连续顶推工法

1、连续顶推工法一、概述 顶推法施工是在连续梁实践中发展起来的施工新方法。由于该方法将工厂（在固定模板中分段施工浇筑混凝土，有节奏地重复固定不变的同样工作，全天候式的工作场地，建筑材料的短途运输）的优点和现场浇注混凝土（没有薄弱接缝的整体式结构，无需重型吊装设备）的优点结合起来，固而得到较快的推广应用。 我国自1977年完成第一座单点顶推法施工的西延线狄家河桥和1980年完成的第一座多点顶推法施工的湖南沩水大桥，已先后在全国范围内建成几十座用顶推法施工的大桥，其中规模较大为1988年完成的广东九江大桥，顶推总长为1030米，跨径较大的为1991年完成的福建丘墩大桥， 跨径为76米，显然，顶推施工已

2、成为连续梁施工的主要方法之一。二、顶推箱梁的设计 连续梁桥受力均匀，材料节省，无伸缩缝，高速行车舒适无跳动，因此在高等级公路桥梁将得到广泛的采用，有逐步取代简支梁的趋势。1.经济跨径选择 每一种结构都有它适用的经济范围，大量实践表明等截面连续梁的经济跨径在45m、50m、55m三种跨径作过比较，发现55m无中间墩顶推预应力钢材用量比50m多41%，而45m又少24%，当时为了突破45m界限才选择350m，等后在四川重庆石门大桥，湖南株州大桥，长沙湘江北大桥都采用350m，其原因大多数由于四级航道的通航要求，如果单纯从经济性角度，50m跨径并不可取。 基于这种认识，在沅陵沅水大桥将3.51m（顶

3、推）+6.25m（简支梁）的桥跨布置在施工设计中修改为9.42m（顶推）。湘潭二桥将6.50m顶推改为7x42.84顶推，衡阳松柏大桥顶推一开始跨径均选择为46m。 不同跨径顶推连续梁单位桥面的砼用量和预应力钢材和总用砼量（包括普通钢材）如表可见预应力钢材在40m以后发生突变，砼体积在40m以内与简支梁相接近，但总用钢量大于简支梁30%，这是由于有一部分材料是为了满足顶推要求的缘故，如果采用体外索作为施工索，可以将预应力钢材指标降低，应当指出，顶推所多用的钢材可以从简支梁的预制场龙门吊、轨道运输、架桥机等式费用大的地方得到补偿，可以说在预制场地紧张情况下顶推的总造价不会比简支梁高，是一种值得选

4、择的桥梁。三、预应力索的布置 箱梁预应力索按其张拉顺序的功能可分为前期索（施工索）和（运营索）两种，这两者在受力特性上是不同的前期索用于施工，是采用“中心配索”方法，即全桥上下缘贯通，仅以轴向力 n的方式来抵抗顶推施工中的交变弯矩，后期索是箱梁顶推到位落梁后施加的，此时自重弯矩有明显的方向性，即支点上缘为负弯矩，跨中下缘为正弯矩，显然一个合理的设计是要尽量将这两者结合起来，我们应通过变化使用通索、割索、短索、体外索等四种手段，来尽量使前期索为后期索服务。1通索：全桥贯通的预应力索，其原则是使它们的间距故都均匀，以使全截面能均匀承压。2割索：在一部分通索中，安排在顶推落梁形成固定的连续梁后，再将

5、支点下缘的索割松，以将部分通索中、跨中上缘的索割松，这样可相应减少上缘和跨中下缘的后期索、割索方法是在预应力孔道上方留洞，用氧割吹断钢丝束或钢绞线束（均不能回收），应注意被保留的索（称短索）要设置双向锚头，以保证不被割松，影响锚固力。3体外索：在施工过程中，把一部通索设计成体外索，当桥梁顶推到位后，拆除，这些顶推过程需要的体外索，再利用作为后期索。4短索：没在支点上缘和跨中下缘的索，它和体外索交叉锚固后，形成通索，在顶推施工中能作前期索用顶推落梁后，将体外索拆除，短索留在体内，就相当后期索了，这种方法比在通索中割索操作方便，而且锚具钢丝均能回收。5后期索；采用上叙割索、短索措施后，支点上缘及跨

