济南黄河公铁两用桥带加劲弦顶推施工技术_方继

1、.济南黄河公铁两用桥带加劲弦顶推施工技术_方继 总第桥梁建设年第卷第期（期） ，），（ （）文章编号： 济南黄河公铁两用桥带加劲弦顶推施工技术 方继，丁仕洪，张时利，梁崇双 （）中铁四局集团钢结构有限公司，安徽合肥 摘要：济南黄河公铁两用桥主桥为主跨根据钢的五跨刚性悬索加劲连续钢桁梁桥， 桁梁的结构特点及施工条件，该桥钢桁梁采用带加劲弦多点顶推施工方案，在边跨设置拼装支架，在中跨设置墩旁托架，利用跨线龙门吊及多点顶推系统分段拼装、多次顶推架设钢桁梁。施工中，设置了水平顶推、竖向顶升和横向纠偏装置，解决了顶推装置布置的难题；采取滑块、滑板开设油路的摩擦副润滑设计方案，实现了实时注油的强制润滑方式

2、；采用先进的同步性控制系统，解决了多点多桁同步顶推的难题；采用弹性支垫变形协调处理方案，给出了三桁高差的限值（、 ，解决了三桁高差对施工的影响；采用实现了实时高效的安全管理。济南黄河公铁）技术， 两用桥主桥已顺利顶推就位，实践证明，带加劲弦顶推施工技术安全可靠。 关键词：公路铁路两用桥；钢桁梁；顶推施工；滑移装置；信息集成；施工技术；桥梁施工 中图分类号：；文献标志码： ， （，）， ： ， ， ， ， ， ， （） ， 收稿日期： ：作者简介：方继，教授级高工，钢结构，桥梁施工技术，建筑信息技术应用。研究方向： 丁仕洪，张时利，梁崇双济南黄河公铁两用桥带加劲弦顶推施工技术方继， ；： ； 概

3、述 济南黄河公铁两用桥为石济铁路客运专线工程、邯长邯济铁路扩能改造工程及济南市城市空间发展战略向北跨越黄河的公铁合建桥梁，其下层桥面为线铁路，上层桥面为双向车道公路。济南黄河公铁两用桥主桥采用（×） 刚性悬索加劲连续钢桁梁桥跨越黄河主槽，全长，钢桁梁总重达主桥杆件材质为，。其主桥立面布置见图。 刚性悬索加劲连续钢桁梁主桁由片钢桁架组成，采用有竖杆三角形桁式，主桁中心距，桁宽桁高，。钢桁梁横断面布置见图支座位置处下弦底面。钢桁梁采用焊接整体节点， 其局部加高。主桁标准节间长度， 钢桁梁施工方案 该桥钢桁梁原方案为采用顶推法架设，钢桁梁全部顶推就位后进行加劲弦的安装及合龙。在加劲弦安装、

4、合龙及调整主桥内力分配和线形时， 需在主中在主跨及次主跨跨中个节间长度为图（）。公路与铁路桥面均采用正交异性板整体桥面。 在主跨跨中与加劲弦按圆曲线布置，支点高，上弦杆叠置，吊杆采用直径的钢拉杆。 该桥钢桁梁横跨黄河主槽，五跨连续结构的最 施工。由于顶推施采用顶推法大跨度为， 工工况与成桥工况差异较大，主桥钢桁梁多点同步顶推施工难度大，钢桁梁施工是该桥施工的重点及难点，本文主要介绍该桥钢桁梁顶推施工技术。 图济南黄河公铁两用桥主桥立面布置 图钢桁梁横断面布置 桥梁建设（）， 跨及次主跨跨中设置个大型临时墩（总重）。采用原方案施工，跨中临时墩用钢量大，且临时 墩位于黄河主河槽中，施工成本高、难度

5、大；临时墩存在沉降、受力不明确等问题；在黄河凌汛期间临时墩可能会堵塞河道，易引起冰凌灾害，对河道影响较大，存在安全隐患。因此，需对原顶推方案进行优化。 通过对国内同类型桥梁的施工方法调查、分析 ，针对主桥钢桁梁的结构特点及现场施工及研究 带加劲弦多点顶推施工技术 顶推装置布置 济南黄河公铁两用桥主桥钢桁梁采用带加劲弦多点顶推施工，该桥顶推装置包含水平顶推装置、竖向顶升装置和横向纠偏装置，种装置均布置在拼装支架或墩旁托架的滑道梁上方。 （）水平顶推装置主要由水平连续千斤顶、滑 块和后锚组成，其中水平连续千斤顶分别布置在拼装支架或墩旁托架滑道梁前进方向的端部。通过计其算确定全桥共布置台水平连续千斤

