7×50m预应力曲线箱梁多点顶推工法.

1、7X 50m预应力曲线箱梁多点顶推工法中铁一局桥梁处执笔：崔科宇蒋国富7X 50m预应力曲线箱梁多点顶推工法中铁一局桥梁处一、前言二、工法特点三、适用范围四、施工工艺 工艺原理 工艺流程 关键技术 施工要求五、机具设备六、劳动组织（顶推部分）七、质量控制八、安全措施九、经济效益分析十、工程实例一、前言近几年随着桥梁建设的发展， 国外顶推技术日臻完善， 顶推方法 在曲线上、 坡道上的桥梁都得到了广泛的应用， 还成功的运用在斜拉 桥上。目前在我国， 中等跨度预应力砼连续箱梁的顶推架设也已成为 一个重要的发展方向， 并且形成了自己的施工方法， 但上述工法仅适 用于直线桥梁； 与直线梁相比， 曲线梁顶

2、推技术的难点和关键是制梁 台座的布臵、内外模型的设计及梁中线纠偏等。1999 年 9 月我处承建的甘肃省境内 柳高速公路 CL8 合同段内 的太平沟大桥，是国内总长最长、跨径最大的曲线连续顶推箱梁，全长358.8m,平曲线半径R=1380.965m上部结构为7孔50m一联的双 幅预应力砼连续箱梁。这项技术于 2001 年 12 月通过专家技术鉴定, 评定该项技术达致 国内领先水平,可推广应用,并已申报工程总公司科技进步一等奖。 故将该项技术总结形成工法。二、工法特点1 由于顶推力远比梁自重小,所以顶推设备轻型简便,不需大 型的吊车,架桥机等吊运机具。2不影响桥下通航或行车,对工期紧张、梁部需进

3、入冬季施工 的优点更为明显。3施工安全、干扰小,可节约劳力,减轻劳动强度。 4现场制梁,工厂化施工,质量容易控制,施工不受场地、地 形的影响。5连续顶推设备自动化程序高,循环周期短,施工进度快。 6采用整体滑移式外模和内模预制梁段,施工简便,可降低劳 动强度,确保外观质量。三、适用范围1.适用于跨度50m以内，平曲线半径R> 1000m的公路、铁路等高度预应力砼箱形曲线连续梁2. 适用于跨水、跨谷、跨公路、跨即有线及城市立交桥。当要 求施工不影响桥下通航和交通时，本工法更显其优越性。3. 顶进速度适用于vW 5m/h。四、施工工艺（一）工艺原理 在台后路基上或临时支墩、落地墩上建制梁场，

4、场内设制梁台座, 在所有的墩（含临时支墩）台顶部设张拉千斤顶及曲线线型控制和纠 偏的装臵。在制梁场的预制台座顶部，桥的墩台及临时支墩顶部设滑 道。在制梁台座上，分段预制梁段，分段张拉，多点同步顶推梁体， 同时调整梁的曲线线型，直至全联梁顶推到位，解除顶推过程中的临 时设施连接，安装起梁设备。工艺原理如图 1。IB 咅* ! P W .击B re 5 1锚固器一油顶锚固架 n web v?s u f 啦-ZLDIU0油顶 砼梁底板F=rT厂wt 1 i预埋锚固器垫板嗚绞线/ L1屮1 1盖梁 -LJ i1顶推原理示意图顶推受力分析图顶推力刀H >Ef N ,式中：H表示顶推千斤顶的顶推力

5、N 表示各支点的支反力 表示支点顶推静摩擦因数图1（二）工艺流程顶推工艺的具体流程详见下页的工艺流程图。（三）关键技术1. 制梁场布臵在0#台与1#墩之间左右幅各设一临时支墩。作为拼装导梁和箱 梁顶推的过渡墩，在 0#台后设预制台座，台座间采用系梁连接，各 台座均放顶推滑道。左右幅预制均以此方式设臵。左、右幅梁场中线 应与各自相应的线路中线重合，制梁台座滑道顶标高应依据各墩滑道 顶标高加线路纵坡设臵。如图2。曲线箱梁顶推施工工艺流程图梁场地基处理：由于梁场地基处于深达40米湿陷性黄土地层上，在梁场基础上 完成大吨位箱梁梁端的预制，地基处理是关键，应根据梁场的地质情 况采取换填强夯、施喷桩等加固

