大跨度钢箱梁吊索塔架辅助顶推施工方法与流程

本发明涉及一种大跨度桥梁的施工方法，更具体的说，本发明主要涉及一种大跨度钢箱梁吊索塔架辅助顶推施工方法。

背景技术：

钢箱梁顶推法施工以其施工成本低、施工速度快、施工平稳性好、施工工期可控性强、施工中不必中断桥下交通等许多优点而得到越来越广泛的应用，尤其适用于跨越繁忙交通道路、航运河流的桥梁。但随着我国桥梁事业的发展，由于受地形的影响和设计形式的多样化，部分钢箱梁桥梁跨度较大，跨越道路或河流由于交通或地质、水文条件原因无法在跨度的中部设置临时墩。这类钢箱梁在施工过程中的桥梁线形控制、支点反力控制、钢箱梁自身应力控制等许多方面都提出了很高的要求。因而有必要针对大跨度钢箱梁的顶推施工方法及配套设施的结构做进一步的研究和改进。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种大跨度钢箱梁吊索塔架辅助顶推施工方法，以期望现有技术中因钢箱梁桥梁跨度较大，无法在跨度的中部设置临时墩，在钢箱梁施工过程中桥梁线形控制、支点反力控制、钢箱梁自身应力难以控制等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明所提供的一种大跨度钢箱梁吊索塔架辅助顶推施工方法，所述的施工方法包括如下步骤：

步骤a、在施工区域布设拼装平台墩、中间墩与末端墩；并在拼装平台墩之间拼装拼装支架；再在拼装支架上布置滑道梁；

步骤b、在拼装支架上拼装导梁，并在导梁的后端继续拼装钢箱梁第一节拼装段，然后在钢箱梁的末端安装顶推滑块，再在顶推滑块上安装顶推装置，并使拼装平台墩上的导梁与钢箱梁置于滑道梁的上部；

步骤c、使用顶推装置将钢箱梁顶推至第一中间墩，再在拼装支架上继续拼装钢箱梁的第二节拼装段，然后在钢箱梁的末端安装顶推滑块，再在顶推滑块上安装顶推装置；

步骤d、继续向前顶推钢箱梁，并在依次拼装支架上继续拼装钢箱梁的第三节拼装段与第四节拼装段，直至前端的导梁超出第一中间墩，然后在钢箱梁中段的上部安装吊索塔架，并在吊索塔架两侧张拉第一扣锚索与第二扣锚索，两侧的第一扣锚索、第二扣锚索分别与吊索塔架两侧钢箱梁相连接；

步骤e、继续向前顶推钢箱梁，并依次在拼装支架上继续拼装钢箱梁的第五节拼装段与第六节拼装段，拼装第五节拼装段后，在吊索塔架两侧张拉第三扣锚索，拼装第六节拼装段后，在吊索塔架两侧张拉第四扣锚索；此时导梁前端将要到达第二中间墩；

步骤f、继续向前顶推钢箱梁，并在拼装支架上继续拼装钢箱梁的第七节拼装段，直至前端的导梁到达并超出第二中间墩，然后解除第一扣锚索与第二扣锚索与钢箱梁的连接；

步骤g、继续向前顶推钢箱梁，并在拼装支架上继续拼装钢箱梁的第八节拼装段，直至前端导梁的中部附近到达第二中间墩时，解除第三扣锚索与第四扣锚索与钢箱梁的连接，并拆除吊索塔架；

步骤h、继续向前顶推钢箱梁，并在拼装支架上继续拼装钢箱梁的第九节拼装段，直至前端导梁到达并超出末端墩时，逐步拆除导梁超出末端墩的部分，直至钢箱梁的前端到达末端墩，然后完全拆除钢箱梁前端的导梁，再由顶推装置将钢箱梁整体顶推到位。

