专利名称：多孔大跨度连续钢桁梁多点同步顶推施工方法
技术领域：
本发明属于桥梁施工技术领域，尤其涉及一种多孔大跨度连续钢桁梁多点同步顶 推施工方法。
背景技术：
我国基础设施建设进一步加快，需要建设的项目日益增多，特别是铁路钢桁梁桥 越来越多，在郑州黄河公铁两用桥的特殊条件下，为适应我国铁路跨越式发展的需要，要求 钢桁梁架设必须采用新技术、新工艺，才能实现提前工期的目标。目前，大跨度钢桁梁架设一般采用悬臂拼装和节段吊装、拖拉、顶推的施工方法。 悬臂拼装施工，其缺点是施工工期长，投入的设备多，钢桁梁架设质量难以保证，同时施工 中安全风险较大。节段吊装需要大型机械设备进行运输与起吊，而既有的钢桁梁拖拉、顶推 施工也只局限于利用既有铁路纵梁作为通长连续滑道，这就要求滑道的受力不能太大，从 而也限制了顶推跨度不能太大，而对于无纵梁的正交异性板桥面来说，根本就没有纵梁可 以利用，也就无法进行顶推施工。对于大跨度无纵梁的多孔连续梁钢桁梁施工，截止目前， 没有既经济又快速、既安全又能保证质量的施工方法。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种施工快捷、安全可靠、质量好、 经济实用的多孔大跨度连续钢桁梁多点同步顶推施工方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案多孔大跨度连续钢桁梁多点同 步顶推施工方法，其包括以下步骤(1)、在岸边桥墩处拼装钢桁梁组装平台和顶推滑道；(2)、在钢桁梁组装平台上拼装一节钢桁梁和导梁；(3)、设置竖向千斤顶对钢桁梁进行支撑转换，然后安装连续顶推千斤顶、钢绞线、 液电一体化控制系统；(4)、操作液电一体化控制系统对钢桁梁进行顶推作业；(5)、上述一节钢桁梁顶推作业结束后，在钢桁梁组装平台上继续拼装钢桁梁，进 行下一次顶推作业，重复上述步骤循环作业，完成多孔大跨度钢桁梁顶推施工。所述步骤⑴中钢桁梁组装平台和顶推滑道的具体施工方法为根据钢桁梁的重 量、跨度、节间长度、宽度及钢桁梁组装平台上各个节间的受力情况设计钢桁梁组装平台、 滑道、滑块，滑块设置在钢桁梁组装平台上，钢桁梁组装平台上表面同时作为顶推滑道。所述步骤(2)中钢桁梁和导梁在拼装之前，在钢桁梁组装平台上，将各支点处拼 装垫块装好并锁定，其标高值根据前端钢桁梁标高情况计算确认的钢桁梁无应力线性标 高，钢桁梁拼装后再由测量人员对各支点处标高进行复测确认，满足设计要求后使用高强 螺栓拧紧，将最末端节点作为顶推滑移支撑点，以滑动垫块抄垫后作为拼装垫块用，一切准 备就绪后，采用吊机吊起钢桁梁和导梁进行拼装作业。所述步骤(3)的详细施工步骤为
①、钢桁梁拼装完成后，在最末端节点处布置竖向千斤顶将该段钢桁梁顶起，退出 所有支点处的拼装垫块，并根据受力要求，为了减小钢桁梁末端支撑点的受力从而减小钢 桁梁组装平台的受力，将末端钢桁梁高程适当降低，然后再将钢桁梁末端落梁于滑动垫块 上，钢桁梁前端落于桥墩顶部的滑块上；②、钢桁梁支撑转换完毕后，对钢桁梁构件应力进行检测，测量时则需对钢桁梁线 形进行测量；③、将C型锚固梁锚固于钢桁梁边桁下弦杆底板节点处，在钢桁梁组装平台后端 设置顶推千斤顶，在顶推千斤顶与锚固端处安装顶推钢绞线，在每个桥墩处设置一套液压 泵站、一套控制柜用来控制该桥墩的顶推千斤顶，同时将液压泵站及控制柜通过总控线与 总控室进行信号传递。