专利名称：三桁式连续钢桁梁顶推装置及其布置方法
技术领域：
本发明涉及桥梁施工方法，特别是涉及三桁式连续钢桁梁顶推装置及其布置方 法。
背景技术：
随着我国经济的发展，桥梁施工逐步向沿海地区进军，需要建设的钢桁梁桥日益 增多。在跨越大江、大河时，经常采用大跨度、多跨连续(或临时连续后简支)的钢桁梁桥。现阶段，大跨度连续钢桁梁桥进行架设施工时，常采用以下几种施工方法，一是利 用吊索塔架进行悬臂拼装施工方法，二是通过加临时墩进行悬臂拼装，第三种方法是顶推 法。上述前两种施工方法一般采用散拼的方法进行，施工工期较长，而且受施工环境 影响大。利用吊索塔架进行悬臂拼装施工，不安全因素较多、施工复杂；通过加临时墩进行 悬臂拼装施工，临时墩投入大、修建难度高、费用高。顶推法不需要大型机械设备和临时墩， 并且占用场地少，可以更好地保证质量并缩短施工工期，但是该方法国内倘未有在三桁式 连续钢桁梁架设方面的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决三桁式连续钢桁梁施工复杂、费用高的问题。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种三桁式连续钢桁梁 顶推装置，包括左、中、右三组支撑结构，滑道梁，垂直顶升千斤顶和水平连续顶推千斤顶。 所述左、中、右三组支撑结构包括由沿桥向在墩身的前后两侧各设置的一排混凝土立柱，每 排混凝土立柱各三根，立柱与墩身沿桥向分别组成所述左、中、右三组支撑结构；所述滑道 梁包括左、右边桁滑道梁和中桁滑道梁三组，分别设置在左、中、右三组支撑结构上，与钢桁 梁的左、右边桁和中桁相对应，每组滑道梁纵桥向长度大于钢桁梁的一个节段，分别由前、 后滑道梁和中滑道梁组成，前、后滑道梁通过预埋件与墩帽和混凝土立柱固定，中滑道梁支 撑在墩身上且两端分别通过螺栓与前、后滑道梁固定连接；三组滑道梁的前、后两端分别并 排放置两个滑块；左、右边桁滑道梁的前滑道梁的前端设有操作平台，水平连续顶推千斤顶 安装在操作平台上，并通过拉索锚固在钢桁梁的后端，左、右边桁滑道梁以及中桁滑道梁的 前部各设置四台垂直顶升千斤顶，位于滑道梁前端的滑块设置在垂直顶升千斤顶的后方且 通过定位块限制滑块前移。在上述三桁式连续钢桁梁顶推装置中，滑道梁顶面上铺设有钢板并与其顶面点 焊，钢板顶面上焊接有不锈钢板。在上述三桁式连续钢桁梁顶推装置中，中滑道梁的整体高度小于前、后滑道梁，并 通过垫石支撑在墩身上。在上述三桁式连续钢桁梁顶推装置中，垂直顶升千斤顶上分别设抄垫垫块，所述 抄垫垫块为标准钢铸块。
在上述三桁式连续钢桁梁顶推装置中，所述滑块包括左滑块体和右滑块体，所述 左滑块体的右侧面上设有若干左连接臂，所述右滑块体的左侧面上设有若干右连接臂，左 连接臂与右连接臂分别铰接连接。在上述三桁式连续钢桁梁顶推装置中，所述左连接臂的右端面上设有第一条状凸 块，所述右连接臂的左端面上设有与第一条状凸块相适配的第一凹槽，第一条状凸块插装 在第一凹槽内且分别通过销轴铰接。在上述三桁式连续钢桁梁顶推装置中，所述左滑块体和右滑块体的底面上分别设 有凹坑，凹坑内固定有填板，填板的底面上固定有由工程塑料合金制成的滑板，且左滑块体 和右滑块体的底面分别高于滑板的底面。
