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文档简介
1、悬臂钢箱梁同步顶推施工工法XX有限公司完成人:XX、XX、XX、XX、XX前言桥梁的建设一直伴随着人类的发展,尤其是自现代工业革命起,桥梁建设的发 展实际上代表着人类文明的发展,代表着一个国家的科技进步。XX工程是2008年奥运会天津配合工程,XX改建工程为XX工程之一,跨越既i | 有京山铁路,连接了河东与海河、和平路地区的交通,是构成天津市中心商业区的重要组成部分,其建成通车具有重要的意义。新建XX桥主桥采用三跨连续坦拱钢构形式(51+55+51m),全长为157m,宽28m0 主桥桥面为单箱多室钢箱梁结构,顶板设置U型肋,底板设置球扁钢,对应每道拱的位置上均设置一道纵向箱形梁,横桥向布置
2、四道加劲肋,顺桥向每隔四米设置一道横隔板。其中1#-2#跨51m长,上跨越既有津山7股铁路,在保证铁路段内火车的 正常运行,要对1#-2#跨钢箱梁安装研究一套安全可行的技术方案,最终确定的施工 工艺为跨铁路41*28.9m钢箱梁全断面同步多点悬臂顶推施工工法。本工法是以在不影响铁路正常运行的情况下进行钢箱梁施工为研究对象,旨在为 解决类似问题提出一种途径和方法,本工法是经过工程实践而形成的综合施工工法。工法特点支撑体系安全轻便钢箱梁顶推施工中,支架搭设体系要求严格,既要保证整体的受力平衡,又要保 证在顶进施工中的抗覆稳定,同时还要保证多股铁路区间内的施工轻便。悬臂顶推梁体长度自身平衡确定合理顶
3、推梁体长度,实现悬臂与非悬臂之间的自身平衡。顶推体系布置合理滑道、滑靴、钢箱梁的限位装置和顶推装置作成整个顶推体系,顶推装置是连续顶推系统,由一套主控系统,三套泵站系统及所对应千斤顶等小系统构成。在长断 面重荷载下,采取一中两边三点同步顶推,保证断面平衡性。顶推系统的因素有:后背反力架、千斤顶安装及调试、顶铁安装及稳定等因素。同步顶推控制得当在施工中采用了 三点顶推,分级调压,集中控制”的方法进行顶推施工。三点顶 推,在对应钢箱梁28.9米宽全断面的两边一中三道纵梁下 25cm处设置了动力水平 千斤顶;分散调压则是液压站上安装有三个电磁换向阀控制油压不超过容许范围; 集中控制是通过顶推总控台与
4、三个液压站的分控制并联进行操作。适用范围本工法适用于跨铁路(保证铁路运营)40m下箱梁顶推施工,本工法具体适用范 围为:钢(混凝土)箱梁桥面系。跨运营多股铁路。40米宽以下不满足吊装条件的河流上施工工艺原理根据桥位所处的地形环境状况,桥梁 1#-2#墩上跨既有4股运营铁路,总体方 法上采用顶推法施工。根据桥梁与铁路位置关系,一次性顶推距离为41米,由于连续钢梁设计为双幅联体形式,28.9米钢箱梁全横断面采用三点同步顶推,顶推箱体 长度为41米,宽度为28米,顶推总重量为627.13吨,根据计算和摩阻系数取值总 顶推力为94.1吨,动力采用3-DTD-200-3000型液压千斤顶,最大顶程为3米
5、;同时, 由于铁路区间中间12米段铁轨上方有两道运营的27KV高压铁路线,从技术安全方 面确定过津山下行正线和矿二线为有支撑平台顶推,中间段过下行14道和津山上行正线为无支撑平台悬臂顶推,悬臂顶推距离为12米。顶推前启动静阻系数按17%,动力摩阻系数按15%,根据每工况各支点反力来预计水平顶推的出力吨位。三顶推点准备就绪将信号送回主控台,通过主控台发出 顶推指令,三点连续千斤顶即同时工作,然后根据推力需要加大施力吨位,直到梁 体开始前移,启动后摩阻系数下降,摩擦力减小,此时适当降低三点千斤顶的出力 等级来适应摩擦力的变化,使梁体平衡地向前推进,实现三点同步顶推。1#-2#跨铁路支架平台搭设支架