所述每个桥墩的顶推千斤顶及液压泵站信息通过总控线传入总控室，由总控室计 算机发出顶推指令，利用液电一体化控制技术，控制多个桥墩的所有顶推千斤同时顶推，推 动钢桁梁向前移动，单次循环顶推长度为钢桁梁节间长度，单个节间顶推完毕后，每个桥墩 同时利用竖向千斤顶进行起顶作业，起顶高度应满足滑块倒用需要，将桥墩顶部的滑块直 接由钢桁梁组装平台上转移至上次顶推的起点位置，然后将竖向千斤顶落顶，使钢桁梁节 点落于桥墩顶部的滑块上，继续进行下一循环顶推。在钢桁梁多孔同时顶推时，受各桥墩差异性的影响，钢桁梁会产生一定的横向位 移，顶推过程中在每个桥墩设置横向限位，限位与钢桁梁之间放置楔形导向实现顶推过程 中横向调整。钢桁梁顶推到位后仍存在中线横向偏差，在每个墩顶钢桁梁组装平台设置局部横 移支架，并布置横移千斤顶，多个桥墩同步操作千斤顶进行横移，以保证钢桁梁的直线度。采用上述技术方案，达到以下有益效果(1)、为实现钢桁梁连续顶推，拼装钢桁梁组装平台兼做连续滑道，在钢桁梁组装 平台上拼装成节段后，进行支撑转换，将多点支撑转换成两点支撑。(2)、钢桁梁顶推采用不连续滑道，局部连续的顶推方式(单个节间为连续顶推)， 桥墩顶部的滑块仅仅支撑于钢桁梁节点处，钢桁梁通过桥墩顶部的滑块的往返倒移实现连 续向前顶推。(3)、桥墩顶部的滑块倒移时通过多台竖向千斤顶同步起顶钢桁梁至一定高度后， 将滑块直接由后节点处滑移至前一节点处，然后多台竖向千斤顶再同步落顶完成滑道倒用 的施工方法，大大节约了桥墩顶部的滑块的拆装时间，加快了顶推速度。(4)、钢桁梁的顶推力传递通过C型锚固梁实现，不需要在钢桁梁主体上焊接临时 锚固结构，更加易于施工。(5)、钢桁梁顶推时，通过液电一体化顶推施工控制技术来实现多孔钢桁梁连续同 步顶推，自动化程度高、工人劳动强度小、工作效率高。(6)、在进行多桁钢桁梁顶推时，前端设置的特殊的变截面导梁，可以满足并简化 大跨度多桁钢桁梁顶推过孔。(7)、通过在各桥墩顶设钢桁梁组装平台及滑块进行多点同步顶推，满足了钢桁梁 只能节点受力特点，分散了水平顶推力，解决了顶推力大的问题。本发明具有工期短、施工安全、质量有保证、费用低等的优点；所有钢桁梁拼装均在钢桁梁组装平台上完成，可以实现工厂化作业，避免了大量的水中钢桁梁拼装作业，安全 风险大大降低，同时钢桁梁组装平台上拼装钢桁梁线形调整更容易实现，大大提高了钢桁 梁拼装速度，节约了工期，保证了施工的安全和质量。钢桁梁顶推力通过C型锚固梁实现， C型锚固梁直接作用于钢桁梁底板拼接板上，通过钢桁梁拼接板传递顶推力，该结构不需要 在钢桁梁主体上焊接临时固定结构，即节约了成本，又保证了钢桁梁结构不受破坏。钢桁梁 顶推采用变截面导梁技术，取消了在主河槽中设置庞大的临时墩，对防洪渡汛有利，避免了 后期河道的清理，既实现了大跨度钢桁梁的顶推作业，又节约施工费用，减少了对河道的污
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图1是本发明施工状态下的安装布置图；图2是本发明当中导梁的结构示意图；
图3是图2的俯视图；图4是本发明当中拼装垫块的安装布置图；图5是图4的左视图；图6是本发明当中滑动垫块的安装布置图；图7是图6的左视图；图8是本发明当中桥墩顶部的滑块的安装布置图；图9是图8的左视图；图10是本发明当中C型锚固梁的安装布置图；图11是图10的左视图；图12是本发明当中钢桁梁的下弦节点加强的结构示意图；图13是图12当中的中桁下弦节点的截面图；图14是图12当中的边桁下弦节点的截面图。
