专利名称：钢箱梁的架设顶推滑移方法
技术领域：
本发明涉及桥梁工程施工技术领域，具体涉及一种大吨位钢箱梁的架设顶推滑 移方法
背景技术：
顶推法的构思来源于钢桥的纵向拖拉施工法。而在顶推法中使用千斤顶取代了卷 扬机和滑车，用板式滑动支座取代了滚筒。这些取代改善了由于卷扬机和滑车组在启动时 造成的冲击和滚筒的线支承作用而引起的应力集中。从此之后，顶推施工工艺得到了迅速 发展和提高。顶推法施工原理是沿桥纵轴方向的台后设置分节段拼装场，分节段拼装梁体，纵 向预应力筋张拉后，通过水平千斤顶施力，借助滑道、滑块，将梁逐段向前顶推，就位后落 梁，更换正式支座。顶推施工法的关键是顶推作业，核心在于应用有限的顶力将梁顶推就 位。顶推施工法目前主要分为单点顶推和多点顶推，其顶推动力系统可为步距式顶推或连 续顶推，支承系统可为临时滑道或使用与永久支座兼用的滑动支承，顶推方向可为单向顶 推或双向顶推，箱梁可预制组拼分段顶推或是逐段预制逐段顶推。现有技术中，钢箱梁的架设过程中往往需要用到临时滑道支承，并且顶推滑移时 摩擦阻力大，需要极大的顶推力，相应的顶推装置结构复杂笨重，顶推作业时容易产生很大 噪音与震动，对桥墩及设备产生一定冲击。同时，钢箱梁的架设过程中不可避免的要占用河 道进行施工的吊装、安装工作，影响河道的正常通行。采用轮轨式须设置轨道滚轮装置，钢 梁重心高。需落梁时抽换；而采用支架法需要占用河道及大量的结构材料。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提出一种钢箱梁的架设顶推滑移 方法，采用双作用液压油缸及油泵站推拉往返滑拖板技术，滑板式液压顶推装置的接触摩 擦面采用新颖材料组合，摩擦阻力小，并充分利用钢梁自身刚度而无需设置临时滑道支承， 与垂直顶升、落梁液压千斤顶配合作业就能完成大跨径连续的各类钢一混结构的桥梁架设 施工，能大大提升工作效率，施工稳定、方便，基本不占用河道。本发明的目的实现由以下技术方案完成
一种钢箱梁的架设顶推滑移方法，沿桥纵轴方向的台后设置分节段拼装场，分节段拼 装钢箱梁梁体，而后将梁逐段向前顶推滑移，就位后落梁，更换正式支座，其中，在每个桥墩 墩顶布置有起落梁用液压千斤顶与被动顶推器或主动顶推器，所述被动顶推器包括托板， 所述托板固定安装于桥墩墩顶，其上表面具有滑槽；所述主动顶推器主要由上托板、下托板 以及顶推动力装置组成，上托板固定安装于桥墩墩顶，上、下托板间形成“U”型滑道并可沿 “U”型滑道相对运动；所述钢箱梁梁体压放于所述主动顶推器的上托板上表面，由顶推动力 装置带动上托板及其上托板上的钢箱梁梁体向前滑移，待所述顶推动力装置的活塞行程走 行完毕，同时起升所述起落梁用液压千斤顶，顶起钢箱梁，并将顶推动力装置回复到初始活塞位置，再落下所述液压千斤顶，重复顶推动力装置的活塞行程，使钢箱梁从一个桥墩到达 另一个桥墩，并在所述另一个桥墩上沿该桥墩上安装的被动顶推器的“U”型滑道或主动顶 推器的滑槽继续滑行，直至使钢箱梁移动就位。
上述主动顶推器的“U”型滑道上安装有聚四氟乙烯板，所述上托板底部固定安装 有不锈钢板。上述被动顶推器的滑槽上嵌设有不锈钢板，所述不锈钢板上表面放置有聚四氟乙 烯板，所述聚四氟乙烯板可在滑槽内滑移运动。上述在钢箱梁的架设顶推滑移过程中，至少设置有一个主动顶推器；
在钢箱梁的架设顶推滑移过程中，当起升所述起落梁用液压千斤顶时，所述被动顶推 器或主动顶推器可从安装位置的桥墩墩顶卸下，并安装于其它桥墩墩顶；
在每个桥墩墩顶上至少对称布置两组主动顶推器或被动顶推器与液压千斤顶； 在钢箱梁的架设顶推滑移过程中，先在各桥墩墩顶布置整平钢垫箱，获得平整面，而后 在所述平整面上安装起落梁用液压千斤顶与被动顶推器或主动顶推器。上述墩顶桥梁中线上设有观测钢箱梁中线变化的经纬仪，在移梁过程中通过观察 所述经纬仪以纠正梁体中线位置的偏移。本发明的优点是，应用本发明方法能实现连续钢箱梁安全、迅速、准确的纵移就 位，可不设置上、下滑道，从而节约大量的轨道器材及劳动力，且不占用河道空间。所采用的 顶推装置结构简单、安装紧凑，耐久性程度高，具有无噪音、无震动、成本低廉等优点，其中 滑移材料的耐磨性、滑动能力好。移梁过程中，通过液压顶推无冲击惯性，桥墩所受水平推 力小，推进平稳，顶推纵移速度可控。
