頂推法施工的技術(shù)原理及方法

1、1、頂推法施工的技術(shù)原理及方法1.1頂推法施工原理施工原原理是沿沿橋縱軸軸方向的的臺(tái)后設(shè)設(shè)置預(yù)制制場(chǎng)，分分階段預(yù)預(yù)制梁體體，縱向向預(yù)應(yīng)力力筋張拉拉后，通通過(guò)水平平千斤頂頂施力，借借助滑道道、滑塊塊，將梁梁逐段向向前頂推推，就位位后落梁梁，更換換正式支支座。1.2頂推推施工方方法施工的的關(guān)鍵是是在一定定的頂推推動(dòng)力作作用下，梁梁體能在在滑道裝裝置上以以較小的的摩擦系系數(shù)向前前移動(dòng)。施施工實(shí)測(cè)測(cè)資料表表明，聚聚四氟乙乙烯板和和不銹鋼鋼板之間間的摩擦擦系數(shù)一一般為00.0440.006，靜靜摩擦系系數(shù)比動(dòng)動(dòng)摩擦系系數(shù)大些些。1.3頂推推施工方方法分類(lèi)類(lèi)1.3.11按頂推推動(dòng)力裝裝置分（1）單單點(diǎn)頂推

2、推。頂推推動(dòng)力裝裝置集中中設(shè)置在在靠近梁梁場(chǎng)的橋橋臺(tái)或橋橋墩上，支支承在縱縱向滑道道上的垂垂直千斤斤頂和支支承在墩墩（臺(tái)）背背墻的水水平千斤斤頂聯(lián)動(dòng)動(dòng)，能使使梁體以以垂直千千斤頂為為支承向向前移動(dòng)動(dòng)。另一種種單點(diǎn)頂頂推的方方式是水水平千斤斤頂通過(guò)過(guò)拉桿帶帶動(dòng)梁體體前移，滑滑道為固固定的不不銹鋼板板，滑塊塊在滑道道上支承承梁體，在在滑道前前后設(shè)置置垂直千千斤頂用用來(lái)起落落圖1單點(diǎn)頂頂推示意意梁體使使滑塊能能從前向向后移動(dòng)動(dòng)，這是是早期做做法。后后來(lái)把滑滑道前后后作為斜斜坡，滑滑塊可以以手工續(xù)續(xù)進(jìn)，就就不必用用垂直千千斤頂頂頂起梁體體后移滑滑塊了。（2）多多點(diǎn)頂推推。由于于單點(diǎn)頂頂推存在在一個(gè)嚴(yán)嚴(yán)

3、重缺點(diǎn)點(diǎn)，就是是在頂推推前期和和后期，垂垂直千斤斤頂頂部部同梁體體之間的的摩擦力力不能帶帶動(dòng)梁體體前移，必必須依靠靠輔助動(dòng)動(dòng)力才能能完成頂頂推。此此外，單單點(diǎn)頂推推施工中中，沒(méi)有有設(shè)置水水平千斤斤頂?shù)母吒叨?，尤尤其是柔柔性墩在在水平力力的作用用下?huì)產(chǎn)產(chǎn)生較大大的墩頂頂位移，甚甚至威脅脅到結(jié)構(gòu)構(gòu)的安全全。為了了克服單單點(diǎn)頂推推的這些些缺點(diǎn)，便產(chǎn)生了多點(diǎn)頂推法。多點(diǎn)頂推法的優(yōu)點(diǎn)是任何階段都能提供必須的頂推動(dòng)力，在頂推過(guò)程中水平千斤頂對(duì)墩臺(tái)的水平推力同梁體作用在墩臺(tái)上的摩擦力相平衡，有利于柔性高墩的安全。但是必須保證多臺(tái)千斤頂同步工作，而且可以分級(jí)調(diào)壓，使作用在墩頂?shù)乃搅Σ怀^(guò)設(shè)計(jì)允許值。多點(diǎn)頂推

