頂推法施工的技術原理及方法

1、1、頂推法施工的技術原理及方法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后設設置預制制場，分分階段預預制梁體體，縱向向預應力力筋張拉拉后，通通過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鍵是是在一定定的頂推推動力作作用下，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。施施工實測測資料表表明，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)比動動摩擦系系數(shù)大些些。1.3頂推推施工方方法分類類1.3.11按頂推推動力裝裝置分（1）單單點頂推

2、推。頂推推動力裝裝置集中中設置在在靠近梁梁場的橋橋臺或橋橋墩上，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）背背墻的水水平千斤斤頂聯(lián)動動，能使使梁體以以垂直千千斤頂為為支承向向前移動動。另一種種單點頂頂推的方方式是水水平千斤斤頂通過過拉桿帶帶動梁體體前移，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，在在滑道前前后設置置垂直千千斤頂用用來起落落圖1單點頂頂推示意意梁體使使滑塊能能從前向向后移動動，這是是早期做做法。后后來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，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）多多點頂推推。由于于單點頂頂推存在在一個嚴嚴

3、重缺點點，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梁體體前移，必必須依靠靠輔助動動力才能能完成頂頂推。此此外，單單點頂推推施工中中，沒有有設置水水平千斤斤頂?shù)母吒叨?，尤尤其是柔柔性墩在在水平力力的作用用下會產(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。為了了克服單單點頂推推的這些些缺點，便產(chǎn)生了多點頂推法。多點頂推法的優(yōu)點是任何階段都能提供必須的頂推動力，在頂推過程中水平千斤頂對墩臺的水平推力同梁體作用在墩臺上的摩擦力相平衡，有利于柔性高墩的安全。但是必須保證多臺千斤頂同步工作，而且可以分級調(diào)壓，使作用在墩頂?shù)乃搅Σ怀^設計允許值。多點頂推

4、的動力裝置從廣北立交橋后，都采用穿心千斤頂、鋼絞線束、自動工具錨體系。1.3.22按支承承系統(tǒng)分分（1）臨臨時滑道道支承裝裝置頂推推施工。在在永久墩墩臺和臨臨時墩頂頂設置臨臨時滑道道裝置進進行頂推推，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。這是是一項復復雜的工工程，起起梁和落落梁必須須有設計計程序，確確保梁體體的安全全。永久久墩臺的的支承墊墊石頂面面標高必必須符合合設計要要求。我我國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。在條條件適當當?shù)臉蛄毫喉斖剖┦┕ぴO計計中，把把永久支支座做必必要的臨臨時處理理，使其其成為臨臨時滑道道

5、，當頂頂推結(jié)束束后，起起梁、拆拆除臨時時的滑道道，把梁梁體落在在永久支支座上。國國外的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循環(huán)，可以取消起梁、落梁的復雜工序，簡化施工。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置制制梁臺座座，分段段預制，逐逐段頂推推，直到到全橋就就位。對對于多聯(lián)聯(lián)的連續(xù)續(xù)橋梁，頂頂推時，必必須把兩兩聯(lián)之間間臨時連連接起來來，全橋橋就位后后，再取取掉臨時時連接。（2）雙雙向（相相對

6、）頂頂推。在在橋的兩兩端臺后后均設置置制梁臺臺座，同同時分段段預制梁梁體，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時，導梁梁的處理理問題。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)頂頂推到適適當位置置時，把把導梁移移至梁頂頂部，使使第二聯(lián)聯(lián)導梁在在第一聯(lián)聯(lián)梁體頂頂面滑移移。這種種方法需需要的設設備多，只只在橋梁梁較長，工工期很緊緊張的情情況下才才考慮采采用。1.3.44按動力力裝置的的類別分分（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、自動動工具錨錨、拉錨錨器體系系作

7、為頂頂推動力力裝置。為為了使多多臺千斤斤頂同步步運行，采采用主控控臺控制制各個泵泵站操縱縱千斤頂頂，即可可集中控控制，又又可分級級調(diào)壓，也也可以限限定差值值（各墩墩臺設計計允許的的水平推推力與施施加給各各墩臺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€個頂推步步距，當當水平千千斤頂回回程時，梁梁體便停停止前移移。對于于墩臺而而言，每每一個頂頂推步距距都將經(jīng)經(jīng)歷從靜靜摩擦到到動摩擦擦再到停停止的過過程，墩墩臺頂部部的位移移也隨之之從零最大較小零這樣樣周而復復始的變變化。同同時，每每當頂推推力克服服了靜摩摩擦力時時，梁體體便突然然前移，而而由于動動摩

