無絞下承式拱橋帶拱頂推施工工藝

1、無絞下承式拱橋帶拱頂推施工工藝 無絞下承式拱橋帶拱頂推施工工藝 【摘要】：為了減少新建線路對既有鐵路運輸?shù)挠绊?，充分利用橋梁頂推施工的?yōu)勢，進一步減少既有線上方作業(yè)，同時滿足新線建設(shè)和既有線平安。此次施工采用梁拱整體預(yù)制、安裝，帶拱整體頂推施工工藝。帶拱頂推體系轉(zhuǎn)換復(fù)雜，梁體自重分布平衡，對臨時結(jié)構(gòu)要求高，施工難度大。能順利完成施工是對我們施工水平及施工技術(shù)的肯定。該文結(jié)合津秦客專津山外繞無絞下承式拱橋帶拱整體頂推施工，講述了無絞下承式拱橋帶拱頂推的主要工藝過程，是繼梁段頂推和梁拱整體頂推之后又一全新的頂推施工，并對工藝進行了總結(jié)，期望為其他無絞下承式拱橋頂推施工提供參考。 【關(guān)鍵詞】：帶拱頂

2、推 施工工藝 一、前言 近些年來，隨著我國的路網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的飛速開展，公路立交橋、鐵路立交橋以及公鐵立交橋日益增多，這些線路之間相互干擾的現(xiàn)象也變得日益嚴重。上跨既在有線的時候下方的線路處于凈空以及干擾的問題解決的方法就是使用無絞型下承式拱橋的頂推施工技術(shù)，因為這技術(shù)不僅具有較高的科技性能夠有效的解決線路干擾的問題，而且在施工方面能夠大大的降低本錢效果也非常好，所以這項技術(shù)在鐵路工程建設(shè)中得到了得到了廣泛的認可與應(yīng)用。因地制宜且合理的設(shè)計、臨時結(jié)構(gòu)上的安排以及施工順序是整個工程的關(guān)鍵所在。 二、工程簡介 最新建設(shè)的天津到秦皇島的鐵路客運的專線，在秦皇島市的海港區(qū)有津山外繞線的湯河特大橋，該橋梁的

3、全長有4.073km，該橋于津山繞DK293+695.44DK293+762.24之間跨越秦東下行線，設(shè)計凈空為6.55m。橋梁主橋上部的結(jié)構(gòu)是由1-64m的雙線性混凝土鋼管的拱橋組成，當(dāng)中混凝土組成的局部的橋面寬度是14.8米，高度是2.2米。梁的全長為66.5m，計算跨度為64m，拱肋平面內(nèi)失高12.8m，拱肋橫斷面采用啞鈴型混凝土鋼管等截面，截面高度h=2.2m，鋼管直徑為0.9m，兩拱肋中心距11m。主梁全重3500噸，頂推重量3000噸。 三、工程特點及難點 1采用附近整體預(yù)制，簡化了施工工序，縮短了工期，減小了常規(guī)施工中存在的較大的平安隱患。 2整體頂推作業(yè)，進一步減小了對所跨線路

4、影響的時間和范圍。 3高位預(yù)制的頂推簡支系桿結(jié)構(gòu)的拱橋上跨，也就是具有秦東的下行線。鐵路和橋梁之間的交角較小，頂推的距離比擬長，頂推的重量比擬大，落梁的落差也很高，工藝比擬復(fù)雜、在技術(shù)含量方面也比擬高。 4箱梁頂?shù)倪^程當(dāng)中梁底的距離，也就是具有鐵路回流線的長度為0.87米，平安的壓力非常大。 四、施工總體安排 4.1施工總體方案 本橋主梁采用在順橋位外側(cè)預(yù)制，頂推就位的方法。主梁采用先梁后拱的施工方法，梁部采用滿布支架分段三個現(xiàn)澆段，由中間向兩端方向?qū)ΨQ施工。主梁施工完畢后在主梁上搭設(shè)支架，拼裝拱肋鋼管，安裝吊桿，初張拉后進行頂推就位，就位后合龍拱肋，完成拱肋拼裝并灌注拱肋混凝土， 最后調(diào)整吊