6、基础:采用C25钢筋硅基础,混凝土中布置有上下两层直径 12、间距 为30cm的螺纹钢,地基承载力验算每平方承受荷载为8t。构自混凝 管柱、顺桥 钢,钢管柱 桥向I36#臂顶推段支撑架设计:支撑架结 土基础上依次为直径 600mm钢 向I36#工字钢、横桥向I32#工字 之间采用梢钢作横撑和剪刀撑。顺 工字钢在中间跨京山铁路正线悬 断开。滑道布置滑道及侧限是钢箱梁平稳安全滑移的保证。其控制因素有:滑道标高、平整精确度、侧向限位安装等因素。施工时计算出滑道顶标高,进行测量精确控制,要求 平整度偏差小于1毫米;侧向限位系统及时正确安装完善。36b梢钢, 接固定在支 正线和下行 网处不设置6m成对安
7、滑道设计与布置:滑道材料选用 全桥共设置3道。滑道通过筋板焊 撑工字钢分配梁上,跨越京山上行 14道铁路12米段有27KV高压接触 滑道,其他范围滑道连续布置。侧向限位采用滚轮式装置,每隔装,与钢梁两侧的I 32a工字钢分配梁上,并与之焊接牢固。滚轮与主梁边留出3cm间隙。前挡限位:在1#墩处设置刚性限位支架(迎面附帖一层 1cm厚橡胶),限位支架挡板位置根据设计钢梁就位位置确定,防止粱体顶推超限。滑靴设置滑靴采用HW300*300型H型钢制作,为保证顶推过程中滑靴的刚度,在H型钢两侧焊接30mm 厚钢立板,使之成为箱盒状,上顶面通过垫块与钢 箱梁固定,与钢梁成为一体组成滑动体系。滑靴设 计为
8、2.5米一节,梁底下每节滑靴距离控制在3米, 根据就位后钢梁位置关系,中间跨铁路 12米悬空段不再布置滑靴顶推动力装置顶推装置是连续顶推系统,由一套主控系统,三套泵站系统及所对应千斤顶等小系统构成。顶推系统包括:后背反力架、顶推千斤(含油泵系统)、顶铁等因素。后背反力架安装固定时必须精确定位,否则影响千斤顶的安装;精心组织,合理安 排人员,及时安装各泵站及千斤顶,进行调试工作。顶推箱体长度41米长,顶推重量为627.13吨,根据经验摩擦系数取:0.15,总 推力为94.1吨,顶推动力采用3台DTD-200-3000型液压千斤顶,在横桥向断面两 边一中分别布置1台,每台最大顶程为3000mm,施
9、工使用顶程为2500mm,顶推速 度为15cm/分钟。顶推过程中顶推同步同一泵站控制,保证顶推平稳安全,就位准确。反力架:反力架采用型钢制作,反力架分别与支架纵梁(136)、分配梁(I32)及滑 道(36b)固定,在顶座对应位置设置(焊接)双拼I32做横梁,使反力架受力均衡顶推采用325*10钢管作顶铁逐步加设顶铁,顶铁配备长度模数为2.5米/标准节,与顶推行程一致,0.5米、0.2米非标准节。顶铁两端采用螺栓连接,用抱箍将顶铁 固定在分配梁上,每1米一道,顶铁轴向可位移施工步骤整个顶推过程分四种工况控制:界外顶推在铁路限界外的刚性组装平台上顶推41米段箱梁,铁路线界外顶推10米至京山下行正线
10、界外,检查顶推体系及支架安全性,为正式顶推跨铁路积累经验。顶推过京山下行正线在平台上顶推10米,使梁端跨越至京山下行正线,更换 4次顶铁。悬臂无平台顶推过京山上行正线和下行14道线限界处(距 点内一次性 间3.5小时计位置。继续顶推至京山上行正线和下行14道 离轨道外线2米)等候铁路部门要点顶推。 悬臂顶推12米。更换顶铁4次,顶推时顶推过矿二线平台上顶推钢梁跨越矿二线,直至设顶推监测梁体顶推过程中,测量控制因素主要是:梁体中心线及各墩顶偏位。随着梁体的推进,侧向限位控制其中心线偏位在 10项以内,控制各千斤顶同步顶推,各墩顶 的偏位均在设计要求范围之内。箱梁顶进时,测量人员跟踪监测钢梁的偏位
11、及梁体 中心线位置,当中心线偏移时,及时利用侧向限位调整,然后将其锁定。在顶推过 程中对墩顶瞬间偏位的观测尤为重要,一旦墩顶瞬间偏位超过设计值需立即停止施 力,重新调整各墩顶施力分布,以保证各墩的偏位满足设计要求。在钢箱梁顶推过程中,在钢管支撑柱上选择代表点,多点位对实际工程体进行测 点布置,运用电阻应变计测量各点变形,计算机收集数据,并同时采用高精度水准点应力、内力体内力挠度等水准仪各一台,情况,并详细记仪校核,根据测点应变,分析计算架体各(轴力、弯矩、剪力)、梁体挠度和支撑 变化情况。在此同时,桥下架设经纬仪和 在观测顶推过程中的支架垂直度和沉降 录收集数据,掌握第一手资料,来指导现场施工