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。它它對柔性性高墩的的安全存存在嚴重重威脅，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、自動動工具錨錨、拉錨錨器體系系實現(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)進進行，避避免了步步距式頂頂推時梁梁體的“爬爬行”現(xiàn)現(xiàn)象及對對墩臺的的反復沖沖擊，同同時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）預預制組拼拼，分段段頂推。在在墩（臺臺）后設設置制梁梁場、存存梁場、拼拼梁線，按按照設計計頂推單單元劃分分，將頂頂推單元元分成若若干個塊塊件預制制，在拼拼梁線上上組拼，張張拉預應應力形成成整體后后頂推的的施工方方法。當當臺后場場地條件件好，具具備運輸輸和就地地拼裝能能力，工工期要求求緊迫時時，設計計和施工工方案可可以考慮慮預制箱箱梁節(jié)段段、墩（臺臺）后拼拼裝、分分階段頂頂推的施施工方案案。逐段段預制，逐逐段頂推推。在墩墩（臺）后后設置制制梁平臺臺，將連連續(xù)梁分分成若干干個節(jié)段段，按照照設計頂頂推單元元劃分，每每一個頂頂推單元元為一個個預制的的基本節(jié)節(jié)段，依依次

10、在制制梁臺座座上制作作，在墩墩頂設置置頂推滑滑道、頂頂推千斤斤頂，通通過各千千斤頂出出力，牽牽引頂推推傳力拉拉索帶動動梁體在在滑道上上向前移移動，前前段梁頂頂出臺座座后，在在臺座上上接灌下下一梁段段，將梁梁逐漸向向?qū)Π俄旐斖啤?、頂推關關鍵技術術2.1制梁梁臺座和和節(jié)段的的制作制梁臺臺座為預預制箱梁梁節(jié)段和和頂推作作業(yè)的過過渡場地地。臺座座上一般般設有可可升降的的活動底底模架和和不動的的臺座滑滑道。與與制梁臺臺座相配配套的還還有預應應力鋼束束穿束平平臺、鋼鋼筋綁扎扎平臺、測測控平臺臺及必要要的吊裝裝設備。這這些設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，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)段段的預制制周期制制約全橋橋的施工工工期。頂頂推節(jié)段段長度一一般為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)段段長度均均相等。頂頂推施工工進入正正常后，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，這這個速度度是不慢慢的。我我國預制制周期的的記錄已已經(jīng)達到到7d。這這要求模模板設計計時，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進的裝備備化機械械化形式式，還必必須考慮慮蒸汽養(yǎng)養(yǎng)生條件件。（1）制制梁臺座座位置的的選擇制梁臺臺座位置置選擇的的原則主主要有以以下幾個個方面:首先，必必須保證證墩臺后后端梁體

12、體在頂推推過程中中的總體體穩(wěn)定和和抗傾覆覆安全，使使梁段在在預制場場地范圍圍內(nèi)逐步步頂推到到標準跨跨。制梁梁臺座的的位置應應盡量地地向前靠靠，充分分利用永永久墩、臺臺基礎和和墩身，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時，梁的的尾端出出現(xiàn)長懸懸臂;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，還應應考慮拼拼裝導梁梁的場地地。（2）制制梁臺座座的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式制梁臺臺座的主主要功能能是預制制梁體節(jié)節(jié)段時，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，不不需要頂頂起梁體體就可開開始頂推推。這就就要求制制梁臺座座必須設