5、桿張拉力至設(shè)計值，完成主體結(jié)構(gòu)的施工落梁就位。 4.2 總體工藝流程 總體工藝流程圖見圖1，頂推之前的各局部施工工藝與普通無絞下承式拱橋施工相同在此不再贅述，本文重點總結(jié)帶拱頂頂推的施工工藝。 五、箱梁頂推工藝 5.1 臨時墩布置 本橋頂推施工所需支撐墩由天津方向秦皇島方向，依次為：34#組合墩1#臨時墩2#臨時墩35#墩3#臨時墩36#墩4#臨時墩37#墩5#臨時墩。 臨時支墩根底均為鉆孔灌注樁，臨時墩根底采用獨立式鋼筋混凝土矩形承臺。 1#、2#臨時墩為鋼筋混凝土墩;3#、4#、5#臨時墩為鋼管柱，單個臨時墩設(shè)置兩組4個鋼管柱。墩柱之間設(shè)橫縱向連接，將臨時墩柱連接為一整體。墩頂設(shè)高0.3米

6、高滑道。臨時墩柱采用場外預(yù)制，現(xiàn)場拼裝焊接完成。 34#、35#、36#、37#采用永久墩與鋼管柱組合墩結(jié)構(gòu)形式，其中34、35#組合墩個設(shè)置8個鋼管柱;36、37#組合墩個設(shè)置6根鋼管柱，永久墩和臨時墩之間一般使用直徑為300mm的圓管、40號的工字鋼連接起來并形成受力的整體。 5.2 滑道的布置 滑道一般是由下滑道、上滑道以及滑塊三局部組成。上滑道一般作為梁體的底板，在全部的組合墩以及臨時墩上面都布置著兩排的下滑道，下滑道一般的寬度在0.8米左右，長度約為2.0到4.5米。 一般來說，下滑道是由箱式結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在通過20mm和30mm厚的鋼板焊接形成的。臨時墩的墩頂和臨時墩的位置滑道之間通過

7、焊接固定起來;組合墩的上蓋梁和組合墩的位置滑道之間通過焊接固定起來。具體形式參看滑道示意圖見圖2 滑塊一般使用聚四氟乙烯板，尺寸為20×40×2cm，其抗壓強度不低于15Mpa?；瑝K在頂推過程中受力P=G/S=3000t/0.4× =407.6t/m2=4.706MPa。平安儲藏系數(shù)14/4.706=2.97?；瑝K下外表為四氟板，四氟板與下滑道上外表的不銹鋼板密貼，滑塊上外表為橡膠板，橡膠板與梁底密貼。 圖2 滑道示意圖 為減小四氟滑塊與下滑道間摩擦系數(shù)，在下滑道上鋪設(shè)3mm厚不銹鋼板，不銹鋼板外表的粗糙度一般在Ra12.5m左右，單幅的下滑道每一個斷面上都設(shè)置有

8、兩道，滑道縱向的兩頭一般比滑道長約20cm，并且要做的坡度為15%，這樣方便滑塊的喂入。 因為箱梁的混凝土一般都是直接的澆筑在滑塊上面，為了確保滑道板之間不會受到水、灰塵以及灰漿的污染，滑塊的頂部一般都要使用0.5mm厚的鐵皮嚴密覆蓋起來。在滑道鋼板的縱向兩側(cè)斜面為15%處應(yīng)該填上干硬沙，這樣方便拆模以后能夠順利的掏出，并且還要確保剛性的支撐比柔性的支撐側(cè)要低10到20mm，用來保證梁面底側(cè)的平順。 頂推的過程中一般都在滑塊的下外表均勻的涂抹上一層硅油，以減少四氟板與不銹鋼板間摩擦系數(shù)及滑塊的損壞。 5.3 導(dǎo)梁布置 在頂推的過程當(dāng)中，前端最大的懸臂為24.5m、后端最大的懸臂為16.2m，為

9、了保證梁體的內(nèi)力在允許的范圍之內(nèi)，在箱梁上設(shè)置后端、前端的鋼桁架結(jié)構(gòu)的導(dǎo)梁。導(dǎo)梁一般分為三個加工階段，即預(yù)埋段、前段和尾段，預(yù)埋段一般預(yù)埋入梁體的深度在1.5m，導(dǎo)梁的底面和箱梁的底面混凝土是齊平的。經(jīng)過設(shè)計的計算，在頂推的最大懸臂時，混凝土的梁撓以及導(dǎo)梁度在7cm左右，所以在導(dǎo)梁的前端1米左右的范圍內(nèi)設(shè)置10%的斜坡，這樣方便導(dǎo)梁能夠十分順利的滑動到滑道的上面。 前導(dǎo)梁長26米，前段長12.99米、尾段長度12.99米、預(yù)埋段長度1.495m，各段通過高強螺栓連接，高2.2米，寬0.8米，單個構(gòu)件最重11.5噸。 后導(dǎo)梁長18米，寬0.8米，預(yù)埋段長1.5米。 導(dǎo)梁在安裝之前一般都會使用碗口