6、中下缘需施加的后期索大大减少，（例如，湖南省湘潭二桥支点上缘所需施加的后期索由原来的20根减少至6根，跨中下缘同8根减少至6根，对于上下缘后期索可以利用横隔板的孔位设置体外索。四、各种顶推方法特点 从顶推方法看，有单点顶推和多点顶推。单点顶推是把顶推装置安装于一处，以集中反力台抵抗顶推产生的水平反力，其缺点是桥墩与桥台在顶推过程中所受的横向水平力较大;多点顶推则是把顶推装置分散到各个桥台、桥墩及临时墩上，分散抵抗水平反力。多点顶推包括: 多点间断顶推及多点连续顶推。多点间断顶推主要缺点是: 梁体随着千斤顶的一个行程的开始与完成，滑道与梁之间的摩擦系数总是从静到动的交替作用，实测结果表明，这种从

7、静到动的摩擦系数变化幅度可达10% (4%14%) ，这就使梁体前移过程中出现爬行现象，即梁体从静止状态在水平千斤顶的推动下，克服静摩擦力突然前移，当千斤顶行程终了时，梁体又恢复到静止状态，而墩顶则发生反复的纵向正负两个方向的位移。这种双向位移对墩身尤其是柔性墩的影响较大。五、多点连续顶推原理及特点“多点”：是指把水平顶推力分散到各个桥墩上。“连续”：是将两台千斤顶纵向串联再通过自动控制装置来实现交替牵引。牵引的速度连续、不间断。“柔性墩”：因有些桥需满足通航要求，设计桥墩高，相对截面尺寸小，因此桥墩刚度小，不能承受过大的单向水平推力。 多点柔性墩顶推的技术关键：每伸墩上水平千斤顶施力的大小应

8、根据桥墩上所受梁体滑动摩擦阻力大小而确定，也就是说千斤顶施力与磨擦阻力基本平衡，柔性桥墩不承受水平力。其数学表达式: fi - (i + ki )ni f许式中: fi: 表示其墩水平千斤顶所施的力i: 表示摩擦系数0.050.08ki: 表示上坡阻力系数ni: 表示桥墩上垂直荷载(由梁自重及施工荷载引起)f许: 表示其墩允许承受的 水平力fi :表示其墩摩阻力 柔性墩顶推工艺过去提出六字工艺“多点、分级、同步”。所谓“多点”指顶推力分散到各个桥墩、桥台上，“分级”是指千斤顶出力大小按摩阻力大小变化幅度分成四级，逐级升压，水平千斤顶缓慢对梁体施力，“同步”是指所有的千斤顶同步。 近期有关专家提

9、出了多点柔性墩顶推的新概念:“分级调压、集中控制、差值限定”，多点柔性顶推时因为摩擦系数是变化的，故摩阻力是变化的。顶推力与摩阻力差值太小时，将会因桥墩上滑道变化的静摩擦系数与动摩擦系数交替出现，梁将会一动一停地爬行前进。梁的爬行前进造成桥墩来回摆动，频率较快，给桥墩反复冲击力，导致桥墩较危险。所谓“差值限定”即顶推力大于摩阻力，数值予以限定，确保顶推顺利进行。 人们对柔性墩顶推工艺的摸索过程中，发现控制电路及操作较复杂，所以近期多点柔性墩顶推又发展到综合单点顶推的优点，即具体落实到施力的分配时，总顶推力大于总摩阻力的前提下，除主力墩外一般桥墩按一定的摩阻系数考虑施力大小。fi = (i +

10、ki )ni预先调整好油泵，一次上足，这时梁不滑动， 总顶推力不够部分，由主力墩补足，这样简化了控制电路以及操作。六、工艺流程与操作要点：1、顶推法的施工原理：是沿桥纵轴方向的台后开辟预制场地，分节段预制混凝土梁身，并用纵向预应力筋连成整体，然后通过水平液压千斤顶施力，借助不锈钢板与聚四氟乙烯模压板特制的滑动装置，将梁逐段向对岸顶进，就位后落架，更换正式支座完成桥梁施工。2、工艺流程：预制场准备工作安装顶推设备 制作底板模板工作，钢筋和混凝土的准备 预制节段 张拉设备 张拉预应力筋 顶推预制节段 管道压浆 顶推就位放松部分预应力筋拆除辅助设备 张拉后期预应力筋 管道压浆落梁 桥面工程 完工顶推

11、法施工框图3、操作要点：3.1预制场地3.1.1预制场地是预制箱梁和顶推过渡的场地，预制场的场地包括主梁节段的浇制平台和模板、钢筋、力筋的加工场地，混凝土搅拌机以及砂、石、水泥的堆放和运输路线用地。预制场一般应设在桥台后面的引道上，当为多联顶推时，为加速施工进度，可在桥两端设制场地，从两端相对顶推。3.1.2预制场地长度应考虑梁段悬出时反压段的长度、梁段底板与腹(顶)板预制长度、导梁拼装长度和机具设备材料进入预制作业线的长度；预制场地的宽度应考虑梁段两侧施工作业的需要。3.1.3预制场地上空宜搭设固定或活动的作业棚，使梁段预制作业不受天气影响，并便于混凝土养护。3.2预制节段3.2.1节段的预