作为优选，进一步的技术方式是：所述步骤a中在拼装平台墩、中间墩与末端墩布设完成后，在各个墩的顶部安装滑移纠偏装置和起顶装置。

更进一步的技术方式是：所述拼装平台墩为并排设置的多个，且多个拼装平台墩的上部齐平，所述拼装平台墩与第一中间墩之间还设有临时支墩，所述临时支墩的上部也与多个拼装平台墩相齐平。

更进一步的技术方式是：所述导梁、钢箱梁与滑道梁、各个墩之间抄垫滑垫块进行辅助滑移。

更进一步的技术方式是：所述临时支墩上抄垫滑垫块的厚度大于第一中间墩上抄垫滑垫块的厚度，所述第一中间墩上抄垫滑垫块的厚度大于第二中间墩上抄垫滑垫块的厚度，所述第二中间墩上抄垫滑垫块的厚度大于末端墩上抄垫滑垫块的厚度。

更进一步的技术方式是：所述临时支墩上安装有限位装置，所述步骤c中首先在第一中间墩上安装限位装置，所述步骤f中首先在第二中间墩上安装限位装置。

更进一步的技术方式是：所述步骤f解除第一扣锚索、第二扣锚索与钢箱梁的连接后，将吊索塔架的上部拆除。

更进一步的技术方式是：所述的方法还包括步骤i、钢箱梁由顶推装置整体顶推到位后，在末端墩上安装落梁装置，并拆除拼装平台墩上的拼装支架与临时支墩，以及各个墩上的临时支架；然后通过落梁装置将顶推到位的钢箱梁落入预定的部位，从而完成大跨度钢箱梁的施工。

更进一步的技术方式是：所述的方法还包括步骤j、钢箱梁落入预定的部位后，在钢箱梁上安装桥面附属构件。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要为：通过设置吊索塔架、导梁辅助顶推减小大跨度钢梁顶推悬臂负弯矩较大造成的下挠及钢箱梁受力；通过在吊索塔架上设计多层吊索解决了施工过程中钢箱梁的结构应力及线型变化满足设计要求；通过设置起顶装置及抄垫滑垫块实现标高多次调整法，解决钢梁顶推过程中线型的变化；通过设计可调节导向、纠偏装置适应钢箱梁线型的变化。同时本发明所提供的一种大跨度钢箱梁吊索塔架辅助顶推施工方法步骤简单，施工方便，适于在各类大跨度的桥梁施工场所中使用，应用范围广阔。

附图说明

图1为用于说明本发明一个实施例中的第一状态结构示意图；

图2为用于说明本发明一个实施例中的第二状态结构示意图；

图3为用于说明本发明一个实施例中的第三状态结构示意图；

图4为用于说明本发明一个实施例中的第四状态结构示意图；

图5为用于说明本发明一个实施例中的第五状态结构示意图；

图6为用于说明本发明一个实施例中的第六状态结构示意图；

图7为用于说明本发明一个实施例中的第七状态结构示意图；

图8为用于说明本发明一个实施例中的第八状态结构示意图；

图9为用于说明本发明一个实施例中的第九状态结构示意图；

图中，1为拼装平台墩、2为中间墩、21为第一中间墩、22为第二中间墩、3为末端墩、4为拼装支架、5为滑道梁、6为导梁、7为钢箱梁、8为吊索塔架、9为第一扣锚索、10为第二扣锚索、11为第三扣锚索、12为四扣锚索、13为临时支墩。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

参考图1所示，本发明的一个实施例是一种大跨度钢箱梁吊索塔架辅助顶推施工方法，该施工方法包括如下步骤：

步骤s1、在施工区域布设拼装平台墩1、中间墩2与末端墩3；并在拼装平台墩1之间拼装拼装支架4；再在拼装支架4上布置滑道梁5，前述的拼装支架4即作为钢箱梁7的拼装平台，向中间墩2与末端墩3延伸的钢箱梁7均在此平台上进行拼装，即拼装一部分，向前推进一部分；；