10、式的腳手架搭來設(shè)置施工的平臺，在平臺的上面使用工字的鋼來橫向設(shè)置出5道支撐，在單個的導(dǎo)梁構(gòu)件的吊裝就位以后再進行臨時的固定，等導(dǎo)梁相鄰的局部的構(gòu)件吊裝就位以后在利用導(dǎo)梁連接件把兩構(gòu)件進行橫向的連接，用來防止導(dǎo)梁過高產(chǎn)生橫向的傾覆，當(dāng)橫向連接成整體以后在使用手動葫蘆開展橫向的移動，方法完成導(dǎo)梁的安裝。 5.4 橫向限位裝置的安裝 為了防止梁在頂推的過程中出現(xiàn)較大范圍的偏斜，在組合墩和臨時墩的上面安裝導(dǎo)向的裝置，以此來限制梁橫向的移動。橫向的限位裝置的組成局部是限位的千斤頂、限位的后背以及限位的滑塊。整個箱梁在頂推的過程當(dāng)中，因為專業(yè)的技術(shù)人員每時每刻觀察監(jiān)測梁體橫向偏移的情況，發(fā)現(xiàn)梁體的橫向偏移

11、的量一般在大于2cm的時候及時的通知糾偏的工作人員展開橫向的糾正。 箱梁橫向的糾偏工作一般都需要在梁頂推的過程之中展開。如果偏移量過大那么需要停止頂推進行糾偏，橫向偏移量在5cm以內(nèi)箱梁可以繼續(xù)頂推。 5.5 頂推根本的原理 頂推根本的原理是梁體的重量經(jīng)過滑塊作用于在支撐墩上面，在由墩身傳到承臺以及樁基上面。等到簡支系桿的拱施工拼裝完工以后，使用千斤頂?shù)淖Ю团c梁體相連的鋼絞線，來克服滑道板和滑塊之間的摩擦力從而到達梁體前向頂進的目的，具體形式參看頂推原理示意圖見圖3。 5.6 頂推動力系統(tǒng) 按主梁和導(dǎo)梁全部拼裝完進行頂推，頂推重量3000噸，經(jīng)計算頂推摩擦力H=K×G×f

12、+G×I =1.2×3000×0.08=288噸。 K為平安系數(shù)，一般取K=1.2; G為頂推簡支拱總重; f為滑道摩擦系數(shù)，一般f=0.08; I為頂推縱坡，I=0; 根據(jù)頂推摩擦力確定頂推用千斤頂、鋼絞線、頂推后背及箱梁后錨： 1、牽引動力系統(tǒng) 本工程選用QDCL2000連續(xù)頂推系統(tǒng)，全套系統(tǒng)包括：2臺QDCL2000連續(xù)頂推千斤頂、2臺4YBZ190頂推泵站、1臺QK-8主控臺及聯(lián)接系統(tǒng)的高壓油管、控制電纜、設(shè)備至電源的電源電纜。動力平安儲藏系數(shù)為：2×200/288=1.4。 2、牽引索及錨具 牽引索由兩束、每束15根強度等級為1860Mpa，7

13、5m鋼絞線組成。牽引索穿過QDCL2000型連續(xù)頂推千斤頂，另一端通過箱梁尾部預(yù)埋的后錨與箱梁連接。 鋼絞線采用GB5224-2003標準鋼絞線，公稱直徑15.2mm，公稱面積140mm2，牽抗拉強度為1860Mpa。其允許抗拉力F=2*15*1860*140*0.7=546.8t 其平安系數(shù)546.8/288=1.89。 錨具采用OVM15-15型。 鋼絞線安裝完畢后先人工手拉鋼絞線弧度根本一致，然后利用YDC240QX型千斤頂將鋼絞線在后錨處單根預(yù)緊，預(yù)緊力F=1860*140*0.7*0.1=1.82噸，預(yù)緊后使鋼絞線在頂推時受力均勻。 鋼絞線下料長度應(yīng)考慮主梁的牽引長度及臨時支架的長度

14、，同時考慮千斤頂工作長度、固定端工作長度和張拉端預(yù)留長度及鋼絞線跨線垂度等。 穿索前翻開QDCL2000頂中前后夾持器的夾片，鋼絞線逐根從頂?shù)奈膊肯蝽敳看┤耄摻g線的另一端對稱的穿入拉錨器的錐孔。鋼絞線束在拉錨器及QDCL2000頂端面外露長度不小于50cm。左右捻向的鋼絞線間隔排布，為便于穿索，可用引線桿導(dǎo)向。每臺千斤頂穿完鋼絞線后，松開QDCL2000頂前后夾持器壓緊夾持器及拉錨器的夾片。 3、后錨的設(shè)置 梁尾設(shè)有2個鋼制后錨，通過高強螺栓與預(yù)埋在梁體內(nèi)的鋼板連接。 4、反力墩 頂推反力點設(shè)置在35#組合墩上。反力座通過高強螺栓與蓋梁連接。 拉索最后牽引角度為10°23，經(jīng)檢算，

