顶推梁施工方法

顶推梁施工方法一、 概况-----顶推施工发展简况1962年德国教授包尔和弗.雷昂特博士首先提出用顶推的方法施工桥梁，其设想对奥地利的阿格尔桥上（Ager）进行研究，该桥为4跨连续梁，（73m+2x85+36m）。1964年在委内瑞拉的卡洛西河桥（caroni）采用预制的箱型梁节段，用预应力联成一体的六跨连续梁，其桥式式为48m+4x96m+48m，节段长9.2m，1979年西德特里希登溪谷桥运用顶推技术，从一个预制厂进行两座相隔不远桥梁联体顶推施工，即先将两座桥梁的梁体结构临时联结为一体,进行顶推作业，当靠近预制场的一座桥梁到达桥位后，解除临时联结，再继续顶推下一座桥梁。德国顶推法施工技术运用较好，在跨越美因河的费特霍海姆的铁路桥,顶推长度达到1280m,重量为425000KN,跨度由40〜61.7m不等并含有一跨152m的混凝土拱，其拱上的梁体也是以顶推法施工的，当拱顶推时，立柱用钢索加固，并在跨度5/7处挂重2000KN，使拱圈受力均衡。另外，随着顶推技术的日臻完善，在曲线梁桥，坡道上桥都得到了广泛的应用，并且成功地在斜拉桥上得到运用。我国顶推法施工的桥梁起步稍晚，1977年11月建成的西延线上的狄家河桥是我国第一座用顶推法施工的桥梁，其桥式为4x40m预应力混凝土连续梁，在预制场生产块件，现场拼装，块件长4m。1978年在广东万江大桥上采用了顶推三孔一联共二条的撑架式箱型连续梁，其桥式为40+54+40M，1980年湖南沩江大桥则采用了并联单点顶推，其桥式为4x38+2x38。1990年钱塘江大桥成功地完成3联9x32m箱梁单点顶推工作。近年来，随着改革开放的大好形势，铁路和交通运输业在飞速发展，湖南、广东、福建等地相继施工了一些各具特色的桥梁，而江西南昌大桥西引桥的顶推梁施工，则是目前国内节段分划最长（24m）；单位长度重量最大（达60T/M）；顶推距离最长（12孔x48m）；桥面宽度最大（22.7m）；单箱单室双层桥面的桥梁。荷兰Rarensbosch,—般节段15M，最长段长19M。从以上资料比较可以看出：南昌大桥在顶推梁施工技术上是快速发展的一例，一些主要技术指标，在国内是处于领先水平的，在世界同类方法施工的桥梁中，也是属于先进水平的。二、 顶推施工方法随着桥梁建设事业的飞速发展，桥梁结构不断推出新型式如斜拉桥、悬索桥。造桥技术也在不断推出新方法，顶推施工技术就是其中一例。当桥梁跨越深谷，不可间断地运输线（铁路、公路、河道）；难以拆迁的建筑物（地下设施、古迹等）；对施工噪音干扰及公害有严格限制的地区，其它有特殊要求而其它施工方法不可能满足其要求时，采用顶推施工方法从空中完成跨越作业，无疑是一种比较理想的方法。因此，六十年代初期在欧、美一些国家就相继采用此法，我国在七十年代后期才开始运用这一施工技术，八十年代才逐渐开始推广运用。顶推法施工除以上主要优点外，还有：1、 施工作业场地比较集中、固定，因此就有可能有较稳定的劳动力组合，较准确的作业程序时间，便于组织成工厂化生产模式。2、 所需的施工场地布置，是最经济的。3、 生产集中、工点集中，便于管理。对质量有较好的控制。4、 所需的机具设备是最少最省的，也可以充分发挥机械的使用效率。5、 在长大桥梁施工中（L>300m），可能是最经济，最快速的。同任何事物一样，顶推施工方法又不可能避免地存在一些缺点或不足：1、 因为是逐段顶推施工，梁体在不同应力状态下，要承受反复应力变化，为满足这一要求，梁体内势必要增加钢筋或预应力钢束，由此而带来用钢量的增加。2、 为适应顶推作业的需要，梁底面应当是平顺的，从目前的梁形而言，只能是等高截面的箱梁（单箱或多箱）、T型梁，槽型梁。从而引起圬工量的增加（截面加大、自重增加）若采用其它梁形顶推，其技术难度加大。3、 若在不同跨度的多跨连续梁上采用此法，不但设计工作繁赘，且在施工中也增加难度。换而言之，顶推法施工的桥梁最好是等跨连续梁（除两边跨）。4、 制梁场地及设备要求高，制梁台座基础应当无下沉无变形，底模刚度要求等，且应平整。滑道设置要求也高。5、 对于变坡度，变曲线半径的桥梁上难以施工。也就是说在单一坡度或单一半径的桥梁上，用顶推法施工虽有一定的难度，但仍有可能完成施工作业。但在多坡度或多种曲线半径变化的桥梁上，若仍用顶推法施工，其困难将会大大的增加。