4、的動(dòng)力裝置從廣北立交橋后，都采用穿心千斤頂、鋼絞線束、自動(dòng)工具錨體系。1.3.22按支承承系統(tǒng)分分（1）臨臨時(shí)滑道道支承裝裝置頂推推施工。在在永久墩墩臺(tái)和臨臨時(shí)墩頂頂設(shè)置臨臨時(shí)滑道道裝置進(jìn)進(jìn)行頂推推，待梁梁體就位位后起梁梁、取掉掉滑道、更更換支座座、落梁梁。這是是一項(xiàng)復(fù)復(fù)雜的工工程，起起梁和落落梁必須須有設(shè)計(jì)計(jì)程序，確確保梁體體的安全全。永久久墩臺(tái)的的支承墊墊石頂面面標(biāo)高必必須符合合設(shè)計(jì)要要求。我我國(guó)大部部分頂推推施工的的橋梁都都是采用用這種方方法。（2）永永久支承承兼用滑滑道的頂頂推施工工。在條條件適當(dāng)當(dāng)?shù)臉蛄毫喉斖剖┦┕ぴO(shè)計(jì)計(jì)中，把把永久支支座做必必要的臨臨時(shí)處理理，使其其成為臨臨時(shí)滑道道

5、，當(dāng)頂頂推結(jié)束束后，起起梁、拆拆除臨時(shí)時(shí)的滑道道，把梁梁體落在在永久支支座上。國(guó)國(guó)外的RRS施工工法，由由于采用用很薄的的不銹鋼鋼帶（00.6mmm）和和橡膠（3mm）組成的連續(xù)滑板，就象放映電影膠片一樣自動(dòng)循環(huán)，可以取消起梁、落梁的復(fù)雜工序，簡(jiǎn)化施工。例如日本的秩父跨（29.3m+50m+29.3mPC連續(xù)梁）就是這樣施工的。1.3.33按頂推推方向分分（1）單單向頂推推。單向向頂推即即只在橋橋的一端端設(shè)置制制梁臺(tái)座座，分段段預(yù)制，逐逐段頂推推，直到到全橋就就位。對(duì)對(duì)于多聯(lián)聯(lián)的連續(xù)續(xù)橋梁，頂頂推時(shí)，必必須把兩兩聯(lián)之間間臨時(shí)連連接起來(lái)來(lái)，全橋橋就位后后，再取取掉臨時(shí)時(shí)連接。（2）雙雙向（相相對(duì)

6、）頂頂推。在在橋的兩兩端臺(tái)后后均設(shè)置置制梁臺(tái)臺(tái)座，同同時(shí)分段段預(yù)制梁梁體，逐逐段頂推推。這種種頂推方方式，必必須解決決兩聯(lián)梁梁體即將將到位時(shí)時(shí)，導(dǎo)梁梁的處理理問(wèn)題。通通常的解解決方式式是第一一聯(lián)首先先按常規(guī)規(guī)方法就就位，第第二聯(lián)頂頂推到適適當(dāng)位置置時(shí)，把把導(dǎo)梁移移至梁頂頂部，使使第二聯(lián)聯(lián)導(dǎo)梁在在第一聯(lián)聯(lián)梁體頂頂面滑移移。這種種方法需需要的設(shè)設(shè)備多，只只在橋梁梁較長(zhǎng)，工工期很緊緊張的情情況下才才考慮采采用。1.3.44按動(dòng)力力裝置的的類(lèi)別分分（1）步步距式頂頂推。自自從19990年年廣北立立交橋建建成以后后，大部部分頂推推橋梁均均采用穿穿心千斤斤頂、鋼鋼絞線束束、自動(dòng)動(dòng)工具錨錨、拉錨錨器體系系作