6、顶，中，拼装支架三桁各布置台，号墩每墩两边桁各布置台。在拼装支架处钢梁下弦节点设置拉锚器，水平千斤顶牵引拉锚器带动钢梁同步滑移。在号墩的墩旁托架支点设置铸钢滑 。块，水平千斤顶牵引滑块带动钢梁同步滑移 环境，经多次方案比选和专家论证，最终确定钢桁梁采用“带加劲弦多点顶推”的优化施工方案，取消跨中临时墩。在号和号墩间设置个节间的拼装支架，作为集中拼装区；在号墩各设置个节间的墩旁托架。以个节间为个拼装顶推单元，利用跨线龙门吊及多点顶推系统分段拼装、多次顶推架设钢桁梁，桥面吊机同步进行加劲弦架设，通过支架调整钢桁梁线形，实现加劲弦合龙。钢桁梁带加劲弦顶推到位并完成体系转换后，进行吊杆的安装及张拉，完

7、成全桥施工。钢桁梁带加劲弦顶推方案示意见图。顶推施工的主要流程为：架设导梁安装个节间钢桁梁顶推个节间钢桁梁起顶钢梁、倒换滑块重复并同步架设加劲弦，直至全桥顶推就位。， 钢桁梁“带加劲弦多点顶推”施工方案有以下特点：带加劲弦顶推；最大悬臂工况悬臂长度达导梁长达，；加劲弦在顶推过程中采用临时支撑替换钢拉杆；全桥顶推就位后进行钢拉杆安装，并进行二次张拉，调整钢梁线形。通过对该方案计算分析可知：在钢桁梁带加劲弦多点顶主桥推施工过程中，单支点最大反力达；，导梁最大应力结最大应力 ；最大悬臂时下构强度和稳定性均满足规范要求 （）竖向顶升装置主要由竖向千斤顶和抄垫块 组成。依据顶推过程中各主墩墩顶最大反力，

8、并考虑拼装支架处中桁及边桁分别倍的安全储备，选用及竖向千斤顶，号墩处中桁及边桁分别选用其余主墩及竖向千斤顶，处中桁及边桁分别选用及竖向千斤顶。每顶推个轮次，滑块顶推至滑道梁前进方向的端部处，通过竖向顶升装置起顶钢梁，脱空滑块，将滑块倒换至后方。墩旁托架竖向顶升采用双侧对称起顶方式，三桁滑道两侧均布置台竖向千斤顶，每个墩旁托架共布置台竖向千斤顶。墩旁托架顶推装置布置见图。 （）横向纠偏装置主要由横向纠偏千斤顶和反 力座组成。在该桥多点顶推施工中，采取主动纠偏和静态纠偏相结合的方式进行横向纠偏。在拼装支架及墩旁托架滑道梁端部焊接纠偏反力座，利用采用同步横向纠偏液压千斤顶进行静态纠偏； 性控制系统的

9、变频调速功能进行主动纠偏，通过提高偏移侧水平千斤顶的速度及顶力， 纠正整桥 成桥后全桥线形满足设计要求。挠达； 图钢桁梁带加劲弦顶推方案示意 丁仕洪，张时利， 梁崇双济南黄河公铁两用桥带加劲弦顶推施工技术方继， 图墩旁托架顶推装置布置 偏移量。 滑移装置润滑方式 济南黄河公铁两用桥单支点反力达，摩擦副的接触应力达摩擦副的润滑， 效果直接影响滑道和下部支架体系安全。为保证摩擦副的实时润滑，避免干摩擦的情况发生，在墩旁托，并在滑块前、架滑板底部设计了润滑油道（图）后端设置了注油孔，各注油孔外侧连接管的接头与分油器连接。顶推过程中采用这种实时注油的强制润滑方式，极大地改善了滑块运行的平稳性，使多点多

10、桁同步顶推成为可能 。 台横向千斤顶。现场控制器定时采集泵站及各千斤顶的传感器信号，并传送至总控制器，再根据总控制器的命令，分别控制各泵站的液电元件。主控台将同一泵源的两路千斤顶的位移平均值做比较，计算出各路泵源的实际流量差异，通过机电液集成控制及变频调速，实现多点同步顶推 。 图同步性顶推控制系统布置 三桁高差控制技术 济南黄河公铁两用桥主桥为三桁结构，由于其复杂的空间特性，顶推过程中片主桁架在支承处的相对高差会对支点反力产生显著的影响。支反力 图滑移装置润滑方式示意 的增加对支承处下弦节点及下部支架支撑体系（墩旁托架和拼装支架）的受力带来不利影响，增大主桥施工安全风险。为降低三桁高差对主体

