懸臂20m跨鐵路鋼箱梁頂推工法

^臂20米跨鐵路鋼箱梁頂推架設(shè)工法一、 前曰隨著我國橋梁建設(shè)的發(fā)展，中等跨度箱梁的頂推架設(shè)法已成為橋梁建設(shè)的一個重要發(fā)展方向。我局承擔的天津開發(fā)區(qū)泰達大街京山橋，由于主橋跨越京山鐵路線，鋼箱梁架設(shè)采用頂推法進行架設(shè)施工。頂推是將鋼箱梁在橋跨的一側(cè)沿橋縱軸線方向逐段拼裝，梁下及墩頂布設(shè)滑道和滑移裝置，用千斤頂頂推鋼箱梁，沿縱向滑移至預定橋孔，然后拆除輔助設(shè)施構(gòu)件，移正鋼梁，降落就位。這是一種新的行之有效的鋼箱梁架設(shè)方式。二、 工法特點1、 不需要大型機械設(shè)備，利用門式排架及其配套裝置解決梁片的吊運、平移；利用簡單提升設(shè)備及配套機具解決鋼箱梁提升和拼裝，經(jīng)濟合理。2、 采用普通工字鋼與聚四氟乙烯滑塊組成滑道，減小摩擦阻力，省力、省料，頂進速度快，平均達0.5m/min。3、 頂推設(shè)備自動化程度高，循環(huán)周期短，施工進度快，梁體在頂推過程中運行平穩(wěn)、安全可靠。4、 梁段運輸與拼裝架設(shè)平行作業(yè)，按流水作業(yè)安排工藝流程，既保證施工質(zhì)量，又便于施工管理和合理安排機具人力。5、 操作簡便，便于掌握，一般工人經(jīng)過短時間培訓即可達到熟練程度。6、 不受橋址地形條件及坡高的限制，不影響橋下交通。三、 適用范圍1、 適應于公路、鐵路中等跨度的等高度鋼箱梁。2、 適應于有水橋、跨谷橋、跨線橋及城市立交橋。當要求施工不影響橋下通航和交通時，本工法更能顯出其優(yōu)越性。3、 適應于工期緊張、用現(xiàn)有架梁設(shè)備很難完成的橋梁架設(shè)。四、 工藝原理利用鋼箱梁的可拼裝性，在橋一端的拼裝平臺將鋼梁進行逐段拼裝；在鋼梁拼裝完成后，利用設(shè)置在墩頂上的水平千斤頂及其自動牽引裝置牽引頂推傳力索，通過主控臺的集中控制，將整體頂推到位，再起梁，拆除滑道，安裝支座，落梁，調(diào)整支座反力，完成鋼箱梁頂推施工。五、 主要設(shè)備1、主要機械設(shè)備。主要機械設(shè)備表序號設(shè)備名稱單位數(shù)量1ZLD150自動連續(xù)千斤頂臺22100t龍門吊臺13油泵臺24電動卷揚機臺25對講機臺102、主要材料主要材料表序號名稱單位數(shù)量說明1貝雷梁根2每根長70m2u600mm鋼管根8每根長4m3滑道根2每根長70m4聚氟乙烯滑塊塊4490X90cm5鋼鉸線M4906黃油Kg10六、施工準備1、平整場地，設(shè)置鋼梁拼裝平臺，鋪設(shè)龍門吊走行線，組裝龍門吊。2、架設(shè)門式排架和移梁裝置，安裝吊運設(shè)備。3、 設(shè)置拼梁平臺，安裝連續(xù)滑道和頂推設(shè)備。4、 設(shè)置臨時支墩，搭設(shè)鋼梁拼裝平臺，制作、吊裝、連接支承梁就位。5、 在墩頂設(shè)置滑道、滑塊、糾偏裝置。6、 安裝頂推設(shè)備：頂推設(shè)備油缸的同步事先調(diào)好，頂推油缸的一端連接在鋼梁下尾端的拉錨器下，另一端連在錨固器上，然后加注液壓油，連接管路和接通電源，試運轉(zhuǎn)正常后待用。