7、為頂頂推動(dòng)力力裝置。為為了使多多臺(tái)千斤斤頂同步步運(yùn)行，采采用主控控臺(tái)控制制各個(gè)泵泵站操縱縱千斤頂頂，即可可集中控控制，又又可分級(jí)級(jí)調(diào)壓，也也可以限限定差值值（各墩墩臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)允許的的水平推推力與施施加給各各墩臺(tái)的的不平衡衡推力之之差）。但但是，由由于步距距式頂推推是以水水平千斤斤頂?shù)墓すぷ餍谐坛虨橐粋€(gè)個(gè)頂推步步距，當(dāng)當(dāng)水平千千斤頂回回程時(shí)，梁梁體便停停止前移移。對(duì)于于墩臺(tái)而而言，每每一個(gè)頂頂推步距距都將經(jīng)經(jīng)歷從靜靜摩擦到到動(dòng)摩擦擦再到停停止的過(guò)過(guò)程，墩墩臺(tái)頂部部的位移移也隨之之從零最大較小零這樣樣周而復(fù)復(fù)始的變變化。同同時(shí)，每每當(dāng)頂推推力克服服了靜摩摩擦力時(shí)時(shí)，梁體體便突然然前移，而而由于動(dòng)動(dòng)摩

8、擦力力比靜摩摩擦力小小，水平平千斤頂頂?shù)挠蛪簤弘S之下下降，梁梁體前移移速度也也隨之減減慢，這這就是梁梁體爬行行現(xiàn)象。它它對(duì)柔性性高墩的的安全存存在嚴(yán)重重威脅，因因此，出出現(xiàn)了連連續(xù)頂推推新工藝藝。（2）連連續(xù)頂推推。自從從長(zhǎng)沙湘湘江北大大橋西延延鐵路劉劉家溝大大橋采用用串聯(lián)穿穿心千斤斤頂、鋼鋼絞線束束、自動(dòng)動(dòng)工具錨錨、拉錨錨器體系系實(shí)現(xiàn)了了連續(xù)頂頂推以后后，許多多橋梁頂頂推施工工都采用用了這一一新工藝藝。它通通過(guò)連續(xù)續(xù)千斤頂頂?shù)倪B續(xù)續(xù)工作，使使一段梁梁體的頂頂推作業(yè)業(yè)連續(xù)進(jìn)進(jìn)行，避避免了步步距式頂頂推時(shí)梁梁體的“爬爬行”現(xiàn)現(xiàn)象及對(duì)對(duì)墩臺(tái)的的反復(fù)沖沖擊，同同時(shí)也提提高了頂頂推效率率。1.3.55

9、按箱梁梁節(jié)段的的成型方方式分（1）預(yù)預(yù)制組拼拼，分段段頂推。在在墩（臺(tái)臺(tái)）后設(shè)設(shè)置制梁梁場(chǎng)、存存梁場(chǎng)、拼拼梁線，按按照設(shè)計(jì)計(jì)頂推單單元?jiǎng)澐址?，將頂頂推單元元分成若若干個(gè)塊塊件預(yù)制制，在拼拼梁線上上組拼，張張拉預(yù)應(yīng)應(yīng)力形成成整體后后頂推的的施工方方法。當(dāng)當(dāng)臺(tái)后場(chǎng)場(chǎng)地條件件好，具具備運(yùn)輸輸和就地地拼裝能能力，工工期要求求緊迫時(shí)時(shí)，設(shè)計(jì)計(jì)和施工工方案可可以考慮慮預(yù)制箱箱梁節(jié)段段、墩（臺(tái)臺(tái)）后拼拼裝、分分階段頂頂推的施施工方案案。逐段段預(yù)制，逐逐段頂推推。在墩墩（臺(tái)）后后設(shè)置制制梁平臺(tái)臺(tái)，將連連續(xù)梁分分成若干干個(gè)節(jié)段段，按照照設(shè)計(jì)頂頂推單元元?jiǎng)澐?，每每一個(gè)頂頂推單元元為一個(gè)個(gè)預(yù)制的的基本節(jié)節(jié)段，依依次