本发明还提供了 一种三桁式连续钢桁梁顶推装置布置方法，包括以下步骤 A10、沿桥向在墩身的前后两侧各设置一排混凝土立柱，每排混凝土立柱各三根，立柱 与墩身沿桥向组成左、中、右三组支撑结构；
A20、在左、中、右三组支撑结构上分别设置左、右边桁滑道梁和中桁滑道梁； A30、每组滑道梁纵桥向长度大于钢桁梁的一个节段，由前、后滑道梁和中滑道梁组成， 前、后滑道梁通过预埋件与墩帽和混凝土立柱固定，中滑道梁通过垫石支撑在墩身上且两 端分别通过螺栓与前、后滑道梁固定连接，滑道梁安装完毕后，在滑道梁顶铺钢板与其顶面 点焊，钢板顶面焊接不锈钢板以减小摩擦；
A40、左、右边桁滑道梁的前滑道梁的前端设有操作平台，在操作平台上安装水平连续 顶推千斤顶，并通过拉索锚固定钢桁梁的后端，左、右边桁滑道梁以及中桁滑道梁的前部各 设置四台垂直顶升千斤顶，垂直顶升千斤顶上分别设抄垫垫块，三组滑道梁的前、后两端分 别并排放置两个滑块，位于滑道梁前端的滑块设置在垂直顶升千斤顶的后方且通过定位块 限制其滑块前移，钢桁梁整体置于上述滑块上。在上述方法中，前滑道梁、后滑道梁和后滑道梁的内部沿轴向依次设有索道穿装 管，位于前滑道梁内部的索道穿装管的前端与水平连续顶推千斤顶相对，位于前滑道梁内 部的索道穿装管的后端部呈喇叭形。
本发明具有以下有益效果
(1)、仅同步顶推钢桁梁的两侧边桁，中桁被动滑移，提高了施工效率，降低了施工成本。(2)、顶推前移过程中，钢桁梁只有节点受力，受力合理。(3)、取消了江河中庞大的临时墩，对防洪渡汛有利，避免了后期河道清理的麻烦。(4)、减少水上作业，可在支架上工厂化作业，既能有效保证施工质量又能有效缩
短工期。(5)、通过千斤顶与滑块的转换调节，避免在整节段过孔过程中，整节段钢桁梁下 弦受到阻碍不能同时向前移动，造成顶推困难并避免整节段受到弯曲和扭曲。
图1为本发明钢桁梁边桁节点顶推装置布置图；图2为本发明钢桁梁中桁节点顶推装置布置图； 图3为图1、图2中的A-A、B-B剖面图； 图4为滑块结构示意图； 图5为滑块的俯视图； 图6为左、右边桁滑道梁结构图； 图7为中桁滑道梁结构图。
具体实施例方式下面结合具体实施例和附图对本发明作出详细的说明。该实施例为一公铁两用桥钢桁梁，如图1 图3所示，钢桁梁是由中桁10和左、右 边桁3-1、3-2组成的三片桁架结构，钢桁梁一个节间长12m，两侧边桁均设置水平连续千斤 顶4同步连续顶推，根据两侧边桁的位移量进行监测、反馈调整，同步误差理论值在0. 2mm 内，两侧边桁产生主动滑移，中桁不设水平顶推千斤顶，被动滑移。三桁式连续钢桁梁顶推装置包括支撑结构、滑道梁和顶推设备，由于钢桁梁的一 个节间长12m，因此墩身12的宽度不够，为保证顶推前移过程中钢桁梁只在节点处受力，并 满足节点过墩要求，沿桥向在墩身12的前后两侧各设置一排混凝土立柱9 (图1中左端为 前)，每排混凝土立柱各三根，立柱与墩身沿桥向组成左、中、右三组支撑结构。滑道梁包括左、右边桁滑道梁和中桁滑道梁三组，分别设置在左、中、右三组支撑 结构上，与钢桁梁的左、右边桁3-1、3-2和中桁10相对应，再结合图6、图7，每组滑道梁纵 桥向长度大于12m，由前、后滑道梁6-1、6-2和中滑道梁7组成，前、后滑道梁6_1、6_2通过 预埋件8与墩身12的墩帽(墩身顶部的承载结构)和混凝土立柱9固定，以抵抗钢桁梁前移 产生的水平力。