具体实施例方式如图1 图14所示，本发明的多孔大跨度连续钢桁梁多点同步顶推施工方法，其 包括以下步骤(1)、在岸边桥墩1和桥墩10之间拼装钢桁梁组装平台2，根据钢桁梁4的重量、跨 度、节间长度、宽度及钢桁梁组装平台2上各个节间的受力情况设计钢桁梁组装平台2、滑 道、滑块，滑块设置在钢桁梁组装平台2上，钢桁梁组装平台2上表面同时作为顶推滑道。钢 桁梁组装平台2是所有钢桁梁4的拼装场地，布置在顶推起点一端。其长度可根据钢桁梁4 主跨跨度及施工工期综合考虑进行选择，平台支架直接和桥墩上的滑道梁15相连接。平台 支架上设置顶推滑道16，设置位置及数量与钢桁梁4主桁对应，顶推滑道16顶面布置不锈 钢板作为滑动面。由于钢桁梁的特点为节点受力，在进行钢桁梁4顶推时，滑块必须支承于 钢桁梁4节点部位，而由于钢桁梁4跨度大，重量大，因而节点处集中力很大，为此对钢桁梁 4节点进行了特殊设计，同时也对下滑道强度及平整度提出了很高的要求，因而采用特殊的 方式来安装滑道。每个桥墩顶面均布置滑道梁15，设置位置及数量与钢桁梁4主桁对应。滑道梁15与墩身固结，滑道梁15端头设施起顶平台，用于放置竖向千斤顶12。滑道梁15内纵向设置 索道管，用于通过顶推钢绞线19。滑道长度大于钢桁梁4节间长度，可以保证桥墩顶部的滑 块8支撑于主桁节点处，滑道梁15两侧设置横向限位装置及横移牛腿，横向限位主要是通 过顶推过程对钢桁梁4线形进行调整，在钢桁梁4顶推完成后，则通过横移牛腿和千斤顶对 钢桁梁进行横移纠偏，以确保钢桁梁线形。墩顶滑道梁15与钢桁梁组装平台2 —样，均需 平整、密实。(2)、钢桁梁4和导梁5在拼装之前，在钢桁梁组装平台2上，将各支点处拼装垫块 6装好并锁定，其标高值根据前端钢桁梁4标高情况计算确认的钢桁梁4无应力线性标高， 钢桁梁4拼装后再有测量人员对各支点处标高进行复测确认，满足设计要求后使用高强螺 栓拧紧，将最末端节点作为顶推滑移支撑点，以滑动垫块3抄垫后作为拼装垫块6用，一切 准备就绪后，采用吊机吊起钢桁梁4和导梁5进行拼装作业。在钢桁梁组装平台2上拼装 一节钢桁梁4和导梁5 ；导梁5是钢桁梁4顶推的关键结构之一，导梁5可做成变截面形式， 满足最大悬臂状态强度、刚度要求即可。导梁5前端节点为变高刚性节点，设起顶设备，当 导梁5前端到墩旁托架后，前端起顶，使得导梁5节点能够顺利滑移到托架滑道梁上。导梁 5前端到达滑道后，通过在导梁5前端设置的液压千斤顶，反顶活塞，导梁5前端起顶至设计 位置后，活塞锁定，千斤顶下部提供滑移支撑点，钢桁梁4整体向前顶推，导梁5前端滑移至 滑道梁15面支撑后，将活塞收起，恢复正常顶推滑移。通过该导梁5的设置，为大跨度钢桁 梁4顶推的实现提供了条件。钢桁梁4跨度大，重量大，对节点下的滑块强度及摩擦系数要求很高，因而滑块采 用可焊性铸钢材料做成，同时为减少滑块与滑道梁15之间的摩擦力以利于钢桁梁4顺利顶 推，滑块与滑道梁15的接触面镶嵌NGA板18 (高分子合金材料)。滑块顶部与钢桁梁4接 触面放置石棉板，增加滑块与钢桁梁4的摩擦力，从而避免了钢桁梁4与滑块之间出现错 动，保证钢桁梁4顺利顶推滑移。