10、在制制梁臺(tái)座座上制作作，在墩墩頂設(shè)置置頂推滑滑道、頂頂推千斤斤頂，通通過(guò)各千千斤頂出出力，牽牽引頂推推傳力拉拉索帶動(dòng)動(dòng)梁體在在滑道上上向前移移動(dòng)，前前段梁頂頂出臺(tái)座座后，在在臺(tái)座上上接灌下下一梁段段，將梁梁逐漸向向?qū)Π俄旐斖啤?、頂推關(guān)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)2.1制梁梁臺(tái)座和和節(jié)段的的制作制梁臺(tái)臺(tái)座為預(yù)預(yù)制箱梁梁節(jié)段和和頂推作作業(yè)的過(guò)過(guò)渡場(chǎng)地地。臺(tái)座座上一般般設(shè)有可可升降的的活動(dòng)底底模架和和不動(dòng)的的臺(tái)座滑滑道。與與制梁臺(tái)臺(tái)座相配配套的還還有預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼束束穿束平平臺(tái)、鋼鋼筋綁扎扎平臺(tái)、測(cè)測(cè)控平臺(tái)臺(tái)及必要要的吊裝裝設(shè)備。這這些設(shè)施施使梁段段制作具具有明顯顯的工廠廠化生產(chǎn)產(chǎn)特點(diǎn)，從從而有效效地保證證了箱梁梁的施

11、工工質(zhì)量。梁梁體節(jié)段段的預(yù)制制周期制制約全橋橋的施工工工期。頂頂推節(jié)段段長(zhǎng)度一一般為11024mm，又以以1620mm居多。每每聯(lián)箱梁梁除首尾尾兩節(jié)外外，中間間各節(jié)段段長(zhǎng)度均均相等。頂頂推施工工進(jìn)入正正常后，節(jié)節(jié)段作業(yè)業(yè)循環(huán)周周期一般般在715dd。由于于節(jié)段較較長(zhǎng)，這這個(gè)速度度是不慢慢的。我我國(guó)預(yù)制制周期的的記錄已已經(jīng)達(dá)到到7d。這這要求模模板設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)，外外模必須須是大塊塊整體式式，內(nèi)模模是可以以整體拖拖出并整整體推進(jìn)進(jìn)的裝備備化機(jī)械械化形式式，還必必須考慮慮蒸汽養(yǎng)養(yǎng)生條件件。（1）制制梁臺(tái)座座位置的的選擇制梁臺(tái)臺(tái)座位置置選擇的的原則主主要有以以下幾個(gè)個(gè)方面:首先，必必須保證證墩臺(tái)后后端梁體

12、體在頂推推過(guò)程中中的總體體穩(wěn)定和和抗傾覆覆安全，使使梁段在在預(yù)制場(chǎng)場(chǎng)地范圍圍內(nèi)逐步步頂推到到標(biāo)準(zhǔn)跨跨。制梁梁臺(tái)座的的位置應(yīng)應(yīng)盡量地地向前靠靠，充分分利用永永久墩、臺(tái)臺(tái)基礎(chǔ)和和墩身，少少占引橋橋或引道道位置，減減小頂推推工作量量，避免免頂推到到最后時(shí)時(shí)，梁的的尾端出出現(xiàn)長(zhǎng)懸懸臂;其次除除必須使使頂推梁梁體尾端端的轉(zhuǎn)角角為零，以以保證梁梁體線形形一致外外，還應(yīng)應(yīng)考慮拼拼裝導(dǎo)梁梁的場(chǎng)地地。（2）制制梁臺(tái)座座的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式制梁臺(tái)臺(tái)座的主主要功能能是預(yù)制制梁體節(jié)節(jié)段時(shí)，能能保證梁梁體線形形與已經(jīng)經(jīng)頂推出出去的梁梁體完全全一致;而在頂頂推時(shí)，不不需要頂頂起梁體體就可開(kāi)開(kāi)始頂推推。這就就要求制制梁臺(tái)座座必須設(shè)