15、動力儲藏和牽引索拉力儲藏均符合要求。 5.7拱肋混凝土施工 鑒于鋼管混凝土系桿拱橋頂推過程中體系轉(zhuǎn)換多，梁體線形控制較為復(fù)雜，頂推過程中應(yīng)進行施工監(jiān)測和配合施工線形計算，在解除拱肋臨時固結(jié)后根據(jù)實際施工規(guī)律進行必要的調(diào)整，確保成橋線形、工后徐變上拱值符合設(shè)計要求永久固結(jié)拱肋。 鋼管拱助內(nèi)泵送混凝土的順序必須按圖紙進行，并嚴格控制混凝土的泵送管內(nèi)壓力，保證混凝土的連續(xù)泵送，中途不得停頓，并嚴防拱管漲裂，施工中采取措施保證混凝土的密度滿足要求。拱助內(nèi)灌注補償收縮混凝土，應(yīng)按補償收縮類選用，其配置可按?混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)標準?的規(guī)定采用外加劑來實現(xiàn)，施工前應(yīng)進行配比試驗，并提出書面報告，經(jīng)監(jiān)理、設(shè)

16、計單位確認后才能投入使用。待拱內(nèi)混凝土強度及彈模到達設(shè)計要求后按圖紙順序循環(huán)張拉系桿。 5.8 落梁 梁頂推就位后，用千斤頂將梁與滑道脫空，然后將滑道撤除。利用8臺800噸千斤頂在34#與35#噸之間交替下落，每次下落10厘米，直至落至設(shè)計標高，支座完全受力。35#墩落程170mm，34#墩落程430mm。測試并調(diào)整梁體線性到達設(shè)計和標準要求，錨固支座。 嚴格遵守千斤頂技術(shù)規(guī)那么，起重不超過起重能力，每次起梁高度不超過活塞高度的四分之三。操作時統(tǒng)一指揮，統(tǒng)一行動。在落梁過程中要使梁的脫空距離保持在1.5厘米內(nèi)，嚴禁橋梁兩端同時下落。通過控制油壓力來確保4臺千斤頂同時受力，且落梁速度一定要慢，并

17、要均勻下落。隨同千斤頂頂生、回縮和落梁墊塊的撤除進行隨時測量，確保簡支拱就位高程。 落梁工作需要點進行，方案分四次施工，每次要點時間3小時。 六、應(yīng)急預(yù)案 6.1 橫向偏差過大 為保證頂推箱梁準確就位，在頂推箱梁用臨時墩及永久墩兩側(cè)安裝橫向限位裝置，橫向限位裝置通過千斤頂完成箱梁糾偏，頂推過程中箱梁橫向偏差大于5cm時即進行糾偏。 頂推過程中，導(dǎo)梁到達34#組合墩、1#、2#臨時墩時，如果箱梁前段橫向偏差過大，可以利用手動葫蘆橫向拖拉導(dǎo)梁前段進行橫向糾偏。 箱梁落梁前采取可靠的橫向加固裝置，箱梁落梁就位前方可撤除橫向限位裝置。 6.2 縱向防溜 箱梁在頂推完成一個階段后，需用木楔子把箱梁與滑道

18、之間臨時固定以防箱梁發(fā)生縱向位移，在箱梁下一階段頂推前時木楔子會自動頂下來。 箱梁頂推就位后，待箱梁落梁就位成功前方可完全松開頂推用鋼絞線。 6.3 突然停電及設(shè)備保證 為防止動力線路出現(xiàn)故障造成突然停電，我部在頂推橋附近安裝了一臺120KW的柴油發(fā)電機和一臺90KW的移動柴油發(fā)電車，能為頂推橋施工提供充足的電力保障。 頂推過程中現(xiàn)場儲藏2臺千斤頂，1輛16t吊車，以備箱梁頂推時應(yīng)急使用。 6.4 大風(fēng)、暴雨等惡劣天氣 在頂推前要準備好雨具，棚布雨雪等防御設(shè)施，頂推機具安放在棚內(nèi)，安置位置要視線良好，以防頂推準備及施工期間突發(fā)雨雪等惡劣天氣。如果遇到6級以上大風(fēng)停止施工。 6.5 頂推時梁端上墩困難 梁端