中滑道梁7通过垫石13支撑在墩身12上且两端分别通过螺栓与前、后滑 道梁6-1、6-2固定连接，这样中滑道梁7的整体高度小于前、后滑道梁6-1、6-2。滑道梁安 装完毕后，在滑道梁顶铺20mm厚钢板与其顶面点焊，钢板顶面焊接4mm不锈钢板以减小摩 擦。左、右边桁滑道梁的前滑道梁6-1的前端设有操作平台5，水平连续顶推千斤顶4 安装在操作平台5上，并通过拉索锚固在钢桁梁的后端，左、右边桁滑道梁以及中桁滑道梁 的前部各设置四台垂直顶升千斤顶1，垂直顶升千斤顶1上分别设抄垫垫块11，抄垫垫块11 采用标准钢铸块，用于调整钢桁梁的高度。所有垂直顶升千斤顶1同步控制，用于同时垂直 顶起钢桁梁。三组滑道梁的前、后两端分别并排放置两个滑块2-1和2-2，位于滑道梁前端 的滑块2-1设置在垂直顶升千斤顶1的后方且通过定位块限制滑块前移，即当滑块2-1滑 动到滑道梁的前端时，与定位块相抵，阻止其继续前行，钢桁梁整体置于上述滑块上。顶推施工时，两台水平连续顶推千斤顶4分别同时顶推钢桁梁的左、右边桁，于是 钢桁梁整体随滑块2-2向前移动，当该节段的钢桁梁被向前顶推一个节段的距离后，滑块 2-2到达滑道梁的前部，与滑块2-1相抵后不再向前移动，此时，垂直顶升千斤顶1将钢桁梁 顶起，将滑块2-2滑移回原来的位置，支撑下一节段的钢桁梁。如此反复，利用垂直顶升千 斤顶与滑块的转换完成所有三桁式钢桁梁节段顶推过墩。图4是滑块结构图，图5为滑块俯视图，如图4、图5所示，滑块包括左滑块体101 和右滑块体102，所述左滑块体101的右侧面上设有若干左连接臂，所述右滑块体102的左
6侧面上设有若干右连接臂，左连接臂的右端面上设有第一条状凸块，右连接臂的左端面上 设有与第一条状凸块相适配的第一凹槽，第一条状凸块插装在第一凹槽内并分别通过销轴 103铰接。为了适应不同宽度的结构主体的需要，可以在左滑块体101和右滑块体102设置 不同长度的调节杆，通过调节杆调整左、右滑块体101、102之间的距离。左滑块体101和右滑块体102的底面上分别设有有凹坑，凹坑内固定有填板105， 由工程塑料合金(MGE高分子材料)制成的滑板106通过多个沉头螺钉107固定在填板105 的底面上，且左滑块体101和右滑块体102的底面分别高于滑板106的底面，这样，当左、右 滑块体101和102置于滑道上时，只有滑板106的底面与滑道接触，其目的是减小滑动面摩 擦力，MGE高分子材料滑板106具有抗压承载能力强、耐磨和摩擦系数小的特点，抗压强度 超过25Mpa，与不锈钢板形成摩擦副后摩擦系数为0. 03 0. 05。左滑块体101和右滑块体 102底面上的凹坑对滑板106和填板105形成侧向限制。由于滑块由铸钢材料的左、右滑块体101组拼而成，方便拆装和倒用，同时为适应 三桁式钢桁梁下弦断面的变化，滑块可以通过调节杆调整不同的宽度，为减小滑动面摩擦 力，在滑块底部镶20mm厚MGE高分子材料滑板106，其具有高抗压承载能力和耐磨、摩擦系 数小的特点，抗压强度超过25Mpa，与不锈钢板的摩擦系数为0. 03-0. 