(3)、设置竖向千斤顶12对钢桁梁4进行支撑转换，然后安装连续顶推千斤顶、钢 绞线19、液电一体化控制系统(图中未显示出)，具体步骤为①、钢桁梁4拼装完成后，在 最末端节点处布置竖向千斤顶12将该段钢桁梁4顶起，退出所有支点处的拼装垫块6，并根 据受力要求，为了减小钢桁梁4末端支撑点的受力从而减小钢桁梁组装平台2的受力，将末 端钢桁梁4高程适当降低，然后在将钢桁梁4末端落梁于滑动垫块3上，钢桁梁4前端落于 桥墩1和桥墩10顶部的滑块8上；②、钢桁梁4支撑转换完毕后，对钢桁梁4构件应力进行 检测，测量时则需对钢桁梁4线形进行测量；③、将C型锚固梁9锚固于钢桁梁4的边桁下 弦杆底板11节点处，在钢桁梁组装平台2后端设置顶推千斤顶，在顶推千斤顶与锚固端处 安装顶推钢绞线19，在每个桥墩处设置一套液压泵站、一套控制柜用来控制该桥墩的顶推 千斤顶，同时将液压泵站及控制柜通过总控线与总控室进行信号传递。C型锚固梁9为钢结构，需将C型锚固梁9与钢桁梁4进行锚固，从而保证将C型 锚固梁9的水平顶推力传递给钢桁梁4。C型锚固梁9设置有锚固索道孔20，钢绞线19通 过普通锚具21、钢绞线夹片22、夹片限位板23与C型锚固梁9锚固。(4)、操作液电一体化控制系统对钢桁梁4进行顶推作业。每个桥墩的顶推千斤顶 及液压泵站信息通过总控线传入总控室，由总控室计算机发出顶推指令，利用液电一体化 控制技术，控制多个桥墩的所有顶推千斤同时顶推，推动钢桁梁4向前移动，单次循环顶推长度为钢桁梁4节间长度，单个节间顶推完毕后，每个桥墩同时利用竖向千斤顶12进行起 顶作业，起顶高度应满足滑块倒用需要，将桥墩顶部的滑块8直接由钢桁梁组装平台2上转 移至上次顶推的起点位置，然后将竖向千斤顶12落顶，使钢桁梁4节点落于桥墩顶部的滑 块8上，继续进行下一循环顶推。(5)、上述一节钢桁梁顶推作业结束后，在钢桁梁组装平台2上继续拼装钢桁梁4， 进行下一次顶推作业，重复上述步骤循环作业，完成多孔大跨度钢桁梁顶推施工。在钢桁梁4多孔同时顶推时，受各桥墩差异性的影响，钢桁梁4会 产生一定的横向 位移，顶推过程中在每个桥墩设置横向限位，限位与钢桁梁4之间放置楔形导向实现顶推 过程中横向调整。钢桁梁4顶推到位后仍存在中线横向偏差，在每个墩顶钢桁梁组装平台2 设置局部横移支架，并布置横移千斤顶，多个桥墩同步操作千斤顶进行横移，以保证钢桁梁 4的直线度。
权利要求
多孔大跨度连续钢桁梁多点同步顶推施工方法，其特征在于其包括以下步骤(1)、在岸边桥墩处拼装钢桁梁组装平台和顶推滑道；(2)、在钢桁梁组装平台上拼装一节钢桁梁和导梁；(3)、设置竖向千斤顶对钢桁梁进行支撑转换，然后安装连续顶推千斤顶、钢绞线、液电一体化控制系统；(4)、操作液电一体化控制系统对钢桁梁进行顶推作业；(5)、上述一节钢桁梁顶推作业结束后，在钢桁梁组装平台上继续拼装钢桁梁，进行下一次顶推作业，重复上述步骤循环作业，完成多孔大跨度钢桁梁顶推施工。
2.根据权利要求1所述的多孔大跨度连续钢桁梁多点同步顶推施工方法，其特征在 于所述步骤(1)中钢桁梁组装平台和顶推滑道的具体施工方法为根据钢桁梁的重量、跨 度、节间长度、宽度及钢桁梁组装平台上各个节间的受力情况设计钢桁梁组装平台、滑道、 滑块，滑块设置在钢桁梁组装平台上，钢桁梁组装平台上表面同时作为顶推滑道。
3.根据权利要求1所述的多孔大跨度连续钢桁梁多点同步顶推施工方法，其特征在 于所述步骤(2)中钢桁梁和导梁在拼装之前，在钢桁梁组装平台上，将各支点处拼装垫 块装好并锁定，其标高值根据前端钢桁梁标高情况计算确认的钢桁梁无应力线性标高，钢 桁梁拼装后再由测量人员对各支点处标高进行复测确认，满足设计要求后使用高强螺栓拧 紧，将最末端节点作为顶推滑移支撑点，以滑动垫块抄垫后作为拼装垫块用，一切准备就绪 后，采用吊机吊起钢桁梁和导梁进行拼装作业。
