桥梁工程概论之顶推施工技术及国内外应用

PAGE11桥梁工程概论之顶推施工技术及国内外应用专家定义____顶推施工法（Incrementallaunchingmethod)在桥头沿桥纵轴线方向将逐段预制张拉上的梁向前推出使之就位的桥梁施工方法。须紧靠桥台后部开辟的预制场地，每预制一个节段即用水平液压千斤顶施力，借助于不锈钢和聚四氟乙烯模压板组成的滑动装置，将梁逐段向对岸顶推，待全部顶推就位后，再落梁。更换正式支座，完成桥梁施工。在水深、桥高等的情况下，可避免大量施工脚手架，可不中断桥下交通或通航。目前最大顶推重量可达4万吨，顶推长度达一千余米。用此法施工的连续梁桥，预应力筋合力设计成基本沿各梁截面重心通过，对梁施加近于中心受压的预加力。（俞同华）《中国土木工程百科辞典•桥梁工程卷》顶推施工法溯源顶推法的构思来源于钢桥的纵向拖拉施工法。顶推法用水平千斤顶取代了卷扬机和滑车，用板式滑动支座取代了滚筒；1959年，前联邦德国的莱昂哈特（Leonhardt）教授在建造奥地利的阿格尔桥时首次使用；1963年委内瑞拉卡罗尼河桥顶推施工中引入了鼻梁（导梁）和辅助墩；1964年，顶推法得到近一步改进，采用了分段预制、逐段顶推、逐段接长、连续施工的工艺；1974年，我国在狄家河铁路桥施工中，首次采用顶推法顶推施工概貌顶推施工工序图顶推施工的基本思路是，在桥台后的预制场地预制15米-30米的梁单元，并不断预制接长.同时将它通过聚四氟乙烯滑板支座将其顶推至最终位置，从而实现无支架施工。与其他的阶段施工的混凝土桥相比，顶推施工能够可以减少建设投资（减少了施工设备和场地）及维护投资（为保证施工，使用了比较大的张拉力）。委内瑞拉卡罗尼河桥顶推施工法概貌顶推施工机械____预制设备桥梁的上部结构在预制场地完成，场地长度至少为顶推长度的三倍根据气候的情况，预制场也可设在帐篷内。一个阶段从预制养护到顶推大约需要一周。预制设备主要有模板等。模板工作是保证预制质量的关键，梁底的平整度将影响顶推时梁的内力，所以预制平台的平整度要严格控制。预制周期时加快施工速度的关键。预制工作应采用流水作业，培养专业化的施工队伍，还可采用加入添加剂的方法提高混凝土的早期强度。摸板搭建顶推施工机械____鼻梁（导梁）导梁设置在主梁的前端，为钢桁梁或钢板梁，主梁前端装有预埋构件与钢导梁栓接。导梁的结构需要进行受力状态分析和内力计算，导梁的控制内力位于导梁与箱梁连接处的最大正、负弯距和下弦杆承受的最大支点反力。国内外的实践表明，导梁的长度一般取用顶推跨径的0.6--0.7倍，较长的导梁可以减小主梁悬臂负弯距，但过长的导梁也会导致导梁与箱梁接头处负弯距和支反力的相应增加。导梁在施工中，正负弯距反复出现，连接螺栓易松动，在顶推中每经历一次反复均需检查和重新拧紧。顶推施工机械____辅助墩辅助墩仅在施工中使用，在符合要求的前提下要造价底，便于拆装。钢制辅助墩在何在作用下和温度变化下变形较大而较少采用。目前用的较多的是用滑升模板浇筑的混凝土薄壁空心墩、混凝土预制板或预制板拼砌的空心墩或混凝土板和轻便钢架组成的框架临时墩。施工时是否设置辅助墩在总体设计中考虑，要确定桥梁跨径与顶推跨径之间的关系。也有研究认为当顶推跨度大于15倍的梁高时要设置辅助墩。顶推施工机械____滑动支座设置在墩上的混凝土临时垫块上，由光滑的不锈钢板与组合的聚四氟乙烯滑块组成，其中的滑块由四氟板与具有加劲钢板的橡胶块构成。顶推时，组合的聚四氟乙烯滑块在不锈钢板上滑动，并在前方滑出，通过在滑道后方不断喂入滑块，带动梁身前进。顶推施工机械____顶推设备顶推装置集中在主梁预制场附近的桥台或桥墩上，前方各支点上设置滑动支承。顶推装置分为两种，一种是由水平千斤顶通过眼箱梁两册的牵动钢杆给预制梁一个顶推力；另一种是由水平千斤顶与竖直千斤顶梁和使用，顶推预制梁前进根据顶推方法的不同，采用不同的千斤顶。单点顶推可以采用水平千斤顶与竖直千斤顶连用；多点顶推可采用穿心式千斤顶。