05。施工时不锈钢板 上涂抹黄油，保证顺利滑动，保持滑道无灰尘及其他杂物，防止刮伤MGE板影响使用效果。为控制顶推过程中钢桁梁中线位置，滑道梁顶部焊有滑移导向槽，约束滑块2的 横向位移。前滑道梁、后滑道梁和后滑道梁的内部沿轴向依次设有索道穿装管，位于前滑道 梁内部的索道穿装管的前端与水平连续顶推千斤顶4相对，位于前滑道梁内部的索道穿装 管的后端部呈喇叭形，以防止割伤钢绞线。本发明提供的三桁式连续钢桁梁顶推装置布置方法，包括以下步骤
A10、沿桥向在墩身的前后两侧各设置一排混凝土立柱，每排混凝土立柱各三根，立柱 沿桥向与墩身组成左、中、右三组支撑结构；
A20、在左、中、右三组支撑结构上分别设置左、右边桁滑道梁和中桁滑道梁； A30、每组滑道梁纵桥向长度大于钢桁梁的一个节段，由前、后滑道梁和中滑道梁组成， 前、后滑道梁通过预埋件与墩帽和混凝土立柱固定，中滑道梁通过垫石支撑在墩身上且两 端分别通过螺栓与前、后滑道梁固定连接，滑道梁安装完毕后，在滑道梁顶铺20mm厚钢板 与其顶面点焊，钢板顶面焊接4mm不锈钢板以减小摩擦；
A40、左、右边桁滑道梁的前滑道梁的前端设有操作平台，在操作平台上安装水平连续 顶推千斤顶，并通过拉索锚固在钢桁梁的后端，左、右边桁滑道梁以及中桁滑道梁的前部各 设置四台垂直顶升千斤顶，垂直顶升千斤顶上分别设抄垫垫块，三组滑道梁的前、后两端分 别并排放置两个滑块，位于滑道梁前端的滑块设置在垂直顶升千斤顶的后方且通过定位块 限制滑块前移，钢桁梁整体置于上述滑块上。本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的 结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
权利要求
三桁式连续钢桁梁顶推装置，其特征在于包括左、中、右三组支撑结构，包括由沿桥向在墩身的前后两侧各设置的一排混凝土立柱，每排混凝土立柱各三根，立柱与墩身沿桥向分别组成所述左、中、右三组支撑结构；滑道梁，包括左、右边桁滑道梁和中桁滑道梁三组，分别设置在左、中、右三组支撑结构上，与钢桁梁的左、右边桁和中桁相对应，每组滑道梁纵桥向长度大于钢桁梁的一个节段，分别由前、后滑道梁和中滑道梁组成，前、后滑道梁通过预埋件与墩帽和混凝土立柱固定，中滑道梁支撑在墩身上且两端分别通过螺栓与前、后滑道梁固定连接；三组滑道梁的前、后两端分别并排放置两个滑块；垂直顶升千斤顶和水平连续顶推千斤顶，左、右边桁滑道梁的前滑道梁的前端设有操作平台，水平连续顶推千斤顶安装在操作平台上，并通过拉索锚固在钢桁梁的后端，左、右边桁滑道梁以及中桁滑道梁的前部各设置四台垂直顶升千斤顶，位于滑道梁前端的滑块设置在垂直顶升千斤顶的后方且通过定位块限制滑块前移。
2.如权利要求1所述的三桁式连续钢桁梁顶推装置，其特征在于滑道梁顶面上铺设有 钢板并与其顶面点焊，钢板顶面上焊接有不锈钢板。
3.如权利要求1所述的三桁式连续钢桁梁顶推装置，其特征在于中滑道梁的整体高度 小于前、后滑道梁，并通过垫石支撑在墩身上。
4.如权利要求1所述的三桁式连续钢桁梁顶推装置，其特征在于垂直顶升千斤顶上分 别设有抄垫垫块，所述抄垫垫块为标准钢铸块。