11、结构的影响，通过比较论证及计算分析，采取了以下措施： （）采用弹性支垫进行变形协调处理。在滑块 抄垫上方设置厚的橡胶垫块作为变形协调层，依靠橡胶垫的压缩变形，协调一定量的三桁高差支值。采用橡胶垫块后，在中桁正高差时，反力的增加量由减小约降低到，。说明弹性支垫的设置较好地实现了协调变形 同步性顶推控制技术 为实现济南黄河公铁两用桥多点多桁同步顶推，采用了先进的同步性顶推控制系统。该顶推控制系统由个主控台、个分控制柜、个变频启动箱、具有两侧同步、单侧单套检测装置构成，动、单点单动及点动限位功能，同步性顶推控制系统布置见图。单个桥墩的每片桁下，分别由个泵站控制对应的台竖向千斤顶、台水平千斤顶和 的目

12、的。 桥梁建设（）， （）设置三桁高差的上、下限。考虑弹性支垫 的协调变形及滑块在滑道梁上的各种不利工况，确下限值为定了三桁高差的上限值为，上限值表示中桁较之边桁高，下限值表示中桁（ 。为确保施工安全，较之边桁低）现场实际控制三桁下限值为高差上限值为，。基于的施工安全管理技术 济南黄河公铁两用桥主桥钢桁梁采用顶推法施工，由于该桥工程体量大、制造精度要求高、施工工期紧、安全风险高，该桥采用建筑信息模型（，技术对顶推施工安） 全进行实时高效的管理。技术具有三维可视化、数据动态集成等优点。为给施工安全提供保障， ，从模型关联、基于数据集的施工安全管理 结语 通过对石济客专济南黄河公铁两用桥主桥的结构

13、形式和现场条件的综合分析，主桥钢桁梁采用带加劲弦多点顶推施工方案。该桥于年月年月日顺利实现日开始钢桁梁架设， 全桥顶推就位。施工中从顶推装置布置、滑移装置润滑方式、同步顶推控制系统、三桁高差影响控制等解决了超方面出发，结合安全监控管理理念，长、超重钢桁梁桥多点多桁同步顶推的难题，降低了施工难度和安全风险，实现了施工的实时高效管理，有效提升了桥梁施工风险控制能力。刚性悬索加劲连续钢桁梁带加劲弦顶推施工技术在该桥的成功应用表明，该施工技术安全可靠，经济合理，可为类似跨江、跨河等大跨度桥梁工程施工提供借鉴。 成、分析评估三大方面进行安全监控。 （）在三维平台上进行三维模型与理论计算模 ，以进行型关联

14、、应力测点与三维模型的关联（图）三维的测点布置和查询 。 ）：参考文献（ 杜伟，等南淝河特大跨度钢桁梁牛忠荣，刘凯， 柔性拱桥施工过程力学分析与监控工业建筑，（）：， （， ，（）：），高宗余，李加武中国铁路钢桥的发展历程及方秦汉， （）：展望，建筑科学与工程学报，（， ，（）：， 张剑啸宁安铁路安庆长江大桥三桁钢桁梁架设施工 （）：技术铁道标准设计， （ ，（）：）秦顺全武汉天兴洲公铁两用长江大桥关键技术研究 （）：，工程力学， （ ，（）：，） 周外男铜陵公铁两用长江大桥主桥施工关键技术 （）：，桥梁建设， （ 图三维平台应力测点布置示意 （）针对不同的结构（导梁、主桥、拼装支架和 墩旁托

15、架）进行测点的分类统计管理。将监控数据、理论计算数据与相应测点进行动态集成，针对不同结构进行分类统计分析，呈现可视化的监控结果；展示单个测点、单个工况实测值与预警值，单个测点、不同工况的监测数据，单个工况、不同测点的监测数据，实现横向和纵向的监测数据对比分析，实时查看测点受力状态，辅助施工管理人员现场决策。（）在监控测点数据集成的基础上，依据各测 点的理论分析数据，制定测点监控预警分级标准，自动进行分级预警；针对每个工况下各测点的受力情况，对实测数据与理论数据进行对比分析，自动生成各工况所对应的安全分析报告，对当前工况的安全情况进行实时评估。 丁仕洪，张时利，梁崇双济南黄河公铁两用桥带加劲弦顶推施工技术方继， ，：，（） 刘世忠，张俊光，等三桁钢桁梁桥横桥向内刘永健， 力调整方法及影响参数自然科学广西大学学报（，（）：版）， （， 方继 ，：（） （），：，（） 硕彭振华三桁刚性悬索加劲钢桁梁关键技术研究（ 士学位论文）同济大学，上海： （ ：（），） 夏阳，张庆发，等大跨度连续钢桁梁柔性方继， ：拱桥带拱顶推施工桥梁建设，（） ，（， ，：，（） 铁路桥梁钢结构设计规范， （， ） 王殿伟多跨连续钢桁梁拼装及多点同步顶推技术 （）：，钢结构， （ ， （）：）， 林佳瑞，方继，等技术在石济黄河桥张晓洋， 施工安全管理中的应用铁路技术创新，（）： （， 男，教授级高工，