钢箱梁纵向顶推合龙施工装置及其施工方法与流程

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体地指一种钢箱梁纵向顶推合龙施工装置及其施工方法。

背景技术：

钢箱梁合龙段施工在水上常规采用运输船将合龙段运到设计位置下方，再通过桥面吊机吊装合龙段来实现。但是运输船受海况环境影响大，移动和定位耗时长，而且运输船尺寸有限，合龙段不宜过长，导致施工速度缓慢。

技术实现要素：

本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种可纵向快速顶推、精确定位的钢箱梁纵向顶推合龙施工装置及其施工方法。

为实现上述目的，本发明提供一种钢箱梁纵向顶推合龙施工装置，包括左桥梁、右桥梁和钢箱梁，所述钢箱梁前端与前导梁固定连接，所述钢箱梁后端与设置在左桥梁上的后导梁固定连接，所述后导梁上端固定安装有左桥梁吊机，右桥梁上端固定连接有右桥梁吊机，其特征在于：还包括固定在左桥梁上端面的导轨，所述导轨与顶推装置一端滑动连接，所述钢箱梁下端固定连接有多个钢箱梁支座，所述后导梁下端固定连接有后导梁支座，所述顶推装置另一端依次与钢箱梁支座和后导梁支座可拆卸地铰接，所述前导梁与固定在右桥梁上的前导梁滑移支座滑动配合。

进一步地，所述顶推装置包括反力座和千斤顶，所述千斤顶前端与顶推划船铰接，后端与反力座铰接，所述顶推划船另一端依次与钢箱梁支座和后导梁支座可拆卸地铰接，所述反力座和所述顶推划船均与导轨滑动连接。

进一步地，所述导轨靠顶推装置的后端还设有与导轨滑动连接的支撑划船，所述支撑划船另一端依次与钢箱梁支座和后导梁支座可拆卸地铰接。

进一步地，所述导轨中部开有多个横向销孔，所述顶推划船和支撑划船的滑动连接处开有多个划船销孔，所述反力座的滑动连接处开有多个反力座销孔。

进一步地，所述反力座与导轨销连接时，所述顶推划船和支撑划船均与导轨滑动连接，千斤顶处于顶推伸长状态；所述反力座与导轨滑动连接时，所述顶推划船和支撑划船均与导轨销连接，千斤顶处于收缩状态。

进一步地，所述前导梁滑移支座包括底座，所述底座底部与右桥梁上端面固定连接，所述底座上端面设有与底座滑动配合的横向滑移支座，所述横向滑移支座上端铰接有纵向滑移支座，所述纵向滑移支座上端面与前导梁下端面滑动配合。

进一步地，所述底座上端面位于横向滑移支座横向两侧还固定有横向支撑块，所述横向滑移支座一侧与横向千斤顶抵接，所述横向千斤顶另一侧与横向支撑块抵接；所述横向滑移支座另一侧与垫块抵接，所述垫块另一侧与横向支撑块抵接。

进一步地，所述纵向滑移支座横向两侧设有横向限位块，所述前导梁横向两侧与横向限位块抵接。

进一步地，所述底座上端面位于横向滑移支座纵向两侧还固定有纵向限位块，所述横向滑移支座纵向两侧均与纵向限位块抵接。

进一步地，所述左桥梁吊机和右桥梁吊机靠钢箱梁一端设有吊机千斤顶，所述吊机千斤顶一端固定有吊绳，所述吊绳另一端与固定设置在钢箱梁上端的吊具连接。

基于上述钢箱梁纵向顶推合龙施工装置，本发明提供一种钢箱梁纵向顶推合龙施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)钢箱梁两端分别与前导梁和后导梁固定连接，顶推装置推动钢箱梁向前端纵向移动，顶推划船和支撑划船)跟随钢箱梁一起向前移动，当前导梁前端跨过合龙段并与前导梁滑移支座抵接时，调节前导梁前端的高度使前导梁落在前导梁滑移支座上。