13、設置滑道道、滑塊塊、具有有升降功功能的活活動底模模板;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。預制制臺座基基礎應根根據(jù)地質(zhì)質(zhì)、水文文條件，選選擇合理理的基礎礎方案，必要時時平臺基基礎宜采采用臨時時樁基礎礎，防止止在澆注注和頂推推梁體時時發(fā)生沉沉陷，影影響預制制梁段的的接長或或梁體的的頂推。預預制臺座座的構(gòu)造造布置可可分為兩兩部分:為箱箱梁預制制臺座，即在基礎上設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，直接支撐預制模板，只承受垂直壓力，頂推前降下模板，脫離梁體；為預制臺座內(nèi)內(nèi)滑道支支撐墩或或整體滑滑道梁，在在基礎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、上上設滑道道，梁體體脫模后后，承受受梁體重重力和頂頂推時的的水平力力。預制制臺座一一般采用用剛性設設計，臺臺座結(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、強強度滿足足頂推施施工的技技術要求求，表面面平整、標標高準確確，不得得發(fā)生沉沉降。2.2臨時時墩由于支支點負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預應力鋼鋼束強度度有限的的情況下下，當跨跨度增加加到一定定限度時時，預應應力鋼束束就沒法法布置了了，所以以PC梁采采用頂推推法施工工有個“適適用跨度度”的問問題。提提高適用用跨度的的途徑之之一是設設置臨時時墩。在在連續(xù)梁梁的跨度度大于頂頂推跨度度時，宜宜設置中中間

15、臨時時墩，在在不設臨臨時墩時時，為滿滿足安裝裝鋼導梁梁和連續(xù)續(xù)梁前期期頂推抗抗傾覆的的要求，在在制梁臺臺座前和和連續(xù)梁梁第一跨跨內(nèi)設臨臨時墩，作作為頂推推施工的的過渡段段，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臺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。臨臨時墩應應能承受受頂推時時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，便便于拆裝裝。為提提高臨時時墩的穩(wěn)穩(wěn)定性，防防止臨時時墩在箱箱梁頂推推過程中中產(chǎn)生較較大的水水平位移移，保證證頂推安安全，將將臨時支支墩與相相鄰的主主橋墩和和制梁臺

16、臺座進行行撐拉連連接，用用水平或或斜拉鋼鋼絞線束束臨時加加固2.3導梁梁導梁設設置在主主梁前端端，可為為等截面面或變截截面鋼板板梁，導導梁結(jié)構(gòu)構(gòu)必須通通過設計計計算，從從受力狀狀態(tài)分析析，導梁梁的控制制內(nèi)力是是導梁與與箱梁連連接的最最大正、負負彎矩和和下翼緣緣的最大大支點反反力。國國內(nèi)外的的施工經(jīng)經(jīng)驗表明明:導梁長長度一般般為頂推推跨徑的的0.660.77倍，較較長的導導梁可以以減小主主梁的負負彎矩，但但過長的的導梁也也會導致致導梁與與箱梁連連接處負負彎矩和和支反力力的相應應增加，合合理的導導梁長度度應是主主梁最大大懸臂負負彎矩與與使用狀狀態(tài)支點點負彎矩矩基本接接近。導導梁的剛剛度宜選選主梁剛

17、剛度的11519，它它對主梁梁內(nèi)力的的影響遠遠較其長長度對主主梁內(nèi)力力的影響響為小。導導梁的剛剛度在滿滿足穩(wěn)定定和強度度的條件件下，選選用較小小的剛度度及變剛剛度的導導梁，將將在頂推推時減小小最大懸懸臂狀態(tài)態(tài)的負彎彎矩，使使負彎矩矩的2個峰值值比較接接近。此此外，在在設計中中要考慮慮動力系系數(shù)，使使結(jié)構(gòu)有有足夠的的安全儲儲備。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導梁。2.4滑動動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，而而且標高高容易控控制，拆拆

18、除也非非常方便便。近幾幾年，臺臺座滑道道采用了了一種連連續(xù)梁式式的整體體滑道，它它是通過過在滑道道梁上鋪鋪設滑道道板形成成的。整整體滑道道構(gòu)造為為:活動底底模板+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，即即施工時時上、下下部臨時時固定，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墊塊塊，上面面蓋一塊塊厚400mm鋼鋼板做蓋蓋板，再再設置滑滑道。箱箱梁頂推推到位后后，將梁梁頂起，拆拆開蓋板板及滑道道，解除除支座上上臨時約約束，恢恢復支座座設計功功能，完完成落梁梁工序。2.5頂推推動力裝裝置頂推動動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（自動動工具錨錨、拉錨錨器）組組成，頂頂推動力力一般使使用水平平千斤頂頂或自動動連續(xù)千千斤頂及及其配套套的普通通高壓油油泵或?qū)Ｓ玫囊阂簤赫咀髯鳛閯恿αρb置，拉拉桿體系系最早使使用精軋軋螺紋鋼鋼，19988