国内顶推施工的桥梁____西延线狄家河桥（陕西1977）狄家河桥是西安至延安跨越狄家河的单线铁路桥，4x40m的预应力混凝土连续梁桥;主梁为等截面单箱单室，梁高3m，系中国首次采用顶推法施工的连续梁桥;全梁分41块预制，分阶段胶结拼装;顶推采用水平-垂直千斤顶单点顶推，梁端设置30m长钢导梁;在顶推结束，钢绞线张拉、管道压浆后，全梁落在正式支座上;国内顶推施工的桥梁____望城沩江桥（湖南1980）望城沩江桥为一国内首创柔性墩多点顶推法施工的预应力混凝土连续梁桥；上部结构为4x38+2x38(m)两联等高度连续梁，横剖面采用单箱双室，梁高2.5m；下部结构采用直径1.5m双柱式柔性墩，钻孔灌注桩基础；全部采用盆式橡胶活动支座；柔性墩多点顶推法施工施工方法的特点是：多点、分级、同步、采用“分级调压、集中控制”施工，用以适应柔性墩的受力要求；柔性墩多点顶推法施工优点是：设备轻、操作方便，适用于轻型墩台；国内顶推施工的桥梁____柳州二桥（广西1984）柳州二桥全长776.60m，桥宽20m，由两组箱梁构成；主桥为9孔60m一联预应力混凝土箱形连续梁，引桥为12x15m预应力空心简支板梁；引桥采用多柱式桥墩，U型桥台，主桥采用重力式桥墩，钻孔桩和明挖基础；上部结构采用9孔一联多点顶推法施工，最后现浇外横隔梁及顶板接缝混凝土，将两组箱梁连接成整体；国内顶推施工的桥梁____平顺桥（山西1990）平顺桥是一座3孔等截面预应力混凝土连续弯梁桥；主梁采用单室箱梁，高2.7m，桥宽为净9+2x0.5(m)；桥中轴线曲率半径90m，是弯桥设计与施工技术研究的试验桥；也是中国首次在连续弯梁桥中采用顶推法施工国内顶推施工的桥梁____沅陵沅水桥（湖南1991）沅陵沅水桥跨越沅水，桥址处于五强溪水电站库容区内;主桥采用4跨不对称预应力混凝土连续-刚构桥。最高桥墩达52.4m，为双肢薄壁柔形墩;引桥为9孔42m预应力混凝土连续梁;该桥主要特点：桥高水深，为解决现浇施工边跨搭设支架的困难，选用不对称分孔，并用顶推法施工边段；引桥及边段多点顶推选用特置新型盆式橡胶支座，施工时滑道与永久支座合一；顶推施工中改进水平千斤顶装置，并用微机控制顶推全过程,两边顶推，并使用了辅助缆;国内顶推施工的桥梁____尤溪丘墩桥（福建1992）丘墩桥是当时中国顶推法施工中最大跨度的预应力混凝土梁桥，桥总长250m，宽2x1.0+7(m)；主桥在顶推施工阶段为60+76+60(m)撑架式预应力混凝土连续箱梁，运营阶段体系转换为撑架式预应力混凝土连续-刚构桥；主桥墩由撑架、上墩、中墩和基础组成，兼有施工和运营不同阶段的受力性能；边墩采用双柱式墩和挖孔桩基础；国内顶推施工的桥梁____南海九江桥（广东1988）南海九江大桥是广湛公路上一座特大型公路桥梁，全长1682m；主桥由两孔160m独塔混凝土斜拉桥与21孔50m连续箱梁组成，引桥由20孔16m先张法预应力混凝土空心板组成；该桥主要技术特点：⒈采用H型断面、带有水平隔板的塔柱结构；⒉主梁施工采用浮吊逐段直接悬臂拼装；⒊长达690m的连续箱梁，采用在柔性墩上多点顶推法施工；⒋采用伸缩量达56cm的大位移伸缩缝装置。国外顶推施工的桥梁____卡罗尼河桥（委内瑞拉1962-1964）第一座顶推施工的桥梁，两车道，桥宽10米，比桥面稍底处两侧各有2.8米的人行道；边跨48米，主跨96米。箱梁高5.6米，是主跨的1/17；上部结构由预制阶段拼装，每节断9.2米，全长500米，对称张拉；顶推时在跨中使用了辅助墩,上部结构顶推重力约为98100KN，采用两台2934KN水平千斤顶单点顶推，最大顶推力为3924KN；1977-78年，通过在旁边顶推施工另一座姐妹桥，扩大了桥梁的通行能力；国外顶推施工的桥梁____洛伊萨赫高架桥（德国1970-1972）位于德国巴伐利亚，公路桥，桥宽2x15.25=30.5米；共11跨，跨径从41米到52米不等，全长586米；梁高3米，是最大跨径的1/17，平面弯桥；国外顶推施工的桥梁____RESTEL山谷桥（意大利1970-1972）公路桥高架桥，桥宽9米，总跨度10x32=320米平面弯桥；弯曲半径150米，对应圆心角122度；梁高2.5米，细长比1/13国外顶推施工的桥梁____内卡桥（德国1976-1977）六车道高速公路桥，总宽度2x15=30米，桥下山谷深95米；边跨30米，主跨拱形154米，拱高50米，拱上立柱间距33米；主拱圈采用双箱梁，宽6.5米，高3米；拱上主梁采用箱梁，高2.3米，宽度从5.1米到7.1米不等主拱圈通过辅助缆悬臂施工，主拱圈施工完毕后，上部顶推施工；国外顶推施工的桥梁____美因（MAIN）河桥（1977-1978）六车道高速公路桥，总宽度2x19.5=39米，分体建筑；跨径组合74+133+74，主跨是顶推施工中较长的。梁高3米-4.8米，是主跨的1/44~1/28；施工期间，主跨部分不能影响通航，尽管如此，还是决定由两边顶推，并使用了辅助缆;国外顶推施工的桥梁____美因（MAIN）河桥(德国1978-1982）高速公路桥，总宽30米；施