2)顶推装置继续推动钢箱梁向前端移动，前导梁与前导梁滑移支座相对滑动，顶推划船和支撑划船的位置保持不变，钢箱梁抵达纵向预定位置。

3)钢箱梁纵向移动至预定位置后，其正好位于中跨拢口的正上方，横向千斤顶和垫块调节横向滑移支座的横向位置使钢箱梁抵达横向预定位置。

4)固定安装将左桥梁吊机、右桥梁吊机和吊机千斤顶，用吊绳连接吊机千斤顶和吊具并略微吊起钢箱梁；然后拆除钢箱梁支座，并解除前导梁和后导梁与钢箱梁之间的固定连接。

5)精确调整钢箱梁的长度，吊机千斤顶将钢箱梁下放至预定位置，将钢箱梁两端分别与左桥梁和右桥梁固定。

进一步地，所述步骤1)中首次顶推之前，顶推划船与最前端钢箱梁支座铰接，支撑划船与最后端的钢箱梁支座铰接。

进一步地，所述步骤1)中千斤顶每次顶推至最大伸长量时，顶推划船和支撑划船与导轨改为销连接，反力座与导轨改为滑动连接。

进一步地，所述步骤2)中千斤顶每次顶推至最大位移之后，顶推划船依次与靠后端的相邻钢箱梁支座或后导梁支座铰接。

本发明的有益效果是：实现纵向快速顶推、精确定位。在左桥梁上固定有导轨，在导轨上滑动连接有顶推装置和划船，在钢箱梁和后导梁下端固定有可与划船铰接的钢箱梁支座和后导梁支座，利用顶推装置推动划船和钢箱梁支座实现快速纵向前移；当前导梁前端抵达前导梁滑移支座后，前导梁滑移支座可横向调节前导梁和钢箱梁的横向位置，实现钢箱梁的精准定位。

附图说明

图1为施工装置主视图。

图2为顶推装置结构示意图。

图3为图1中a向剖视图。

图4为钢箱梁支座与顶推划船结构示意图。

图5为图1中b向剖视图。

图6为前导梁滑移支座俯视图。

图7为钢箱梁开始移动时的示意图。

图8为前导梁抵达右桥梁时的示意图。

图9为钢箱梁纵向顶推完成时的示意图。

图10为钢箱梁准备下放合龙时的示意图。

图11为钢箱梁下放合龙完成时的示意图。

图中各部件标号如下：左桥梁1.1、右桥梁1.2、钢箱梁2、钢箱梁支座2.1、支座连杆2.2、吊具2.3、前导梁3、后导梁4、后导梁支座4.1、后导梁临时支撑4.2、导轨5、导轨销孔5.1、顶推划船6.1、支撑划船6.2、划船销孔6.3、顶推装置7、反力座7.1、千斤顶7.2、反力座销孔7.3、前导梁滑移支座8、底座8.1、纵向滑移支座8.2、横向滑移支座8.3、横向千斤顶8.4、垫块8.5、横向支撑块8.6、纵向限位块8.7、横向限位块8.8、左桥梁吊机9、右桥梁吊机10、吊机千斤顶11、吊绳12、锚固装置13。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1～6所示，一种钢箱梁纵向顶推合龙施工装置，包括左桥梁1.1、右桥梁1.2和钢箱梁2，钢箱梁2前端与前导梁3焊接，钢箱梁2后端与后导梁4焊接，后导梁4上端通过锚固装置13固定安装有左桥梁吊机9，右桥梁(1.2)上端通过锚固装置13固定装置有右桥梁吊机10，还包括固定在左桥梁1.1上端面的导轨5，导轨5与顶推装置7一端滑动连接或可拆卸固定连接，钢箱梁2下端可拆卸地固定连接有两列钢箱梁支座2.1，两列钢箱梁支座2.1之间通过支座连杆2.2固定连接，后导梁4下端可拆卸地固定连接有后导梁支座4.1，顶推装置7另一端依次与钢箱梁支座2.1和后导梁支座4.1下端可拆卸铰接，前导梁3与固定在右桥梁1.2上的前导梁滑移支座8滑动配合。

上述技术方案中，顶推装置7包括反力座7.1和千斤顶7.2，千斤顶7.2前端与顶推划船6.1铰接，后端与反力座7.1铰接；顶推划船6.1另一端依次与钢箱梁支座2.1和后导梁支座4.1可拆卸铰接，反力座7.1和顶推划船6.1均与导轨5滑动连接或可拆卸固定连接。这样，千斤顶7.2通过顶推划船6.1来推动钢箱梁2、前导梁3和后导梁4向前端移动。

上述技术方案中，导轨5靠顶推装置7的后端还设有与导轨5滑动连接或可拆卸固定连接的支撑划船6.2，支撑划船6.2另一端依次与钢箱梁支座2.1和后导梁支座4.1可拆卸铰接。这样，当前导梁3的前端与前导梁滑移支座8滑动配合之前，支撑划船6.2可与顶推划船6.1一起支撑钢箱梁2、前导梁3和后导梁4。

上述技术方案中，导轨5中部开有多个横向销孔5.1，顶推划船6.1和支撑划船6.2的滑动连接处开有多个划船销孔6.3，反力座7.1的滑动连接处开有多个反力座销孔7.3，顶推划船6.1、支撑划船6.2和反力座7.1均与导轨5销接。这样，当钢箱梁2、前导梁3和后导梁4处于被顶推的过程中时，反支座7.1与导轨5之间为销连接，而顶推划船6.1和支撑划船6.2与导轨5之间为滑动连接，这样当千斤顶7.2在顶推伸长时，钢箱梁2、前导梁3和后导梁4即可相对于导轨5和反力座7.1向前端移动；当千斤顶7.2伸长至最大位置后，反支座7.1与导轨5之间解除销连接为滑动连接，同时使顶推划船6.1和支撑划船6.2与导轨5之间改为销连接，千斤顶7.2在收缩过程中时，反力座7.1可相对于钢箱梁2和导轨5向前端移动，然后再依此循环进行下一次顶推。这样顶推装置7便可以连续不断地实现钢箱梁2的纵向移动。