七、施工工藝1、工藝流程糾偏r施工準備搭設(shè)頂推平臺龍門吊安裝鋪設(shè)滑道卜安裝滑塊鋼梁拼裝安裝頂推設(shè)備——i——試頂推懸臂頂推鋼梁就位起落梁安裝支座2、臨時支墩、滑道支承梁沿橋的縱向設(shè)置臨時支墩，每個臨時支墩采用4個600mm鋼管組成，做為頂推滑道的支撐系統(tǒng)，臨時支墩設(shè)置鋼箱梁腹板下。臨時支墩上設(shè)滑道支承梁，滑道支承梁采用雙層貝雷梁。墩間空間布置碗扣式腳手架，上鋪木板做施工平臺。為提高臨時支墩的穩(wěn)定性，防止臨時支墩在箱梁頂推過程中產(chǎn)生較大的水平位移，將臨時支墩與相鄰的主橋墩進行撐拉連接，使水平方向加固。計算：⑴、臨時支墩穩(wěn)定性計算(4根①600鋼管，壁厚14mm)N=1450KN則每根柱受力363KN則Ix=[nD4(1-a2)]/64 a=d/D=614/630A=[nD2(1-a2)]/4i=(Ix/A)1/2=219.93mm取柱高為8米，L=8000mm入=L/i=36.4查表得：W=0.949a=N/(w-A)=363000/14791.329=24.6N/mm2<[o]=215N/mm2符合要求4X0600臨時墩基礎(chǔ)(3.6mX3.6mX0.6m)計算：4X0600墩自重：每個G1=4.9t承臺自重:G2=3.6mX3.6mX0.6mX2.5=19.4t貝雷梁和滑道自重：G3=12.5mX(1.1+0.6)=21.3t鋼梁重:G4=12.5X16/2=100t總重量：G=G1+G2+G3+G4=4.9+19.4+21.3+100=145.6t承臺面積：S=3.6mX3.6m=12.96m2所需地基承載力：

G/S=145.6t/12.96m2=11.2t/m2=112Kpa取1.5倍安全系數(shù)，實際地基承載力應大于169Kpa⑵、貝雷梁受力計算：貝雷梁受力按12.5米簡支梁計算，均布荷載為:滑道自重6KN/m、貝雷梁自重11KN/m、滑塊反力250KN。731250.00剪力圖731250.00剪力圖-731250.00-731250.00根據(jù)兩種內(nèi)力圖得:最大彎矩為1988.3KN?m<[M]=8228.6KN?m最大剪力為731.3KN<[Q]=843.9KN均滿足要求。3、頂推滑道、滑塊滑道要求鋼度大，能均勻傳遞反力，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便。截面形式為箱形，采用16mm^H20mm厚普通鋼板焊接而成，寬度為90cm，高度為70cm，每節(jié)長度為12米，連接采用套筒栓接，頂面鋪設(shè)2mm厚不銹鋼板作為滑道（見滑道圖）。在鋼箱梁受力節(jié)點的位置，布置臨時鋼支撐（高度20cm--42cm不等），采用砂箱、千斤頂配合鋼支撐調(diào)整每段鋼箱梁的曲線線形，鋼支撐下設(shè)四氟乙烯橡膠滑塊，共設(shè)滑塊44個（和鋼支撐一一對應），通過滑塊和滑道之間的滑動實現(xiàn)鋼箱梁的頂推?；篮突瑝K之間涂抹黃油，用來降低摩擦系數(shù)?；腊惭b完成，吊裝鋼箱梁進行組拼。滑道構(gòu)造圖4、頂推設(shè)備的配置頂推設(shè)備包括：水平千斤頂及其配套的牽引裝置、千斤頂支墩、集中控制裝置等。