图1为顶推液压原理图； 图2为顶升液压原理图3为主动顶推器的结构示意图； 图4为主动顶推器上托板的俯视图； 图5为图4的A-A面示意图； 图6为主动顶推器下托板的俯视图； 图7为图6的B-B面示意图8为主动顶推器的上托板底部不锈钢板结构示意图； 图9为被动顶推器的俯视图； 图10为图9的C-C截面剖示图； 图11为图9的D部分放大示意图12为主动顶推器或被动顶推器与起落梁用液压千斤顶在墩顶上的平面布置图； 图13为主动顶推器或被动顶推器与起落梁用液压千斤顶在墩顶上的横断面布置图。
具体实施例方式以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便 于同行业技术人员的理解附图1-13中标号1-21标示的是滑板1、钢箱梁横断底面2、夹布橡胶板3、上托板4、 顶推动力装置5、不锈钢板6、聚四氟乙烯板7、“U”型滑道8、定位调节螺栓9、下托板10、底 板11、H型钢箱架12、销座13、托板14、滑槽15、挡边16、衬底板17、腹板18、起落梁用液压 千斤顶19、主动顶推器或被动顶推器20、钢垫箱21。本发明针对大吨位钢箱梁的纵移，提出一种架设顶推滑移方法，采用设计的主动 顶推器或被动顶推器与起落梁用液压千斤顶配合作业完成大跨径连续的各类钢一混结构 的桥梁架设施工。施工时，首先在各桥墩墩顶布置整平钢垫箱，获得平整面，在平整面上安 装主动顶推器或被动顶推器与起落梁用液压千斤顶，并将钢箱梁移入桥墩；然后启动主动 顶推器，带动钢箱梁梁体往前滑移，待主动顶推器的活塞行程走行完毕，再同时起升所述起 落梁用液压千斤顶，顶起钢箱梁，并将主动顶推器回复到初始位置，再落下所述液压千斤 顶；重复主动顶推器的活塞行程，移动钢箱梁前行，使钢箱梁从一个桥墩到达另一个桥墩， 并在所述另一个桥墩上沿该桥墩上安装的被动顶推器的滑道或主动顶推器的滑槽继续滑 行，直至使钢箱梁移动就位。本发明方法中，钢箱梁在空地节段拼装并被逐次顶推就位，采用多点顶推，以减小 桥墩所受水平推力。其顶推动力采用双作用液压油缸及油泵站推拉往返滑拖板技术，通过 液压油缸提供动力，可实现平稳的步距式顶推及速度可控。顶推装置兼具滑动和顶推的双 重功能，结构简单紧凑，并充分利用钢梁自身刚度而无需设置临时滑道支承。其液压顶推、 原理如图1、图2所示，液压顶推时，两套液压系统分别同步顶推一块滑板1滑动，液 压顶升时顶触钢箱梁横断底面2，顶升钢箱梁。板式液压顶推装置的滑移接触摩擦面采用聚 四氟乙烯板摩擦材料，有效降低顶推阻力，滑移效果良好。本发明方法采用的液压顶推器分为主动和被动两种主动顶推器带千斤顶，被动 顶推器设滑槽，见图1、图2所示的主动顶推器与被动顶推器的结构示意图。本发明方法在 钢箱梁的架设顶推滑移过程中，至少设置有一个主动顶推器，以提供移梁动力。优选主动顶 推器与若干个被动顶推器结合方式，结构更简单、合理，不必考虑多个动力的协调一致问题寸。图3为主动顶推器的结构示意图。如图3可见，主动顶推器主要由上托板4、不锈 钢板6、聚四氟乙烯板7、下托板10以及顶推动力装置5组成。上托板4上承载钢箱梁，因 而上托板4上表面设置夹布橡胶板3。下托板10上表面设有“U”型滑道8，“U”型滑道8上 安装聚四氟乙烯板7。上托板4底部焊接形状与“U”型滑道8形状相吻合的不锈钢板6， 如图8所示。顶推动力装置5推动上托板4在“U”型滑道8上往复滑移运动。其中，顶推 动力装置5为液压油缸千斤顶。聚四氟乙烯板7的非光滑面与“U”型滑道8相贴合固定， 光滑面与上托板4底部的不锈钢板6产生滑动摩擦。