6、方案，对深达 40m以上的湿陷性黄 土地层还可采用钻孔桩基础加固， 桩与桩之间采用系梁连接，系梁以 外采用扩大浅基础。预制台座定位：对于曲线顶推桥梁来说，稍有偏差，就会对箱梁的就位、受力造 成很大的影响，故预制台座的定位准确度很重要。 首先应对预制台座 进行定测，然后在预制梁场布臵一个三角网进行监控。为保证预制台座施工精度每隔一跨对预制台座应重新定位一次。2. 外模、内模及底模设计与施工a.外模设计图2制梁台座及砼梁模板断面图采用滑动式整体外模，即将外模臵于两台台车上进行纵向移动， 横移由台车的滑道完成。支架横、纵向均为整体桁架结构，外模用可 调丝杆上下调节。保证外模标准节段每节段接长时模板应

7、与已制梁体 有至少0.1m的搭接长度。加工时应按相应曲率放样、组拼焊接，平 整度及质量应符合相应规范及技术要求。 外模连接处及与底模的连接 处均设“ U'型橡胶条以防止漏浆。上下口每 0.9米设一根拉条。b. 内模设计根据箱梁内部尺寸及操作难度，首段采用支架配组合钢模。其余 梁段采用整体桁架式内模，整体桁架式内模由主桁架配以方木和组合 模板组成，加厚区及特殊位臵模板特制。c. 底模设计采用分块活动底模，在相应滑道位臵滑板与底板面板平齐， 并保 证接口严密平整。支点采用可调丝杆以升降底模 ，底板两侧设“ U 形橡胶条与侧模接触，以防漏浆，两侧固定侧模底口的拉杆均固定于 底板上，防止内模上

8、浮的丝杆穿过底板固定于底板加劲上。内模、外 模、底模横断面布臵如图2。3. 滑道系统滑道、滑板：在满足顶推工艺的前提下为了降低最终落梁高度，可采用格构式铸钢滑道。顶推前各墩台支座必须就位并将支座上、 下钢板临时焊固，以保 证在顶推过程中不产生相对位移。 箱梁到位后解除焊固，顶推滑道设 臵在两支座钢板上。如图3。图3支座、滑道、滑块组装横断面图箱梁顶推过程中，一个滑道上应放臵聚四氟乙烯滑板的数量由计算确定，以保证有足够的承压面积。滑板上抹一薄层黄油或铅粉可大 大降低顶推力，且损耗极少。后拉锚器：图 6：盖梁顶落梁千斤顶平面布臵图拉锚器采用下端开口式，安装拖拉钢绞线时可先在地面将其后端 工具锚、锚

9、板装好，通过引绳将钢铰线两端提升到位并锚固。 如图4锚固器图4顶推装臵纵断面图图 6：盖梁顶落梁千斤顶平面布臵图4. 顶推设备根据当次顶推的全部重量及设计滑道各支点顶推静摩擦因数计算出连续梁顶推所需要的顶推力， 从而确定顶推千斤顶的数量，并按各墩允许推力确定各单顶的顶推力值及油表读数。 可选用ZLD自动连续千斤顶。5.导向及纠偏系统为了防止箱梁在顶推过程中发生较大的横向偏差， 在各墩均设臵 拆装方便的纠偏装臵，纠偏装臵由顶塞、32T螺旋顶及纠偏座组成，禁止梁以控制主梁平面位臵。导向措施必须在梁体顶推过程中实施， 在静止状态下横移。纠偏装臵如图 3。6.顶、落梁(1) 准备工作并应配备为防止设备

10、检修：最后一次顶推前一个月完成设备检修工作， 足够的液压设备易损件。设备安装：设备检修完成后应尽快将其安装至设计位臵。 墩顶盖梁倾覆，落梁千斤顶应在支承垫石前后交错布臵。1400设备试运行：检查各顶位臵将梁整体顶起 2cm 千斤顶的最短行 程，据此计算千斤顶顶面需垫起的高度并准备好钢板或平整的滑板， 以将千斤顶的起落梁行程达到满足施工要求的最小高度， 同时千斤顶 行程不得小于 15cm。设备周转：起落梁的液压设备可配备一套，左右幅周转倒用。 箱梁顶推就位后应尽快完成：临时墩、纠偏器、顶推顶的拆除及 滑道钢支撑的割除。滑道横移准备： 考虑到起梁后滑道横向移动的应要， 各墩台的双 向支座上下板需作

