梁施工。
3 施工技术
3.1 施工特点
在对跨线桥进行顶推施工时,其主要的长度为70 m,因此预制箱梁具有较大的自重,顶推时重量达到4 800 t。在施工过程中,混凝土梁下方具有较多的接触网,施工人员应对顶推时的倾覆稳定性进行控制,在此过程中,施工人员应对纠偏限位方法和防倾覆措施进行合理控制。该桥梁主桥线形为竖曲线,带有一定弧度,因此在实施顶推过程中,施工人员应对混凝土梁、临时墩以及拼装平台的线形进行严格控制。由于梁体具有较大体积,起重设备会对施工质量产生较大的影响,因此,在对现场实施散拼施工时,施工人员应对其定位精度进行严格控制。
3.2 顶推施工要求
在实施顶推施工时,其施工质量与周边环境以及结构构造的力学特点息息相关,因此在进行顶推施工时,应做到如下几点:
(1)混凝土梁施工需要跨过铁路,其与10 kV高压线相距2 m,因此施工人员应对其安全性和进度进行严格控制。
(2)在实施施工过程中,施工人员应对临时墩所受水平载荷进行控制。
(3)在顶推施工过程中,支撑力主要作用于混凝土梁腹板,因此应对顶推设备的支反力调节能力精度进行控制。
3.3 顶推施工的主要技术
(1)通常应采用多点方式实施顶推施工,且应对压力进行调节。
(2)在顶推时,施工人员应对墩顶横竖向位移和梁体中线进行控制,使其满足要求。
(3)施工人员应以滑移同步控制策略对顶推过程进行纠偏处理,由确保液压爬行器所受荷载的均匀性以及各滑移顶推点的同步性。
(4)施工人员应对移动偏差进行实施控制,确保其满足施工要求。
(5)为了避免破坏临时墩,施工人员应对临时墩沉降和实施位移加以控制。
3.4 顶推施工流程
(1)对临时墩进行设置:①为了对主梁尾部悬臂长度进行控制,施工人员应将临时墩设置于顶推平台中;②为了保障临时墩标高符合要求,施工人员应对其进行实时监控;③对临时墩进行严格验收和设计。
(2)对桁架梁进行控制:①桁架梁为三角形,主管横向中心距为1.2 m、纵向节间长为2 m、高为1.5 m,主管钢管壁厚为10 mm、外径为299 mm;②对串联桁架进行安装时,施工人员应先对法兰端进行固定,再对另一端进行焊接,对桥墩变形进行约束,使其所受水平力进一步降低。
(3)对滑道进行设置:①通常滑道包括2 mm厚的不锈钢板和墩顶滑道梁,且其表面粗糙度应不超过Ra12.5 μm;②滑道上端为四氟乙烯滑块,规格为30 cm×40 cm×3 cm,永久墩顶滑道梁顶面规格为2 300 mm×800 mm,临时墩滑道梁顶面规格为3 100 mm×800 mm;③箱梁混凝土和四氟乙烯滑块之间应保持平整光滑;④施工人员应对滑道梁表面钢板和不锈钢板之间进行加固处理,避免因摩擦力过大使两者相互脱离,导致安全质量问题。
(4)对导梁进行安装:①对横向限位装置、导梁等进行安装;②在实施顶推施工过程中,前导梁主要分為四节,长度为12.5 m、12.5 m、5 m、7.5 m,全长为37.5 m(梁体外35 m,梁体内2.5 m);③以钢板焊接分块技术对导梁进行制作。
(5)对导梁进行预顶施工:①在对箱梁实施顶推施工之前,施工人员应先对导梁实施预顶施工,使导梁连接部位和整体刚度进一步提高;②使用200 t顶力对1号永久墩处的导梁实施顶进施工,且应保障两侧顶进施工的同步性;③对导梁应力和上挠度进行实施监测,确保其符合要求。
(6)试顶:①在试顶施工之前,施工人员应先将泵站和主控台的电源打开,对千斤顶的力度进行控制,通常试顶距离应为0.5 m左右;②实施施工时,施工人员应对桥体受力部位的裂纹和结构故障进行控制,使桥体平衡性进一步提高;③在试顶时,一旦出现问题应停止施工,对故障进行解决后才能继续施工;④试顶后应对精调数据进行采集,为了使顶推定位准确性进一步提高,施工人员应对每组点动数据进行测量。
(7)实施顶推施工:①油泵操作人员在对溢流阀工作限压进行调整时,应以主控台人员的信号为基础,对30、50、70、80、85、90、95以及100牵引力条件下的变形状态进行检查,并对问题进行排查,及时进行汇报。在实施顶推施工时,施工人与那还应保障推力的一致性,使结构偏转进一步降低;②当主梁轴线与设计轴线不相符时,施工人员应以限位、导向装置为依据,对顶推过程进行纠偏处理。
(8)落梁就位施工:在各个永久墩支座安置完成后,施工人员还应进行箱梁顶推就位施工,并使用千斤顶进行落梁施工。
4 对模型实施计算
在对工作初步阶段继续实施控制过程中,施工人员应以施工方法和设计参数为基础,对桥梁计算结果和设计结果进行分析和校核,达到控制误差的目的。在此过程中,施工人员可借助桥梁实际施工过程和Midas Civil有限元分析软件,对其进行仿真计算,达到分析桥梁受力的目的。与此同时,施工人员应以设计和施工工序为基础,对各施工状态下的截面变形和应力参数进行计算,并与设计参数进行对比和分析,在计算过程中,施工人员还应该参考预应力张拉、临时荷载变化以及顶推施工过程等内容。
实时仿真计算过程中应以施工荷载、临时墩和永久墩结构形式、施工工序和工艺等设计参数为基础,且在进行挠度控制和应力监测过程中,施工人员应以各施工阶段的内力和挠度为基础对理论计算值进行计算。通过对后期误差进行分析,可以使结构安全和顶推施工安全进一步提高。全桥计算分析模型见图1,顶推计算模型见图2。
在对顶推过程进行计算时,每顶进1 m为一个施工步骤,以此为基础对临时墩、主墩、主梁以及导梁的每个断面施工步骤的变形值以及应力进行计算。由于顶推控制断面为变形和应力最大断面,因此顶推最不利工况为断面应力和变形最大处。表1为其计算结果。
5 结语
在对桥梁进行施工过程中,通常需要跨越既有铁路等路线,因此为了使桥梁施工质量进一步提高,施工单位应采用箱梁顶推技术对其实时施工。在此过程中,施工人员应对顶推方案进行控制,使其经济性和合理性进一步提高,从而达到提高桥梁施工质量安全的目的。
参考文献:
[1]刘玉华.公路桥梁钢箱梁顶推施工技术[J].交通世界,2016(11):86-87.
[2]王云峰.公路桥梁钢箱梁顶推施工技术探讨[J].建设科技,2016(15):187-188.