⑴、頂推千斤頂數(shù)量的確定和布置根據(jù)頂推重量及設(shè)計滑道各支點頂推靜摩擦因數(shù)可計算出連續(xù)鋼梁頂推所需要的頂推力，從而確定頂推千斤頂?shù)囊?guī)格和數(shù)量，并按水平布置的原則將各千斤頂布置在主橋墩上，安裝在該墩墩頂?shù)捻斖坪蟊成?。本工法采用兩臺ZLD150自動連續(xù)千斤頂及與其配套的自動夾索式頂推牽引裝置。⑵、千斤頂后背頂推千斤頂后背為鋼結(jié)構(gòu)，在主橋墩頂預埋鋼板，并在鋼板上焊接頂推牛腿形成的，頂推后背沿橋梁中心線對稱布置。千斤頂后背圖⑶、兩點頂推的集中控制與同步運行在主橋墩旁設(shè)一臺主控臺，與所有液壓站聯(lián)網(wǎng)，統(tǒng)一控制各液壓站。各水平千斤頂通過液壓站在主控臺的控制下，同時啟動，同時停止，達到同步，實現(xiàn)兩點頂推的集中控制和同步運行。⑷、計算：、千斤頂頂推力驗算：鋼梁重量G1=1200t，考慮不均勻效應及橋面臨時施工荷載，增大系數(shù)取1.2,靜摩擦系數(shù)為0.08,上坡坡度0.9%。靜摩擦力:F=1200X1.2X(0.08+0.9%)=128.2t選用兩組150TZLD自動連續(xù)頂推千斤頂滿足要求。、頂腿牛腿和拉錨器計算：最大靜摩擦力為128.2t每個牛腿和拉錨器受到水平力為N=128.2t/2=64.1tM=64.1X103KgX24cm=1538400Kg?cm工鋼W=1090cm3X4=4360cm3工鋼受彎強度O=M/W=1538400Kg?cm/4360cm3=352.8Kg/cm2<[1700Kg/cm2]滿足要求。焊縫W=3450cm3焊縫受彎強度。二M/W=1538400Kg?cm/3450cm3二445.9Kg/cm2<[1600Kg/cm2]滿足要求。焊縫受剪T=64.1X103Kg/(0.7X0.8cmX331cm)345.8Kg/cm2<[1600Kg/cm2]滿足要求。5、鋼箱梁現(xiàn)場拼裝頂推鋼箱梁分段拼裝，根據(jù)現(xiàn)場情況，從一端向另一端進行拼裝，鋼支撐和滑塊放在兩側(cè)滑道上，龍門吊每吊裝一節(jié)，放在鋼支撐上，安裝后可拆卸牛腿，采用兩臺ZLD150自動連續(xù)千斤頂(固定在主橋墩頂上，并沿橋梁中心線對稱布置)通過鋼絞線拖拉至滑道東端，拖不到位時，換用兩個5噸倒鏈微調(diào)到設(shè)定位置。循環(huán)作業(yè)，直至完成拼裝。利用鋼支撐和25噸千斤頂調(diào)整每節(jié)鋼梁的線位，滿足要求后進行鋼梁的焊接。5、頂推糾偏為防止鋼梁在頂推過程中出現(xiàn)過大的偏斜，在鋼梁下設(shè)置限位鋼板，限制箱梁的橫向移動。

每個鋼支撐的左右和后面在鋼梁底部焊接限位鋼板，避免頂推時梁體和支撐之間相互滑動。鋼板采用10mm普通鋼板并設(shè)加勁肋。在鋼支撐后面焊接限位鋼板，保證滑塊跟著支撐一起滑動；同時在鋼支撐的左右兩邊焊接限位鋼板，位置在滑道梁上翼緣兩側(cè)50mm處，保證鋼梁和滑道之間左右最大偏差不超過50mm。6、頂推工藝頂推橫斷面圖15000頂推橫斷面圖15000⑴、安裝糾偏裝置、拉錨器和頂推傳力拉索，使14根鋼絞線松緊一致。