在下托板10上对应于聚四氟乙烯板 7安装位置处设有定位调节螺栓9，通过旋转此调节螺栓9以施加一定的顶力，可使得导向 轮紧靠钢梁下缘边行进时即可进行纠偏，以调节钢箱梁的移动位置偏差。主动顶推器的主要滑移材料是桥梁橡胶活动支座四氟板与不锈钢板的组合。聚四 氟乙烯板和不锈钢板之间的摩擦系数一般为0. 04 0. 06，静摩擦系数比动摩擦系数略大。图4、图5分别是主动顶推器上托板的俯视图与A-A面示意图，图6、图7为主动顶 推器下托板的俯视图与B-B面示意图。从图4-图7可见，上、下拖板结构主材选用H型钢， 主要由底板11与底板上焊接的H型钢箱架12构成。H型钢断面具有较大的截面模数、单位重量轻，省去了钢结构板材成型的繁琐的焊接及变形校正的工作量，为此能确保在施工现 场成功的架设钢梁，从设计和制造参数选取，原材料的选择及制作工艺等均考虑了装置的 耐久性要求。
图9-图11分别为被动顶推器的俯视图、C-C截面剖示图以及D部分放大示意图。 由图可见，被动顶推器主要由托板14、聚四氟乙烯板7与不锈钢板6所组成，不锈钢板6覆 盖安装于托板14上表面，构成滑槽15，不锈钢板6上表面贴附有聚四氟乙烯板7。其中，滑 槽15两侧设有挡边16，托板14与不锈钢板6之间设有衬底板17，聚四氟乙烯板7光滑面 与不锈钢板6相贴合。同样的，托板14也主要由底板11与底板上方焊接的H型钢箱架12 构成。采用本发明方法纵移桥梁可不设置上、下滑道，从而节约大量的轨道器材及劳动 力。装置结构简单，通过液压顶推无冲击惯性。本实施例中，顶推纵移速度可以根据需要设 定为每分钟0. 3 1. Om范围内。本实施例中，应用本发明方法在钢箱梁的纵移施工前，预先计算好顶推动力并相 应配置顶推装置。下表为本实施例中主动顶推器参数表:_
蔓大顶推力|60TI油顶行程|1. 5m
顶推速度 0. 3m lm/min外形尺寸0. 55mXI. 2mX 3. 6m 作压力 I最大31. 5MPa I液压流量I最大40L/min (变量1Γ 根据上表图表数据，加上本实施例中所需移动的钢箱梁重量Gl=520t，取安全系数 1. 5，静摩擦系数0. 07。得出顶推总重量G2=520X1. 5X0. 07=54. 6t，顶推力F=60X2=120t (采用2个主动顶推装置)，F=120t > 54. 6t，故满足要求。因此本实施例中，在保证安全可 靠性下，在每个墩顶均布配置四个200t的起落梁用液压千斤顶19及两个主动顶推器或被 动顶推器20，如图12、图13所示。施工时，首先在各桥墩墩顶布置整平钢垫箱21，获得平整面。如图12、图13所示 在墩顶平整面上安装主动顶推器或被动顶推器20与起落梁用液压千斤顶19，在每个墩顶 上至少对称布置两组主动顶推器或被动顶推器20与液压千斤顶19。而后，将在岸边初始拼 装好的钢箱梁移入第一个桥墩顶上。同步启动第一个桥墩顶上的两个主动顶推器，带动钢 箱梁梁体往前滑移，待主动顶推器的活塞行程走行完毕，即本实施例中主动顶推器的上托 板相对下托板滑移1. 5m后，同时起升起四个落梁用液压千斤顶，顶起钢箱梁，并将两个主 动顶推器回复到初始活塞位置。再落下所述液压千斤顶；重复主动顶推器的活塞行程，每个 行程前行1.5m。在这过程中，由于充分利用了钢箱梁自身刚度，因而而无需设置临时滑道支 承。在接下来的桥墩顶上同样安装主动顶推器或被动顶推器与起落梁用液压千斤顶， 此时采用被动顶推器即可。主动顶推器带动钢箱梁顶出一段距离后，钢箱梁可相应的再进 行拼装，如此节段拼装逐次顶推，到达第二个第三个墩顶，直至最后使钢箱梁移动就位，完 成钢梁的起顶和落梁，即施工完成。由于钢箱梁是节段拼装逐次顶推的，故在顶推过程中主动顶推装置与被动顶推装 置随着顶推节段的进行可作相应位置灵活调整，满足顶推施工方便所需，即当起升所述起 落梁用液压千斤顶时，被动顶推器或主动顶推器可从其安装位置的桥墩墩顶卸下，并安装 于其它桥墩墩顶。也可采用多个主动顶推器，同步顶推施工，采用多点顶推，减小桥墩所受 水平推力。同时，在移梁施工过程中，在墩顶桥梁中线上设置观测钢箱梁中线变化的经纬仪，在移 梁过程中及时通过观察所述经纬仪以纠正梁体中线位置的偏移。