13、設(shè)置滑道道、滑塊塊、具有有升降功功能的活活動(dòng)底模模板;具有側(cè)側(cè)模板、端端模板立立模與柝柝卸的靈靈活裝置置。預(yù)制制臺(tái)座基基礎(chǔ)應(yīng)根根據(jù)地質(zhì)質(zhì)、水文文條件，選選擇合理理的基礎(chǔ)礎(chǔ)方案，必要時(shí)時(shí)平臺(tái)基基礎(chǔ)宜采采用臨時(shí)時(shí)樁基礎(chǔ)礎(chǔ)，防止止在澆注注和頂推推梁體時(shí)時(shí)發(fā)生沉沉陷，影影響預(yù)制制梁段的的接長(zhǎng)或或梁體的的頂推。預(yù)預(yù)制臺(tái)座座的構(gòu)造造布置可可分為兩兩部分:為箱箱梁預(yù)制制臺(tái)座，即在基礎(chǔ)上設(shè)置鋼筋混凝土立柱或者鋼管立柱，立柱頂面用型鋼聯(lián)成整體，直接支撐預(yù)制模板，只承受垂直壓力，頂推前降下模板，脫離梁體；為預(yù)制臺(tái)座內(nèi)內(nèi)滑道支支撐墩或或整體滑滑道梁，在在基礎(chǔ)上上立鋼管管或鋼筋筋混凝土土墩身，縱縱向聯(lián)成成了整體體，頂

14、上上設(shè)滑道道，梁體體脫模后后，承受受梁體重重力和頂頂推時(shí)的的水平力力。預(yù)制制臺(tái)座一一般采用用剛性設(shè)設(shè)計(jì)，臺(tái)臺(tái)座結(jié)構(gòu)構(gòu)形式宜宜采用梁梁柱式結(jié)結(jié)構(gòu)或整整體框架架結(jié)構(gòu)，剛剛度、強(qiáng)強(qiáng)度滿足足頂推施施工的技技術(shù)要求求，表面面平整、標(biāo)標(biāo)高準(zhǔn)確確，不得得發(fā)生沉沉降。2.2臨時(shí)時(shí)墩由于支支點(diǎn)負(fù)彎彎矩的增增加與跨跨度的平平方成正正比，在在箱梁截截面和預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼鋼束強(qiáng)度度有限的的情況下下，當(dāng)跨跨度增加加到一定定限度時(shí)時(shí)，預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼束束就沒(méi)法法布置了了，所以以PC梁采采用頂推推法施工工有個(gè)“適適用跨度度”的問(wèn)問(wèn)題。提提高適用用跨度的的途徑之之一是設(shè)設(shè)置臨時(shí)時(shí)墩。在在連續(xù)梁梁的跨度度大于頂頂推跨度度時(shí)，宜宜設(shè)置中中間

15、臨時(shí)時(shí)墩，在在不設(shè)臨臨時(shí)墩時(shí)時(shí)，為滿滿足安裝裝鋼導(dǎo)梁梁和連續(xù)續(xù)梁前期期頂推抗抗傾覆的的要求，在在制梁臺(tái)臺(tái)座前和和連續(xù)梁梁第一跨跨內(nèi)設(shè)臨臨時(shí)墩，作作為頂推推施工的的過(guò)渡段段，保證證梁體線線形與已已經(jīng)頂推推出去的的梁體完完全一致致，避免免大梁從從制梁臺(tái)臺(tái)座上頂頂推出去去以后，與與接灌的的下一梁梁段出現(xiàn)現(xiàn)大的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角。臨臨時(shí)墩應(yīng)應(yīng)能承受受頂推時(shí)時(shí)的最大大豎向荷荷載和最最大水平平摩阻力力引發(fā)的的變形。在在此原則則前提下下，盡可可能降低低造價(jià)，便便于拆裝裝。為提提高臨時(shí)時(shí)墩的穩(wěn)穩(wěn)定性，防防止臨時(shí)時(shí)墩在箱箱梁頂推推過(guò)程中中產(chǎn)生較較大的水水平位移移，保證證頂推安安全，將將臨時(shí)支支墩與相相鄰的主主橋墩和和制梁臺(tái)