⑵、一臺千斤頂內(nèi)的多根鋼絞線應左、右旋向搭配使用，避免同一旋向鋼絞線而使千斤頂活塞旋轉(zhuǎn)，損壞自動工具錨，或者造成千斤頂行程損失。⑶、千斤頂與拉錨器的施力點應盡量在一直線上并與梁軸線平行。頂推前要對鋼絞線進行預張，使多根鋼絞線受力均勻，以免造成拉斷和對千斤頂內(nèi)缸偏心摩損。⑷、檢查滑道標高，檢查頂推梁段與操作平臺的連接是否已全部解除。⑸、工作人員各就各位，準備好頂推所用的滑塊和糾偏調(diào)整墊板及千斤頂。各液壓站操作工起動液壓站，檢查設(shè)備運行情況，對液壓

站按設(shè)計要求進行調(diào)壓，然后，通知主控臺該機準備就緒。⑹、鋼梁頂推時，在平臺上設(shè)置兩道滑道和安裝兩套千斤頂，通過鋼絞線拖拉鋼梁底部拉錨器，由橋梁的一端沿設(shè)計軸線連續(xù)拖拉至另一端。⑺、頂推時，兩臺頂推千斤頂油泵均由主控臺統(tǒng)一控制。⑻、按下主控臺工作按鈕，各液壓站同時起動。⑼、按下主控臺頂推按鈕，各液壓站按設(shè)計調(diào)壓的最低一級向各千斤頂供油。按從小到大的順序依次按下主控臺控制各液壓站等級的按鈕，各液壓站向各千斤頂?shù)墓┯蛪毫χ鸺壴龃螅詈筮_到設(shè)計值。此時，各千斤頂推力也達到設(shè)計值，梁體開始向前移動。⑽、在梁體前進的同時，各墩頂接滑塊人員不斷地將隨梁體前移從滑道前端滑出的滑塊接住備用。、在頂推過程中對鋼梁的中線、墩頂縱向水平位移、懸臂端撓度進行監(jiān)測。鋼梁的中線、墩頂縱向水平位移每半小時觀測一次，懸臂端撓度在接近大懸臂狀態(tài)時進行監(jiān)測。鋼梁中線用全站儀進行監(jiān)測，限位器糾偏；墩頂縱向水平位移采用在墩頂軸線延長線上懸掛垂球進行監(jiān)測；懸臂端撓度用水準儀進行監(jiān)測。當梁體中線偏移值大于20mm時，進行糾偏，使箱梁正位。若墩頂縱向水平位移接近計算值時，調(diào)整該墩前后鋼鉸線的拉力，減小其水平位移。、作好頂推記錄和應力監(jiān)測，每頂推細測試一次梁段內(nèi)力，發(fā)現(xiàn)異常，及時處理。、全聯(lián)梁頂推就位時，將箱梁縱、橫向準確就位；拆除頂推滑道，安裝正式支座，然后落梁，調(diào)整支反力，復核梁底標高，鎖定支座。整聯(lián)梁頂推完畢。、施工中嚴禁在鐵路上空進行危及鐵路運營安全的作業(yè)，在兩條滑道的內(nèi)側(cè)分別搭設(shè)馬道，鋼箱梁頂推出拼裝平臺后，隨即拆除鐵

路上空的鋼支撐和滑塊，邊滑邊拆，將鋼支撐和滑塊順著馬道安全的溜到地面。其它鋼支撐和滑塊在鋼箱梁頂推就位后再行拆除。懸臂20米鋼梁撓度計算：①、計算參數(shù)鋼材彈性模量和強度（MPa）鋼材種類Q345qDQ235B彈性模量ES206000206000剪切模量GS8100081000軸向容許應力［。］200140彎曲容許應力［。］w210145剪切容許應力［］12085屈服應力。y340240泊桑比Y=0.3；熱膨脹系數(shù)=0.000012/。。②、計算結(jié)果梁端撓度施工時程圖二二75柬寶H凋平5柬溪Hsf平5柬溪Hsf寸，5柬艱Hsf5柬(1S4理妄Hsf34柬宴H凋54柬宴H凋寸4柬續(xù)H凋PJ4瞪溪寸柬溪H謁ilsA距妄HS?