12、制对桥梁施工质量和施工速度起决定作用。由于预制工作固定在一个位置上进行周期性生产，所以完全可以依照工厂预制桥梁的条件设临时厂房、吊车，使施工不受气候影响，减轻劳动强度，提高工效。3.2.2预制梁段时，应注意:1严格控制预制梁段的截面尺寸、底面平整度和梁段部的垂直度;2严格控制钢筋、预应力钢材的孔道位置、预埋件位置和混凝土浇筑质量;3配制混凝土在必要时可使用早强水泥或掺入早强减水剂，并采用蒸汽养护，以提高早期强度，缩短顶推周期。3.3梁段施加预应力3.3.1梁段预应力钢材的布置、张拉次序、临时束的拆除次序等，应严格按照设计规定执行。3.3.2在桥梁顶推就位后需要拆除的临时预应力钢材，张拉后不应灌

13、浆，锚具外露多余预应力钢材不必切除。3.3.3梁段间需连接的永久预应力钢材，应在两梁段间留出适当空间，用预应力钢材连接，张拉后用混凝土填塞。3.4导梁和临时墩 顶推过程中， 结构体系在不断地变化，因此对每个截面来说，正负弯矩交叉出现。通过计算得知，顶推施工的弯矩包络图是由小到大呈阶梯形，它与连续梁使用状态的弯矩包络图相差较大，为减小施工的内力，扩大顶推施工的使用范围，同时也从安全施工和方便施工出发，在施工过程中使用一些临时设施，如导梁、临时墩等。3.4.1导梁设置在主梁的前端，为等截面或变截面的钢杵梁或钢板梁，主梁前端装预埋件与钢导梁栓接。导梁在外形上，底缘与箱梁底应在同一平台上，前端底缘呈向

14、上圆弧形，以便于顶推进顺利通过桥墩。3.4.2临时墩由于仅在施工中使用，在符合要求的前提下，造价要低、便于装拆，目前用得较多的是用滑板浇筑的混凝土薄壁空心墩、混凝土预制板或预制块拼砌的空心墩或混凝土板和轻便钢架组成的框架临时墩。通常在临时墩上不设顶推装置而仅设置滑移装置。3.5梁段顶推 顶推法施工的关键是顶推工作，核心问题在于应用有限的顶力将梁顶推就位。顶推施工前，应根据主梁长度、设计顶推跨度、桥墩能承受的水平推力、顶推设备和滑动装置等条件，选择适宜的顶推方式。3.5.1顶推过程中应注意下列事项:1顶推时， 如导梁杆件有变形、螺丝松动、导梁与主梁联结处有变形或混凝土开裂等情况时，应停止顶推，进

15、行处理。2梁段中未压浆的各预应力钢材的锚具如有松动，应停止顶推，并将松动的锚具重新张拉、锚固。3采用拉杆方式顶推时，如拉杆有变形、锚碇联结螺丝有松动等情况，应及时处理。4顶推时至少应在两个墩上设置保险千斤顶，如遇到滑移故障用千斤顶处理时，起顶的反力值不得大于计算反力的1.1倍，起顶高度不行大于5mm10mm。3.6滑动装置滑动装置一般由摩擦垫、滑块(支承块)、滑板和滑道组成。3.6.1摩擦垫用氯丁橡胶与钢板夹层制成后，粘附在滑块顶面。3.6.2滑块可用铸钢或高标号混凝土块制成，其高度不宜小于正式支座的高度，其尺寸不宜小于摩擦垫和其下面滑板的尺寸。3.6.3滑板一般宜用硬木板、钢板夹橡胶板等粘聚

16、四氟乙烯板组成。四氟乙烯板面积由最大反力计算决定，对无侧限的容许应力可按5mpa计算，对有侧限的可按15mpa计算。3.6.4滑道一般可用不锈钢或镀铬钢带包卷在铸钢底层上，铸钢底层应用螺栓固定在支座垫石上。滑道顺桥向长度应大于水平千斤顶行程加滑块顺桥长度;其宽度应为滑板宽度的1.21.5倍，相邻墩(包括主墩与临时墩)滑道顶面标高的允许偏差为2mm;同时两滑道标高的允许偏差1mm。3.6.5滑动装置的磨擦系数宜由滑板和滑道的材料进行试验确定。一般在选用水平千斤顶时，对四氟滑板与不锈钢或镀铬钢滑道面，启动磨擦系数(静磨擦系数)可按0.070.08，动磨擦系数可按0.040.05考虑。3.7导向装置