16、臺(tái)座進(jìn)行行撐拉連連接，用用水平或或斜拉鋼鋼絞線束束臨時(shí)加加固2.3導(dǎo)梁梁導(dǎo)梁設(shè)設(shè)置在主主梁前端端，可為為等截面面或變截截面鋼板板梁，導(dǎo)導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)構(gòu)必須通通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算，從從受力狀狀態(tài)分析析，導(dǎo)梁梁的控制制內(nèi)力是是導(dǎo)梁與與箱梁連連接的最最大正、負(fù)負(fù)彎矩和和下翼緣緣的最大大支點(diǎn)反反力。國(guó)國(guó)內(nèi)外的的施工經(jīng)經(jīng)驗(yàn)表明明:導(dǎo)梁長(zhǎng)長(zhǎng)度一般般為頂推推跨徑的的0.660.77倍，較較長(zhǎng)的導(dǎo)導(dǎo)梁可以以減小主主梁的負(fù)負(fù)彎矩，但但過(guò)長(zhǎng)的的導(dǎo)梁也也會(huì)導(dǎo)致致導(dǎo)梁與與箱梁連連接處負(fù)負(fù)彎矩和和支反力力的相應(yīng)應(yīng)增加，合合理的導(dǎo)導(dǎo)梁長(zhǎng)度度應(yīng)是主主梁最大大懸臂負(fù)負(fù)彎矩與與使用狀狀態(tài)支點(diǎn)點(diǎn)負(fù)彎矩矩基本接接近。導(dǎo)導(dǎo)梁的剛剛度宜選選主梁剛

17、剛度的11519，它它對(duì)主梁梁內(nèi)力的的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)較其長(zhǎng)長(zhǎng)度對(duì)主主梁內(nèi)力力的影響響為小。導(dǎo)導(dǎo)梁的剛剛度在滿滿足穩(wěn)定定和強(qiáng)度度的條件件下，選選用較小小的剛度度及變剛剛度的導(dǎo)導(dǎo)梁，將將在頂推推時(shí)減小小最大懸懸臂狀態(tài)態(tài)的負(fù)彎彎矩，使使負(fù)彎矩矩的2個(gè)峰值值比較接接近。此此外，在在設(shè)計(jì)中中要考慮慮動(dòng)力系系數(shù)，使使結(jié)構(gòu)有有足夠的的安全儲(chǔ)儲(chǔ)備。為為減輕自自重最好好采用從從根部至至前端為為變剛度度的或分分段變剛剛度的導(dǎo)導(dǎo)梁。2.4滑動(dòng)動(dòng)裝置墩墩頂滑道一一般采用用單滑道道板形式式，滑道道板為一一塊整鋼鋼板，置置于滑道道墊塊鋼鋼架之上上，該種種形式的的滑道，能能很好的的承受各各向作用用力，而而且標(biāo)高高容易控控制，拆拆

18、除也非非常方便便。近幾幾年，臺(tái)臺(tái)座滑道道采用了了一種連連續(xù)梁式式的整體體滑道，它它是通過(guò)過(guò)在滑道道梁上鋪鋪設(shè)滑道道板形成成的。整整體滑道道構(gòu)造為為:活動(dòng)底底模板+滑塊+滑道板板+滑道梁梁+重軌支支座。如如在支座座上設(shè)置置滑道頂頂推，其其永久支支座需在在廠家做做特殊處處理，即即施工時(shí)時(shí)上、下下部臨時(shí)時(shí)固定，以以承受頂頂推的水水平摩阻阻力。再再在永久久支座縱縱向兩邊邊設(shè)墊塊塊，上面面蓋一塊塊厚400mm鋼鋼板做蓋蓋板，再再設(shè)置滑滑道。箱箱梁頂推推到位后后，將梁梁頂起，拆拆開(kāi)蓋板板及滑道道，解除除支座上上臨時(shí)約約束，恢恢復(fù)支座座設(shè)計(jì)功功能，完完成落梁梁工序。2.5頂推推動(dòng)力裝裝置頂推動(dòng)動(dòng)力裝置置由千斤斤頂、高高壓油泵泵、拉桿桿（束）、頂頂推錨具具（自動(dòng)動(dòng)工具錨錨、拉錨錨器）組組成，頂頂推動(dòng)力力一般使使用水平平千斤頂頂或自動(dòng)動(dòng)連續(xù)千千斤頂及及其配套套的普通通高壓油油泵或?qū)?zhuān)用的液液壓站作作為動(dòng)力力裝置，拉拉桿體系系最早使使用精軋軋螺紋鋼鋼，19988