经济上也是不合适的。三、南昌大桥顶推施工南昌大桥西引桥中有12孔48为连续梁为顶推法施工，其施工技术另有文章介绍，现根据完成的21个号段，对以下的几个问题解决的比较满意：箱梁制造1、 台座：由于本桥箱梁截面大，节段分划长，重量大，最大节段重达1500余吨，因此，台座利用了40台41台承台基础，并增加了四根钻孔桩（共18根01.2m，台座面积达23.5x25.88m，基础无下沉变形。上部钢结构支撑通过面板、纵梁、横梁、纵梁等多次分配，传至基础，受力均匀。底模面板在滑道部分厚度为20mm钢板，其余部分为8mm钢板。底层钢结构纵梁，支承在36台200吨分组串联的千斤顶上，油泵集中控制，以便于底模的整体升降、脱模及调整。脱模后的梁体支承在12台250吨顶面设有滑道板的千斤顶上，以便于顶推作业。内模及顶模支承在钢支墩或专门设置的车架上，外模则直接支撑在整体式钢平台上，用可调撑杆收紧或松开模板。拆模时，仅拆除内模、车架、顶模、外模随平台升降脱模，悬臂处的钢盒则在每段顶推完成后，在另外的工作平台上拆除。2、 箱梁混凝土灌注24m一段的箱梁，一次灌注混凝土达500m3。且每段必遇一个隔墙（墩顶隔墙或跨中隔墙），灌注时将隔墙混凝土带后一个节段，用微膨胀混凝土与梁体同期灌注，例如灌注第20号节段混凝土时，灌注第13号节段的隔墙。箱梁混凝土采用一次灌注。其工艺为竖向分段，水平分层，由中向外，由后向前灌注。严格控制配合比，不同季节采用不同配合比和附加剂，保证混凝土在3一4天达到设计强度的90%，以满足拆模及张拉的要求。3、 制孔对波纹管制孔，预以了高度重视，为保证波管孔道位置除用定位网固定外，对直线孔道，曲线孔道则分别采用钢管，钢绞线，硬塑管压重措施。混凝土灌注时派专人负责转动，混凝土灌注完毕即时的拔出压重物件，检孔，发现问题即时处理。经过上述方法办理后，有效地克服波纹管上浮或漏浆堵孔现象。滑道墩顶滑道必须坚固，刚性要好，无下沉及变形，墩顶滑道用经过刨削的35号铸钢垫块，上盖30mm厚的钢垫块并包覆3mm厚的不锈钢板，铺设时用精密水平仪抄平，误差1mm以

内。抄平调整完毕，铸钢垫块下用外能压水泥砂浆。四氟橡胶板厚10〜11mm，中层夹2mm的钢板。其厚度尺寸为3+2+2+3（四氟板+氯丁橡胶+钢板+氯丁橡胶）。尽管对滑道水平度与梁底水平度要求很高，但在顶推过程中难免遇到正负公差的同向组合，而导致墩顶滑道受力不均，因此，四氟橡胶板承压强度选用了较高级别的型号，以避免破损。四氟橡胶板上留有注油槽，槽中注入硅脂，可以大大降低顶推力，且损耗极少。经上述处理的四氟橡胶板在顶推时初始静磨擦系数可控制0.05以内，恢复后的磨擦系数在0.03〜0.04左右，这和有关资料介绍的情况吻合。牵引制导技术多点顶推其本质就是多点同步牵引。南昌大桥多点分布为隔墩设顶，即每隔一个墩设一个顶推墩，每墩设6台YC一75一1000的水平千斤顶。计算按每顶55吨顶力布置，磨擦系数按0.065考虑，牵引索原用32TVD粗筋，用连接套接长，因倒粗筋麻烦，且不能很好利用顶程，费时费力。后改用4申12.8钢绞线，顶前、顶后配自动工具锚、以便回顶锁住钢绞线，使顶推速度大大提高。梁上每24m设顶推锚孔六个，锚柱插入孔内后安装好钢绞线及锚头，与墩顶设置的六个施力顶架对应安装。顶推中如何做到多台顶同步？制导技术关键在哪里？我们的原则是哆点、逐级、限值助顶、单点加载主顶”。单点主顶墩设在39号墩（特别加固墩），其余各墩均为助顶墩，即助顶墩根据以往各段顶推情况计算出的磨擦系数，估算一个本次顶推的初始磨擦系数，设定一个顶力值，该值应基本接近滑动时的顶力值，但略小于滑动时的顶力值。并使各墩千斤顶基本稳定在这个顶力数值上。而主顶墩在各墩加载完毕后再行加载，此墩的顶力值，可较其它各墩顶力值稍大，此值加上后，梁体就应当移动。也就是说，箱梁的移动主要表面在39墩加载时形成主顶。其余各墩仅管在稳表注油，加载始终受到控制，不让这些墩的顶力之和构成箱梁移动的力量。当梁体移动后，初始静磨擦逐渐转化为稳定后的静磨擦，表现在磨擦系数降低即由0.05—0.04左右或更小。而其它各墩仍然保持原顶力，39墩则可能较初始顶力要小一些。保持箱梁不断的移动，只需39墩不断加载即可。当顶程接近1m时，千斤面回油，钢绞线利用自动工具锁定。顶头锚片松开，回油后再打紧顶头锚片，继续供油，开始新的1m行程。