步骤s2、正如上述所提到的，在拼装支架4上拼装导梁6，并在导梁6的后端继续拼装钢箱梁7第一节拼装段，然后在钢箱梁7的末端安装顶推滑块，再在顶推滑块上安装顶推装置，并使拼装平台墩1上的导梁6与钢箱梁7置于滑道梁5的上部，利用滑道梁5上的反力顶推座，即可在顶推装置输出动力后，自身受到滑道梁5向其施加的顶推反力，从而使安装顶推装置的钢箱梁7前移；

步骤s3、结合图2所示，使用顶推装置将钢箱梁7顶推至第一中间墩21，然后在拼装支架4上继续拼装钢箱梁7的第二节拼装段，再在钢箱梁7的末端安装顶推滑块，再在顶推滑块上安装顶推装置，即在新拼装的钢箱梁7末端如步骤s2一样，安装顶推滑块和顶推装置，并使顶推装置与滑道梁上的反力顶推座相配合；

步骤s4、结合图3所示，继续向前顶推钢箱梁7，并在依次拼装支架4上继续拼装钢箱梁7的第三节拼装段与第四节拼装段，直至前端的导梁6超出第一中间墩21，然后在钢箱梁7中段的上部安装吊索塔架8，并在吊索塔架8两侧张拉第一扣锚索9与第二扣锚索10，两侧的第一扣锚索9、第二扣锚索10分别与吊索塔架8两侧钢箱梁7相连接；

步骤s5、结合图4所示，继续向前顶推钢箱梁7，并依次在拼装支架4上继续拼装钢箱梁7的第五节拼装段与第六节拼装段，拼装第五节拼装段后，在吊索塔架8两侧张拉第三扣锚索11，拼装第六节拼装段后，在吊索塔架8两侧张拉第四扣锚索12；此时导梁6前端将要到达第二中间墩22；

步骤s6、结合图5所示，继续向前顶推钢箱梁7，并在拼装支架4上继续拼装钢箱梁7的第七节拼装段，直至前端的导梁6到达并超出第二中间墩22，然后解除第一扣锚索9与第二扣锚索10与钢箱梁7的连接；

步骤s7、结合图6所示，继续向前顶推钢箱梁7，并在拼装支架4上继续拼装钢箱梁7的第八节拼装段，直至前端导梁6的中部附近到达第二中间墩22时，解除第三扣锚索11与第四扣锚索12与钢箱梁7的连接，并拆除吊索塔架8；

步骤s8、结合图7与图8所示，继续向前顶推钢箱梁7，并在拼装支架4上继续拼装钢箱梁7的第九节拼装段，直至前端导梁6到达并超出末端墩3时，逐步拆除导梁6超出末端墩3的部分，直至钢箱梁7的前端到达末端墩3，然后完全拆除钢箱梁7前端的导梁6，再由顶推装置将钢箱梁7整体顶推到位。

上述钢箱梁7由导梁6引导向前推进的距离，可根据实际施工的需要及跨度的总长度以及各墩之间的距离进行统一配置，例如在导梁6上墩前需推进较长的距离，在导梁6上墩后安装吊索塔架8前则需推进较短的距离，钢箱梁7每次向前推进的距离需在施工前进行统计设计，以保证施工顺利进行，避免因钢箱梁7顶推过快而发生安全事故。

在本实施例中，通过设置吊索塔架、导梁辅助顶推减小大跨度钢梁顶推悬臂负弯矩较大造成的下挠及钢箱梁受力，从而无需在桥梁跨度的范围内增设临时墩，简化了施工工艺，亦可节约施工成本，具有经济效益；并且通过在吊索塔架上设计多层吊索解决了施工过程中钢箱梁的结构应力及线型变化满足设计要求，防止在施工过程中钢箱梁自身的应力无法控制。

根据本发明的另一实施例中，为使钢箱梁7在前移的过程中能适应线型的位移变化，可在上述步骤s1中的拼装平台墩1、中间墩2与末端墩3布设完成后，在各个墩的顶部安装滑移纠偏装置和起顶装置，通过滑移纠偏装置防止钢箱梁7在向前位移的过程中发生横向位移，也降低其前移过程中所产生的摩擦力，起顶装置可辅助钢箱梁7及导梁6上墩，避免导梁6或钢箱梁7因下挠而无法适应中间墩2或末端墩3的高度。