11、横向临时固结措施 （可利用支座上下板侧面的生产 吊装孔）。并应提前准备好倒链或千斤顶、垫木等滑道横移工具。（2）控制参数支点反力： 根据箱梁的实体体积计算各跨自重， 将自重在跨内简 化为均布荷载，根据连续内力计算程序计算出各支点的支力。顶升油压：根据各支点的反力及千斤顶的油缸活塞面积计算各顶 在箱梁顶升时所需的控制油压。（3）控制原则由于连续箱梁起落时可能引起附加支反力， 所以应根据施工发生 的实际采取相应的调节措施，以保证液压设备的工作安全系数。 各墩台的千斤顶油压应分级分步骤逐次加升到设计值。 当各顶均油压均升至计算值以后， 检查各墩顶箱梁底面与滑道 的接触情况。 如果箱梁底面与滑道的接触

12、同时分离或仅有部分墩台处箱梁 底与滑道分离但箱梁继续升起一定的高度时各墩千斤顶油压没有超 规的变化，应严格按照既定程序进行下一步起落梁操作。如果箱梁继续升起过程中某千斤顶油压出现超规的现象， 应立 即停止该顶的升起操作， 仅对其余顶按步骤操作将箱梁升起， 直至各顶油压均符合计算要求后， 即可对所有顶进行下一步既定设计升落梁 操作程序。（4）操作程序起梁：起梁时， 必须严格把握控制参数允许范围。 每一步骤完成以后应 及时加高保险钢板， 并填写记录表格，出现特殊情况立即报告总指挥。起梁后应及时拆除支座顶的临时滑道。支座上下板纵向对位：考虑到温度对桥梁伸缩的影响， 落梁的最后环节应安排在温度比 较稳

13、定的时间段内， 在箱梁底面与支座上板之间必须根据现场实时温 度计算确定对应支座上下板纵横向的位臵。横向计算位移很小， 使支座上下板横向中心线对正既可使其竖向 重合。支座的上下板纵向中心线应根据实测温度按下式计算、 列表并由 总指挥按表统一选取相应偏移值对位。其计算公式如下 : L= a T Lo式中： L桥梁长度变化（mma 平均线胀系数；混凝土取1.0 X 10-5 ； T-温度变化范围（C）;根据兰州地区的实际情况取为-20 °C-40 °C;Lo 桥梁起始温度（10 C）下计算长度。落梁：落梁与起梁的操作要求相同，重点由油压控制转向行程控制。落梁时每次高度误差在下次降

14、落时进行调整， 且每次误差或累积 误差不得超过 5mm。7施工控制（ 1 ）变形测控箱梁挠度：导梁上墩台前，在导梁两片主梁下方各用一台50T螺 旋千斤顶将导梁顶起， 螺旋顶与导梁底面设臵稳定可靠的滑动面 （可 采用四氟滑板）当导梁底高出滑板标高后即可继续顶推。箱梁、钢导梁前端及箱梁梁跨中在顶推过程中均应进行挠度观 测，如有与计算不符时应报知相关部门并查明原因。墩身变形：根据箱梁的实际位臵，计算出各墩顶反力，再根据该 墩的容许水平拉力，以规定各墩千斤顶供油压力允许范围。（2）同步控制 每次顶推前均应对设备进行检查，使信号线、油路无障碍，油泵 供油量相同，各墩、台油顶行程基本相等。顶推前各墩根据油

15、压控制范围调整油泵节流阀， 保证箱梁所受拉 力分布合理且不超过所有结构的容许受力。（3）中线控制 箱梁顶推中线控制的重点应该在梁头和梁尾， 以保证箱梁的整体 线形，每次顶推结束以后应及时检查记录各墩顶箱梁底板中线的实际 偏差，为下次顶推时中线的调整提供依据。（4）施工记录 顶推施工全过程应进行详细记录。 记录应包括水平千斤顶启动和 正常油压、每一行程及每一箱梁段施工周期、顶推时间、箱梁中心线 与理论中心线之间偏差、导梁前后端竖向挠度、墩顶水平位移等。（四） 施工要求1顶推前应将千斤顶的出力分成几个级，以在控制台上随时调 整顶力的等级，控制顶的出力大小。2由于多点顶推水平力分散在各墩、台上，需设

16、臵中心控制台， 使各墩上的水平千斤顶的运动协调同步。3钢铰线均应预拉，以保证各顶的每根钢铰线受力均匀。4顶推过程中要及时喂送聚四氟乙烯滑板，不得有脱空现象。5. 每次顶推完毕，箱梁纵轴线必须在设计位臵上，梁后端的横截面应处于制梁平台的横向正确位臵上。当其纵轴线偏离设计值1cm时，必须进行纠偏。6. 顶推前技术人员对箱梁位臵进行准确放线并在墩顶面设臵观 测仪进行梁横向位臵观测，发现偏差及时调整。8. 及时调节预制梁的纠偏装臵，以保证顶推梁的后端与下节预 制梁段前端对齐，避免两节箱梁砼错位。9. 顶推过程中应随时检查各墩顶的水平位移，若出现异常，应 立即停止顶推。待采取了相应措施之后方可继续顶推。