5.如权利要求1所述的三桁式连续钢桁梁顶推装置，其特征在于所述滑块包括左滑块体，其右侧面上设有若干左连接臂；右滑块体，其左侧面上设有若干右连接臂，左连接臂与右连接臂分别铰接连接。
6.如权利要求5所述的三桁式连续钢桁梁顶推装置，其特征在于所述左连接臂的右 端面上设有第一条状凸块，所述右连接臂的左端面上设有与第一条状凸块相适配的第一凹 槽，第一条状凸块插装在第一凹槽内且分别通过销轴铰接。
7.如权利要求6所述的三桁式连续钢桁梁顶推装置，其特征在于还包括若干调节杆， 所述调节杆的左端面上设有与左连接臂右端面上的第一条状凸块相适配的第二凹槽，调节 杆的右端面上设有与右连接臂左端面上的第一凹槽相适配的第二条状凸块，第一条状凸块 插装在第二凹槽内，第二条状凸块插装在第一凹槽内且分别通过销轴铰接。
8.如权利要求5、6或7所述的三桁式连续钢桁梁顶推装置，其特征在于所述左滑块体 和右滑块体的底面上分别设有凹坑，凹坑内固定有填板，填板的底面上固定有由工程塑料 合金制成的滑板，且左滑块体和右滑块体的底面分别高于滑板的底面。
9.三桁式连续钢桁梁顶推装置布置方法，其特征在于包括以下步骤A10、沿桥向在墩身的前后两侧各设置一排混凝土立柱，每排混凝土立柱各三根，立柱 与墩身沿桥向组成左、中、右三组支撑结构；A20、在左、中、右三组支撑结构上分别设置左、右边桁滑道梁和中桁滑道梁；A30、每组滑道梁纵桥向长度大于钢桁梁的一个节段，由前、后滑道梁和中滑道梁组成， 前、后滑道梁通过预埋件与墩帽和混凝土立柱固定，中滑道梁通过垫石支撑在墩身上且两 端分别通过螺栓与前、后滑道梁固定连接，滑道梁安装完毕后，在滑道梁顶铺钢板与其顶面 点焊，钢板顶面焊接不锈钢板以减小摩擦；A40、左、右边桁滑道梁的前滑道梁的前端设有操作平台，在操作平台上安装水平连续 顶推千斤顶，并通过拉索锚固在钢桁梁的后端，左、右边桁滑道梁以及中桁滑道梁的前部各 设置四台垂直顶升千斤顶，垂直顶升千斤顶上分别设抄垫垫块，三组滑道梁的前、后两端分 别并排放置两个滑块，位于滑道梁前端的滑块设置在垂直顶升千斤顶的后方且通过定位块 限制其滑块前移，钢桁梁整体置于上述滑块上。
10.如权利要求9所述的三桁式连续钢桁梁顶推装置布置方法，其特征在于前滑道梁、 后滑道梁和后滑道梁的内部沿轴向依次设有索道穿装管，位于前滑道梁内部的索道穿装管 的前端与水平连续顶推千斤顶相对，位于前滑道梁内部的索道穿装管的后端部呈喇叭形。
全文摘要
本发明公开了一种三桁式连续钢桁梁顶推装置及其布置方法，该装置包括左、中、右三组支撑结构，这三组支撑结构上分别设置有左、右边桁滑道梁和中桁滑道梁，滑道梁的前端设有操作平台，水平连续顶推千斤顶安装在操作平台上，左、右边桁滑道梁以及中桁滑道梁的前部各设置四台垂直顶升千斤顶。本发明仅同步顶推钢桁梁的两侧边桁，中桁被动滑移，提高了施工效率，降低了施工成本，取消了江河中庞大的临时墩，对防洪渡汛有利，避免了后期河道清理的麻烦。
文档编号E01D21/00GK101906755SQ201010273070
公开日2010年12月8日 申请日期2010年9月6日 优先权日2010年9月6日
发明者唐勇, 姚发海, 张爱花, 张瑞霞, 李军堂, 毛伟琦, 涂满明 申请人:中铁大桥局集团有限公司