平E柬艱Hsf5，E柬宴H譜寸，E柬宴H譜PJA柬宴H凋E柬宴H凋(1S由理妄Hsf?z瞪溪Hsf■fz柬溪Hsf寸山柬溪Hsfrj柬金HsfilsJHffiJ妄Hsf?I柬宴H凋宇1柬宴H凋寸，I瞪寶H謁rj,l瞪溪HsfI距溪H謁■粟瑞撓度■粟瑞撓度〔mm）坦養(yǎng)我 施工階段/步驟（階段:步驟） 最大梁段撓度為50mm。7、鋼梁起落和支反力調(diào)整起落梁采取分墩起落、高差限位、實測梁重、全聯(lián)調(diào)整的方法。起頂設(shè)備采用YSD2000-30型和YD5000-160型兩種千斤頂。為降低造價，確保安全并考慮運輸和安裝方便，采用鋼支撐塊作安全支撐。拆除頂推滑道、換上正式支座后，利用設(shè)在各布頂墩上的起落千斤頂將箱梁頂起(各墩起頂高度相同)，則箱梁的全部重量由千斤頂支承。根據(jù)各千斤頂?shù)挠蛪褐担嬎愠龈髑Ы镯數(shù)钠痦斄?，即可得到各墩的實測支反力Ri'，然后計算出梁的重量G'=ERi'，再根據(jù)計算梁重G、設(shè)計支反力Ri、實測梁重G'，計算出各支點的理想支反力(即在實測梁重情況下各支點應該承受的支反力)Ri〃，Ri〃=RiG'/Go通過實測支反力Ri'與理想支反力Ri〃比較，找出支反力偏小的支點，然后采取在這些支點的支座下面加墊鋼板的方法，調(diào)整支座標高，從而調(diào)整其支反力。由于調(diào)整部分支座的標高后，所有支點的反力值都將產(chǎn)生變化，所以，經(jīng)過一次調(diào)整不一定能達到目的，需要重復進行多次的實測和調(diào)整，直到各支點反力均達到或接近理想支反力。八、勞動力組織本工法勞動力組織見下表：勞動力組織表序號工作名稱人數(shù)工作內(nèi)容備注1指揮人員3負責全面工作2頂推設(shè)備司機3控制臺操作3電工2負責電纜及電器設(shè)備4監(jiān)測工8負責偏移監(jiān)測5糾偏工20負責糾偏工作6安全員4負責安全工作九、質(zhì)量控制根據(jù)《鐵路橋涵施工規(guī)范》(TBJ203—96)、《鐵路鋼橋制造規(guī)范》(TBJ10212—98)和《鐵路鋼橋高強度螺栓連接施工規(guī)定》(TBJ214—92)及其他有關(guān)規(guī)定，制定質(zhì)量標準如下：、鋼梁進場時嚴格進行驗收，檢查鋼梁出廠合格證、鋼梁材質(zhì)試驗報告、拼裝圖、拼接板摩擦面抗滑移系數(shù)試驗報告、焊縫重大修補記錄、試拼裝記錄、桿件發(fā)送表清單等。、鋼梁前后段連接時，嚴格控制梁底標高，不經(jīng)測量人員核實、技術(shù)人員同意，嚴禁拼接。做好拼接記錄。、滑道頂面標高誤差不得大于±1mm，同墩滑道頂面高差不得大于1mm。、鋼梁階段頂推結(jié)束時，箱梁首尾橫向就位誤差不得大于2mm。十、安全措施1、 對職工進行安全教育，牢固樹立安全第一思想。2、 施工操作人員定崗定位，上崗前要經(jīng)過培訓和技術(shù)考核，考核不合格者嚴禁上崗。3、 頂推、拖拉過程中既要注意觀察臨時支墩，發(fā)現(xiàn)變形等異常情況及時加固；又要注意梁段，拼接板處上滑道前及時加墊調(diào)整墊塊，避免損壞滑塊。4、 在鋼梁拼裝平臺上設(shè)防護欄和安全網(wǎng)，各墩頂設(shè)圍欄。5、 起落梁時，要注意箱梁變形的“滯后”現(xiàn)象，絕不可