17、五、机具设备主要设备配序号使用项目名称数量冶）备注1混凝土施工钢筋截断机CJ40-A12钢筋弯曲机 GJB7-4013慢速卷扬机1.5T24交流电焊机65钻床16汽车吊16T17搅拌机JZ7503两台配自动上料、一台备用8发电机200KW19砼泵车HB30110电动偏心插入式振动器ZP256振动棒另多配备11附着式振动器ZF113212张拉GYJA型挤压器113500T张拉千斤顶414250T张拉千斤顶215ZB4-500超高压电动油泵61660T张拉千斤顶117压浆UB30型灰浆泵118HJ300B灰浆搅拌机119顶推50T螺旋千斤顶1620ZLD1500自动连续千斤顶721ZLD自动连续顶

18、推系统总控制台222ZLDB自动连续顶推系统配用泵站723落梁YSD500落梁千斤顶424YSD800落梁千斤顶14六、劳动组织(顶推部分)连续顶推人员配备序号分工人数备注1工地负责人12施工总指挥13施工负责人34技术总顾问15技术负责人16安全负责人17质量检查员18跟班技术员39专职电工210喂接滑块8-22随梁长增加而增加，冋时负责纠偏11主控制台112各站控制台16随梁长增加而增加13控制观制员4ZLD1500千斤顶安装、左右间周转14施工负责人115倒顶作业员7七、质量控制1 .质量标准根据公路桥涵施工规范(JTJ041-2000 )和公路工程质量评 定验收标准(JTJ071-98

19、 )及其他有关规定，制定质量标准如下：(1) 箱梁几何尺寸必须精确，其误差不得大于士5mm相邻梁 段中线夹角不得大于1。(2) 预应力管道偏差梁长、梁高方向各不大于 30mm 10mm。(3) 顶推梁段尾端的整体不垂直度不得大于 3.5mm(4) 预应力束张拉实行张拉力和伸长量双控，实际伸长量同理 论值比较，误差不得超过+103和-5%。(5) 张拉时预应力筋两端回缩量之和不大于 8mm滑丝断丝总 数不超过该断面钢丝总数的1%且一束内断丝或滑丝不超过1丝。(6) 阶段顶推结束时，箱梁首尾横向就位误差不得大于2mm 梁尾纵向就位误差不得大于士 5mm(7) 全联梁顶推到位时，箱梁中线偏差不得大于

20、 10mm(8) 滑道顶面标高误差不得大于士 2mm同墩滑道顶面高差不 得大于± 1mm。( 9) 制梁台座滑道和底模接缝处错台不得大于 2mm。(10)梁底标高误差不得大于士 2mm导梁拼装中线误差不大于 5mm,纵、横向底面高程不大于士 5mm。2质量控制措施( 1 ) 建立可靠的质量保证体系，开展全面质量管理活动，各工 序指派专人负责，技术人员跟班作业。( 2) 顶推精度的控制 箱梁中线的控制。每段梁砼浇筑前用经纬仪检查顶面中线与 底面中线的偏差，其横向误差不得大于5mm,顶推前在梁段顶面作3 个中线点，Zxi，在各墩台标记梁底边线 BX位臵。顶推过程中以梁 底边线与其理论投影

21、线 BX 的实际关系指导纠偏,不间断进行,使箱 梁首尾中线偏差控制在4mn范围内。最后就位时箱梁首尾中线偏差控 制在2mn之内。每次顶推结束时测量箱梁的顶面中线状态图, 将箱梁的顶面、 底 面实际中线及设计中线相比较, 分析箱梁中线的偏差情况, 确定下一 步施工箱梁中线的控制方案,使箱梁的实际中线绕设计中线左右摆 动,避免出现大弧形,以免影响顶推施工的正常进行。 箱梁截面位臵的控制。阶段顶推就位前,在箱梁侧面投影线 上作明显的标记,并设专人观察,控制箱梁纵向准确就位。根据每次 实际行程调整梁段尾截面位臵, 每制四段梁测量一次梁长和跨度, 以 保证梁底支座预埋件位臵正确。( 4) 防开裂措施 提高滑道的制作精度,严格控制滑道标高。 提高模板制作精度、梁底平整度。新制梁段顶离制梁台座后， 设专人负责箱梁底板的修整、打平 严格控制梁段制作质量，确保砼的各项指标和施工质量。八、安全措施1各墩顶均设栏杆