17、 为了使顶推能正确就位，施工中的导向装置是不可少的。1楔形导向滑板 其构造与滑板基本相同，但导向板系楔形，横向设在梁段两侧的反力架间，梁段通过时，利用楔形板的横向分力来纠偏。2千斤顶 适用于梁体偏移较大时，横向装置于桥墩两侧的钢支架上，当需要纠偏时开动一侧的千斤顶使梁横移。3.8落梁顶推到设计位置，将梁落到正式支座上时，应按下列规定办理:1按照设计文件规定的张拉顺序，对补充的预应力钢材进行张拉、锚固、压浆。将供顶推用的临时预应力钢材按设计规定顺序拆除。2落梁前应拆除墩、台上的滑动装置。拆除时，各支点宜均匀顶起，其顶力应按设计支点反力控制，相邻墩各顶点的高差不得大于5mm;同墩两侧梁底顶起高差不

18、得大于1mm。3.9施工观测顶推过程中的施工观测项目如下:1墩台和临时墩承受竖直荷载和水平推力所产生的竖直、水平位移;需要时，观测其应力变化。2桥梁顶推过程中，主梁和导梁的控制截面的挠度;需要时，观测其应力变化。3滑动装置的静磨擦系数和动磨擦系数。 上述观测的结果应随时记录、整理，如超过设计规定限值，应分析原因，采取措施纠正。七、zld自动连续顶推系统的工作原理及技术参数 zld自动连续顶推系统主要由zld自动连续顶推千斤顶、zldb自动连续顶推液压泵站和zk-j5s主控台三部分，并配置相应的钢绞线作为柔性拉杆，构成完整的自动连续顶推系统。自动连续顶推千斤顶是由两个分别装有夹紧装置的穿心式千斤

19、纵向串联而成，并配有六个行程开关，如图一所示:当前置顶的夹具夹紧钢绞线牵着箱梁行走到2x的位置，与行程开关2x相撞，行程开关2x将千斤顶活塞的位置信号传递给主控台，主控台获得信号后，经过逻辑组合，发出控制信号，传送给液压泵站，启动后置顶，此时前置顶与后置顶同时向前运动，后置顶的夹具自动夹紧钢绞线，荷载由前置顶向后置顶转移。当前置顶行走到1x的位置时，与行程开关1x相撞，行程开关1x将千斤顶活塞的位置信号传递给主控台，主控台获得信号后，经过逻辑组合，发出控制信号，传送给液压泵站，通过切换油路使前置顶迅速往回走，此时前置顶的夹具自动松开，荷载全部由后置顶承担。当后置顶的夹具夹紧钢绞线牵着箱梁行走到

20、5x的位置，与行程开关5x相撞，前置顶又被启动。当后置顶行走到4x的位置时，与行程开关4x相撞后，迅速返回，荷载全部由前置顶承担。如此周而复始地动作，使被顶推的箱梁一直保持匀速向前运动，直到顶推完一节箱梁为止。zld自动连续顶推千斤顶的技术参数为表 1。表 1项 目单 位技 术指 标zld100zld60额定油压mpa31.531.5张拉力kn1000600活塞行程mm2200250配用钢绞线根96质量kg1030750外形(长 宽 高)mm317205906001540260320zldb液压泵站的技术参数为表 3。表 3项目单位技术指标项目单位技术指标额定压力mpa31.5油箱容积l250

21、额定转速r/min1460容积效率%87柱塞数个6质量kg400额定流量l/min26用油种类10-30号 液压油电机功率kw7.5外形尺寸10007601050zld自动连续顶推系统配用1860mpa强度的15.2钢绞线，也配用强度为1570mpa的15.2钢绞线。八、zld自动连续顶推系统用于大型构件的提升 随着我国现代化的高速发展，越来越多的超大、超重、超高构件需要整体提升安装，但是采用传统的吊机安装方法在某种程度上无法满足某些特殊构件的施工要求，采用液压提升的方法，即采用液压提升装置与高强钢绞线提升重物，可有效地解决诸如此类的问题。 zld自动连续顶推系统设计有竖向安装的球座，可以垂直安装作为大型构件的提升，以代替大型吊装设备，使用灵活、可靠及投资少、成本低，不受施工条件的限制，提升速度可达16米/小时。 湘潭二桥主跨为90米的预应力混凝土连续梁，采用全截面整