上述技术方案中，前导梁滑移支座8包括底座8.1，底座8.1底部与右桥梁1.2上端面固定连接，底座8.1上端面设有与底座8.1滑动配合的横向滑移支座8.3，横向滑移支座8.3上端铰接有纵向滑移支座8.2，纵向滑移支座8.2上端面与前导梁3下端面滑动配合。这样，当前导梁3前移并与前导梁滑移支座8接触时，由于纵向滑移支座8.2与横向滑移支座8.3铰接，因此纵向滑移支座8.2可在竖直平面内转动一定角度并与前导梁3的下端面贴合，起到更好的支撑作用。

上述技术方案中，底座8.1上端面位于横向滑移支座8.3横向两侧还固定有横向支撑块8.6，横向滑移支座8.3一侧与横向千斤顶8.4抵接，横向千斤顶8.4另一侧与横向支撑块8.6抵接；横向滑移支座8.3另一侧与垫块8.5抵接，垫块8.5另一侧与横向支撑块8.6抵接。纵向滑移支座8.2横向两侧设有横向限位块8.8，前导梁3横向两侧均与横向限位块8.8；抵接底座8.1上端面位于横向滑移支座8.3纵向两侧还固定有纵向限位块8.7，横向滑移支座8.3纵向两侧均与纵向限位块8.7抵接。这样，由于前导梁3在被顶推过程中其横向位置不可控，导致钢箱梁2的横向位置难以处于设计位置，通过横向千斤顶8.4和垫块8.5配合来调节前导梁3和钢箱梁2的横向位置，同时设置纵向限位块8.7限制纵向滑移支座8.2和横向滑移支座8.3因受前导梁3的滑动摩擦而发生纵向位移。

上述技术方案中，左桥梁吊机9和右桥梁吊机10靠钢箱梁2一端设有吊机千斤顶11，吊机千斤顶11一端固定有吊绳12，吊绳12另一端与固定设置在钢箱梁2上端的吊具2.3连接。

上述技术方案中，当钢箱梁2抵达纵向预定位置后，在后导梁4与导轨5之间固定安装有后导梁临时支撑42。

本发明所述的钢箱梁纵向顶推合龙施工装置的施工方法如下：

如图7所示，当施工开始时，前导梁还位于左桥梁的上方，顶推划船与最前端的钢箱梁支座铰接，支撑划船与靠后端的钢箱梁支座铰接，顶推划船和支撑划船底部与导轨滑动连接，而反力座与导轨通过销固定连接。当千斤顶不断伸长顶推时，钢箱梁、前导梁和后导梁便可相对于导轨和反力座向前端移动一定距离；当千斤顶处于最大伸长量时，顶推划船和支撑划船底部与导轨通过销固定连接，而反力座与导轨改为滑动连接，当千斤顶不断收缩时，反力座相对于导轨和钢箱梁向前端移动一定距离。这样，在一次顶推过程中，钢箱梁和顶推装置均向前端移动一定距离。依此不断循环顶推过程。

如图8所示，当前导梁前移到与前导梁滑移支座发生接触时，先利用竖向千斤顶来调节前导梁的高度，使前导梁下端面落在前导梁滑移支座上，前导梁可在前导梁滑移支座上相对纵向滑动，当千斤顶不断伸长顶推时，顶推划船和支撑划船底部与导轨滑动连接，而反力座与导轨通过销固定连接，当千斤顶处于最大伸长量时，解除顶推划船与最前端钢箱梁支座的铰接，千斤顶收缩的同时顶推划船和支撑划船不断向后端移动，然后使顶推划船与相邻靠后端的钢箱梁支座铰接，然后重复上述顶推过程。

如图9所示，当钢箱梁纵向前移至设计位置时，钢箱梁正好位于中跨拢口的正上方，此时顶推划船和支撑划船均与后导梁支座铰接，通过横向千斤顶和垫块来调节横向滑移支座和纵向滑移支座的横向位置，从而调节了前导梁和钢箱梁的横向位置至设计位置。

如图10～11所示，钢箱梁纵向顶推施工完成后，分别在后导梁和右桥梁上端用锚固装置安装左桥梁吊机和右桥梁吊机，然后在左桥梁吊机和右桥梁吊机靠合龙段一侧安装吊机千斤顶，将吊绳的一端固定在吊机千斤顶上，另一端与钢箱梁上两端的吊具固定连接，然后启动吊机千斤顶使钢箱梁略微吊起，拆除钢箱梁下端的钢箱梁支座，并用后导梁临时支撑将后导梁固定支撑在导轨上，然后切除前导梁和后导梁与钢箱梁的焊接，并切除钢箱梁两端长度尺寸的余量使钢箱梁长度恰好与合龙段长度匹配，最后通过吊机千斤顶将钢箱梁下放至合龙位置，并将钢箱梁两端焊接固定在左桥梁和右桥梁上，完成钢箱梁的合龙施工。