4.根据权利要求1所述的多孔大跨度连续钢桁梁多点同步顶推施工方法，其特征在 于所述步骤(3)的详细施工步骤为①、钢桁梁拼装完成后，在最末端节点处布置竖向千斤顶将该段钢桁梁顶起，退出所有 支点处的拼装垫块，并根据受力要求，为了减小钢桁梁末端支撑点的受力从而减小钢桁梁 组装平台的受力，将末端钢桁梁高程适当降低，然后再将钢桁梁末端落梁于滑动垫块上，钢 桁梁前端落于桥墩顶部的滑块上；②、钢桁梁支撑转换完毕后，对钢桁梁构件应力进行检测，测量时则需对钢桁梁线形进 行测量；③、将C型锚固梁锚固于钢桁梁边桁下弦杆底板节点处，在钢桁梁组装平台后端设置 顶推千斤顶，在顶推千斤顶与锚固端处安装顶推钢绞线，在每个桥墩处设置一套液压泵站、 一套控制柜用来控制该桥墩的顶推千斤顶，同时将液压泵站及控制柜通过总控线与总控室 进行信号传递。
5.根据权利要求1所述的多孔大跨度连续钢桁梁多点同步顶推施工方法，其特征在 于所述每个桥墩的顶推千斤顶及液压泵站信息通过总控线传入总控室，由总控室计算机 发出顶推指令，利用液电一体化控制技术，控制多个桥墩的所有顶推千斤同时顶推，推动钢 桁梁向前移动，单次循环顶推长度为钢桁梁节间长度，单个节间顶推完毕后，每个桥墩同时 利用竖向千斤顶进行起顶作业，起顶高度应满足滑块倒用需要，将桥墩顶部的滑块直接由 钢桁梁组装平台上转移至上次顶推的起点位置，然后将竖向千斤顶落顶，使钢桁梁节点落 于桥墩顶部的滑块上，继续进行下一循环顶推。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的多孔大跨度连续钢桁梁多点同步顶推施工 方法，其特征在于在钢桁梁多孔同时顶推时，受各桥墩差异性的影响，钢桁梁会产生一定的横向位移，顶推过程中在每个桥墩设置横向限位，限位与钢桁梁之间放置楔形导向实现 顶推过程中横向调整。
7.根据权利要求6所述的多孔大跨度连续钢桁梁多点同步顶推施工方法，其特征在 于钢桁梁顶推到位后仍存在中线横向偏差，在每个墩顶钢桁梁组装平台设置局部横移支 架，并布置横移千斤顶，多个桥墩同步操作千斤顶进行横移，以保证钢桁梁的直线度。
全文摘要
本发明公开了一种多孔大跨度连续钢桁梁多点同步顶推施工方法，包括以下步骤(1)在岸边桥墩处拼装钢桁梁组装平台和顶推滑道；(2)在钢桁梁组装平台上拼装一节钢桁梁和导梁；(3)设置竖向千斤顶对钢桁梁进行支撑转换，然后安装连续顶推千斤顶、钢绞线、液电一体化控制系统；(4)操作液电一体化控制系统对钢桁梁进行顶推作业；(5)上述一节钢桁梁顶推作业结束后，在钢桁梁组装平台上继续拼装钢桁梁，进行下一次顶推作业，重复上述步骤循环作业，完成多孔大跨度钢桁梁顶推施工。本发明具有工期短、施工安全、质量有保证、费用低等的优点，既实现了大跨度钢桁梁的顶推作业，又节约施工费用，减少了对河道的污染。
文档编号E01D21/00GK101831874SQ201010184520
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者吴向军, 周外男, 国洪光, 姚发海, 宋杰, 宋洪喜, 张耀, 杨梦纯, 毛伟琦, 王守昌, 王政兵, 秦顺全, 董政 申请人:中铁大桥局集团第一工程有限公司;中铁大桥局集团有限公司