箱梁顶推时，在观测站上随时报告梁体位移情况，并即时调整，在墩侧向导向架上不断增减四氟板，以调整梁体横向位移。尽管梁体有数万吨重，但调整起来并不困难。经验表明：顶推中的制导原则是正确的，原理明确，简单易行，便于操作，箱梁移动平稳每小时综合速度1.5〜2m，其位移可以得到±1mm精确控制。除上述各点外，对大批量的内锚使用，K锚使用，较好地解决了预应力块件分段和长大钢丝束的运用问题，钢导梁的制安，临时墩的设置都较好地解决了起步节段受力和扭转问题。几点体会一、 顶推施工方法是一种新的造桥技术，在选用本法施工时，一定要充分注意到顶推法施工的优点，发挥其特长，否则将是不经济的，在可用其它方法修建的桥梁，不宜优先选用顶推法施工。二、 顶推法施工技术是从钢梁架设泄引拖拉发展而来的。近些年来，钢梁安装采用此法减少了，而预应力混凝土梁采用顶推施工却多起来了。随着顶推技术的发展，若钢梁再将此法运用起来，可比以往的拖拉做得更灵活方便，还可以避免混凝土梁的一些不足。更充分发挥钢梁的特性。三、 顶推施工方法对于长大桥梁和有特殊要求的地方施工较好，若现场连续制造，其节段长

度宜在12M〜24M。节段太短，工期长，造价不一定是经济的。四、 在线路侧面设立预制场，按3~4m一个节段制造，然后组拼，在钢丝束的布置、制造的工期等方面，会更合理一些。五、 对于起步节段，目前一般采用拼装钢导梁的办法来解决最大悬臂时的弯矩，但也可用安装吊索架的方法来减少悬臂端的弯矩。六、 一般来讲，多点顶推优于单点顶推，因为多点将施力点的水平力均匀地分布到各墩（点）墩台一般不需作特殊处理。七、 当梁体顶推到位后，需顶梁换支座，以完成所需的结构支承形式，若能将正式支座在顶推前安装就位，并作为顶推时滑道的一部分，则后期工作将大大简化。并可节约大量的临时滑道。八、 磨擦系数与滑道的质量有密切关系，滑道越平顺磨擦系数越小（与梁底面滑道处的平整度也一样）。且梁体在墩位上停留的时间越长，起动时磨擦力越大。九、 随着科学技术的不断发展，往复千斤顶的研制成功，履带式滑道及电脑的应用，顶推施工技术将会更广泛地使用。顶推施工法〉国内顶推施工的桥梁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；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）J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；J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：1•采用H型断面、带有水平隔板的塔柱结构；2•主梁施工采用浮吊逐段直接悬臂拼装；3.长达690m的连续箱梁，采用在柔性墩上多点顶推法施工;4•采用伸缩量达56cm的大位移伸缩缝装置。顶推施工法〉国外顶推施工的桥梁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；施工主跨时使用了辅助墩；11跨从37米到108米不等，总长928米，建筑高度从3.42米到5.8米，长细比从1/11到1/18.6；国外顶推施工的桥梁 AICH山谷桥（德国1981-1983）四车道公路桥，穿过两个山谷，桥宽27米，最高处50米；顶推长度最大的桥，全长1161米，跨度从51米到84米不等。梁高3.5米，与最大的跨径之比为1/24；全桥的固定点在山谷的中部；主跨顶推时使用了辅助缆；顶推施工法＞概述专家定义 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）。顶推施工法概貌狄家河桥委内瑞拉卡罗尼河桥顶推施工法概貌狄家河桥委内瑞拉卡罗尼河桥顶推施工法〉施工机械顶推施工机械—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。摸板搭建 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。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顶推施工法〉施工机械顶推施工机械—预制设备桥梁的上部结构在预制场地完成，场