进一步的，优选的是，正如各附图所示出的，为提升拼装平台墩1的稳定性，可将其布置为并排分布的多个，并使多个拼装平台墩1的上部齐平，而为进一步提升拼装平台墩1的稳定性，还可在拼装平台墩1与第一中间墩21之间还设有临时支墩13，并且临时支墩13的上部也需与多个拼装平台墩1相齐平。此处需要说明的是，该临时支墩13并非置于钢箱梁7的跨度范围内，而是如图1所示的仅挨于拼装平台墩1位于岸边，进而不会增加施工工艺的难度。

为辅助钢箱梁7及导梁6向前滑移，还可在导梁6、钢箱梁7与滑道梁5、各个墩之间抄垫滑垫块进行辅助滑移。该抄垫滑垫块配合各墩上的起顶装置可实现标高多次调整法，解决钢梁顶推过程中线型的变化。

根据本发明的另一实施例，为便于辅助钢箱梁7与导梁6上墩，亦可对上述抄垫滑垫块的厚度进行调整，优选的方式为将临时支墩13上抄垫滑垫块的厚度大于第一中间墩21上抄垫滑垫块的厚度，将第一中间墩21上抄垫滑垫块的厚度大于第二中间墩22上抄垫滑垫块的厚度，再将第二中间墩22上抄垫滑垫块的厚度大于末端墩3上抄垫滑垫块的厚度。当当钢箱梁7下部被顶起后滑移经过中间墩后，抄垫滑垫块从其前端滑出，个别情况下，可由起顶装置顶起钢箱梁7后由人工取出。

进一步的，在上述临时支墩13上安装有限位装置，以防止导梁及钢箱梁在向前滑移时位置发生横向偏离，按照前述的思路，在上述步骤s3中也需首先在第一中间墩21上安装限位装置，在上述步骤s5中仍然需首先在第二中间墩22上安装限位装置。

参考图4与图5所示，在本发明的另一个实施例中，在步骤s5中解除第一扣锚索9、第二扣锚索10与钢箱梁7的连接后，将吊索塔架8的上部拆除，进而可降低在第一扣锚索9与第二扣锚索10解除连接后，钢箱梁7所承载的无谓重力，尤其是当吊索塔架8置于悬空的钢箱梁6部分时，可以保证钢箱梁6的稳定性，也降低顶推钢箱梁7前移所需的油压动力。

基于上述的实施例，在步骤s8的基础上，可继续执行步骤s9、由于施工方案在设计过程中，会在布置各个支墩时预先设计一个落梁位置，使钢箱梁7可落入该落梁位置中成为桥梁的永久支撑，因而在本步骤中，结合图9所示，当钢箱梁7由顶推装置整体顶推到位后，在末端墩3上安装落梁装置，并拆除拼装平台墩1上的拼装支架4与临时支墩13，以及各个墩上的临时支架，使钢箱梁7的一端置于拼装平台墩1上，另一端置于末端墩3上；然后通过落梁装置将顶推到位的钢箱梁7落入预定的部位(即前述的落梁位置)，从而完成大跨度钢箱梁7的施工。

并且，结合桥梁工程的常规步骤，当上述的钢箱梁落入预定的落梁位置后，继续执行步骤11，在钢箱梁7上安装桥面附属构件。

正如上述实施例所提到，顶推施工法以其施工成本低、施工速度快、施工安全性好等优点而越来越受到业内人士的关注，而大跨度钢箱梁顶推施工悬臂较长是一大难点，本发明可采用midas软件全面模拟和现场测量数据自适应的方法，结合吊索塔架，成功实现了大跨度钢箱梁的顶推施工。因此本发明可推广至其他类似桥梁的顶推施工，对业内桥梁顶推施工技术的发展有着重要的促进作用。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。