12、和及时采取相应措施工艺流程及操作要点工艺流程操作要点要保证无导梁悬臂顶推成功,最重要的是接应段滑道位置的确定,其轴 线、高程必须精确,尤其是高程关系,一旦确定有误,容易造成梁体顶撞滑道或高 悬。为了保证悬空顶推后顺利到达接应滑道内,首先,根据桥梁设计纵向高程关系, 确定悬空初始点滑道高程和悬空终点滑道(即接应滑道)高程,在悬空终点滑道面I高程基础上再降低5cm的意外挠度值(理论计算最大挠度为 2.42cm,综合施工实际 因素,确定5cm的意外挠度值),同时钢箱梁前端梁下固定的首节滑靴前进端作成船 头坡型,这样更便于接顺进入滑道。保证梁体悬臂自身平衡和支撑体系的稳定性,尤其是悬臂段前排支撑的 抗
13、倾覆性,必须提前进行受力计算分析。采用有限元分析其安全性每次顶推,必须对顶推的梁段中线和各滑道顶的标高进行测量,并控制 在允许范围以内:a、导梁中线偏差不大于2.0mmb、梁体中线偏差不大于2.0mmc、相邻两跨支点同侧的滑移装置顶面高差土 1.0mmd、同墩两支点滑移装置顶面高差土 0.5mm顶推过程中,随梁体前移,三道滑道前方及两个侧面专人观察顶进位移 情况。滑道表面应保持清洁,涂润滑用的硅脂(采用优质黄油)以减少摩擦, 涂润厚度不宜太厚和太薄,可控制在 1mm右。整体开始顶推时,先推进 10cm,立即停止,回油,再推进 10cm,再停 i I止,回油,为此反复两三次,以松动各滑动面并检查
14、各部分设施,然后正式顶推。顶推时,如果滑靴、滑道有变形、松动等情况发生时,应立即停止顶推, 进行焊接打磨处理。滑道安装的精度、刚度、平整度,对顶推梁施工起很关键的作用。在顶 推过程中它对梁体的受力及摩阻力的变化都有直接影响,因此在安装过程中要保证 其精确位置(滑道受力面应与箱梁纵梁下固定的滑靴宽度重合),足够的刚度和平整 度。位移观测主要是梁体的中线偏移和垂直向偏移,采用的办法是根据设计 允许偏位作为最大偏位值,换算坐标,从施力开始到梁体开始移动连续观测,一旦 位移超过最大值则立即停止施力,重新调整各墩施力分布。施加顶推力必须要同步、匀速,这是顶推成功的关键,推顶千斤顶使 用之前按要求进行标定
15、,所有千斤由一个总控台来控制,并且输送油管距离要基本 相同,可实现同步作业。材料与设备材料根据施工方案的制定和现场实际情况,配置钢、钢丝绳、钢板、滑靴采用 HW300*30理H型钢、滑道采用36#曹钢等。机械设备顶推设备主要采用3台等推力双行程液压千斤顶、25t吊车两台、运行车2辆、 电焊机15台等。7、质量措施钢箱梁梁体质量对于焊材精选焊材,作好焊材使用过程控制。在钢箱梁焊接前做焊接工艺评定: 验证并确保工艺和焊接操作参数合理。对于组焊工艺和操作过程控制坡口加工和组 装精度及定位焊质量;预热和层间温度及环境控制;焊接参数有效和操作过程规范; 作好层间焊道清理和检查,合理的装配顺序和焊接程序。
16、支架平台搭设质量对于硅基础,保证硅密实。对于钢管柱的架立和焊接,必须严格按照方案执行, 在使用梢钢将钢管柱连接前,进行钢管柱的除锈处理,保证焊接质量。为悬臂顺利 接轨,在滑道高度上设计接迎滑道低于送出滑道5cm,同时将顶推方向前端滑靴做成翘状,滑靴前端翘起10cm,滑动过铁道后前端翘起端引导滑靴与滑道接顺与现场 施工顶推施工相吻合。顶推体系质量控制在顶推前进行千斤顶的效验,保证工作的质量性能。严格检查千斤顶后备支架的 尺寸位置和焊接牢固,保证在顶推过程中,不出现开缝现象。8、安全措施顶推前,施工人员应仔细检查支架、滑动装置、顶推动力装置及相关的设备 构件是否安全,避免在顶推过程中出现卡死等影响顶推的现象。顶推施工时应根据铁路部门给定的施工时间进行施工,并设置专人看护。顶 推施工时应设专人指挥,各个岗位负责人发现问题后及
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