采用本发明方法纵移桥梁可不设置上、下滑道，从而节约大量的轨道器材及劳动 力。装置结构简单，通过液压顶推无冲击惯性。相比于较原位分段拼装和布设滑道拖拉，采 用滑板式液压顶推器架设连续钢箱梁充分利用钢梁自身刚度而无需设置临时滑道支承，可 以节省大量的人力、物力，劳动强度低、安全保证好，可操作性强，不影响河道的正常同行， 创造了良好的经济效益和社会效益。
权利要求
一种钢箱梁的架设顶推滑移方法，沿桥纵轴方向的台后设置分节段拼装场，分节段拼装钢箱梁梁体，而后将梁逐段向前顶推滑移，就位后落梁，更换正式支座，其特征在于该方法在每个桥墩墩顶布置有起落梁用液压千斤顶与被动顶推器或主动顶推器，所述被动顶推器包括托板，所述托板固定安装于桥墩墩顶，其上表面具有滑槽；所述主动顶推器主要由上托板、下托板以及顶推动力装置组成，上托板固定安装于桥墩墩顶，上、下托板间形成“U”型滑道并可沿“U”型滑道相对运动；所述钢箱梁梁体压放于所述主动顶推器的上托板上表面，由顶推动力装置带动上托板及其上托板上的钢箱梁梁体向前滑移，待所述顶推动力装置的活塞行程走行完毕，同时起升所述起落梁用液压千斤顶，顶起钢箱梁，并将顶推动力装置回复到初始活塞位置，再落下所述液压千斤顶，重复顶推动力装置的活塞行程，使钢箱梁从一个桥墩到达另一个桥墩，并在所述另一个桥墩上沿该桥墩上安装的主动顶推器的“U”型滑道或被动顶推器的滑槽继续滑行，直至使钢箱梁移动就位。
2.根据权利要求1所述的一种钢箱梁的架设顶推滑移方法，其特征在于所述主动顶推 器的“U”型滑道上安装有聚四氟乙烯板，所述上托板底部固定安装有不锈钢板。
3.根据权利要求1所述的一种钢箱梁的架设顶推滑移方法，其特征在于所述被动顶推 器的滑槽上嵌设有不锈钢板，所述不锈钢板上表面放置有聚四氟乙烯板，聚四氟乙烯板可 在滑槽内滑移运动。
4.根据权利要求1所述的一种钢箱梁的架设顶推滑移方法，其特征在于在钢箱梁的架 设顶推滑移过程中，至少设置有一个主动顶推器。
5.根据权利要求1所述的一种钢箱梁的架设顶推滑移方法，其特征在于在每个桥墩墩 顶上至少对称布置两个液压千斤顶与被动顶推器或主动顶推器。
6.根据权利要求1所述的一种钢箱梁的架设顶推滑移方法，其特征在于在钢箱梁的架 设顶推滑移过程中，当起升所述起落梁用液压千斤顶时，所述被动顶推器或主动顶推器可 从安装位置的桥墩墩顶卸下，并安装于其它桥墩墩顶。
7.根据权利要求1所述的一种钢箱梁的架设顶推滑移方法，其特征在于先在各桥墩墩 顶布置整平钢垫箱，获得平整面，而后在所述平整面上安装起落梁用液压千斤顶与被动顶 推器或主动顶推器。
8.根据权利要求1所述的一种钢箱梁的架设顶推滑移方法，其特征在于在所述桥墩墩 顶的桥梁中线上设有观测钢箱梁中线变化的经纬仪，在移梁过程中通过观察所述经纬仪以 纠正梁体中线位置的偏移。
全文摘要
本发明涉及桥梁工程施工技术领域，具体涉及一种大吨位钢箱梁的架设顶推滑移方法。首先在各桥墩墩顶布置整平钢垫箱，获得平整面，在平整面上安装主动顶推器或被动顶推器与起落梁用液压千斤顶，并将钢箱梁移入桥墩；然后启动主动顶推器，带动钢箱梁梁体往前滑移，待活塞行程走行完毕，再同时起升所述起落梁用液压千斤顶，顶起钢箱梁，并将主动顶推器回复到初始位置，再落下所述液压千斤顶；重复活塞行程，使钢箱梁移动就位。应用本发明方法能实现连续钢箱梁安全、迅速、准确的纵移就位，顶推纵移速度可控，可不设置上、下滑道，从而节约大量的轨道器材及劳动力，且不占用河道空间。
文档编号E01D21/00GK101967800SQ20101054775
公开日2011年2月9日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者刘明杰, 卢见, 向科, 周迎选 申请人:中铁二十四局集团有限公司;中铁二十四局集团上海铁建工程有限公司