曲线钢梁顶推体系及施工方法与流程

本发明涉及曲线钢梁的顶推施工领域，特别涉及定曲率的并具有一定坡度的曲线钢梁的顶推施工。

背景技术：

箱梁又叫钢板箱形梁，是大跨径桥梁常用的结构形式。一般用在跨度较大的桥梁上，因外型像一个箱子故叫做钢箱梁。在大跨度缆索支承桥梁中，钢箱主梁的跨度达几百米甚至上千米，一般分为若干梁段制造和安装。因为顶推施工法不影响桥下交通且梁段在固定场地上周期性施工，施工质量和施工进度容易保证。因此城市桥梁特大跨度桥梁，长线引桥或立体交叉的安装施工往往采用顶推施工法。

但是，顶推施工法也存在一些缺点，传统的顶推施工中往往需要设置导梁，且对桥梁结构的几何外形限制较多，其在曲线型梁轴和变坡度桥梁的施工中均无法得到很好应用。另，由于顶推过程中桥跨结构的受力不断变化，将会增加梁高和材料用量，耗时耗力，大大增加成本。

因此，目前亟需寻求一种施工方便，顶推受力均衡且无导梁式的曲线钢梁顶推体系及施工方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种施工方便，顶推受力均衡且无导梁式的曲线钢梁顶推体系及施工方法。

为实现以上目的，本技术方案提供一种曲线钢梁顶推体系的施工方法，用于顶推曲线钢梁，其中曲线钢梁置于至少两钢梁支墩上，多个钢梁支墩形成弯曲曲线，包括以下步骤：

1)根据工程情况，在预定位置处施工轨道支墩和顶推支墩这两种临时支墩，其中多个轨道支墩置于钢梁支墩的两边侧在钢梁支墩的两侧形成弯曲曲线，顶推支墩置于相间的钢梁支墩之间；

2)在轨道支墩上安装定曲率的曲线轨道，在顶推支墩固定安装好三维顶推千斤顶，并在钢梁支梁上固定安装好超薄竖向千斤顶；

3)在位于梁跨起始部位的钢梁支墩的两侧架设拼装支架，首个顶推支墩设置在钢梁拼装支架的范围内，在钢梁的梁跨范围内的中部设置第二个顶推支墩)；

4)吊装钢梁单元至拼装支架上，使用临时连接板将钢梁单元初步对位后进行焊接形成钢梁，在钢梁的底部的两侧各焊接两道通长的带孔连接板；

5)在首个钢梁单元下部焊接安装滑轮，并将滑轮吊放在定曲率的曲线轨道上，将防滑移楔形块放在滑轮的后方进行钢梁单元的临时固定，然后在第一对三维顶推千斤顶位置处，将顶推板栓接到带孔连接板上；

6)启动三维顶推千斤顶对着顶推板进行顶推，当顶推行走满一个行程后，利用防滑移楔形块将钢梁临时固定；

7)将三维顶推千斤顶恢复原位，并拆除顶推板，再根据设置三维顶推千斤顶(8)的位置相应地靠近三维顶推千斤顶安装好顶推板，进行顶推作业；

8)重复步骤6)和7)，当第1个钢梁单元达到预设位置后，依次吊装和焊接第2个和第3个钢梁单元；

9)按照步骤6)、7)和8)，再次顶推已焊接好的钢梁往前行进，并在第奇数个钢梁单元上安装滑轮，当钢梁达到梁跨中间部位时，启动位于中部的顶推支墩上的第二对三维顶推千斤顶进行顶推作业；

10)重复步骤9)，在顶推作业的同时不断吊装和焊接后续钢梁单元，直至整个钢梁顶推到位，利用三维顶推千斤顶调整钢梁的整体线形。

11)待钢梁线形调整完成后，启动钢梁支墩上的超薄竖向千斤顶，将整垮钢梁顶起，然后拆除下部的三维顶推千斤顶、曲线轨道、轨道支墩、顶推支墩、滑轮、顶推板和带孔连接板，最后落梁拆除拼装支架。

根据本发明的另一方面，提供一种根据其上方法制备得到的曲线钢梁。

相较现有技术，本技术方案具有以下的特点和有益效果：

1.本发明设置定曲率曲线轨道，形成无导梁式的曲线钢梁顶推体系，不但安装方便，而且减少导梁的加工和拆装工序，从而减少了施工的工期和成本。

2.本发明采用的顶推板和带孔连接板，结构简单，拆装方便，顶推过程中使钢梁结构不直接受力，无需增加梁高和材料用量适应受力变化且保证了钢梁不易变形。

3.本发明中采用的三维顶推千斤顶既能向上顶升，又能向前推进，同时还能横向纠偏，适合曲线桥梁顶推作业，精确控制桥梁走向。

附图说明

图1是曲线钢梁顶推体系的示意图；

图2是曲线钢梁顶推体系的示意图

图3是中曲线钢梁顶推体系的断面示意图；

图4是顶推板的立体示意图；

图5是临时支墩和曲线轨道的纵向布置示意图；

图6是临时支墩和曲线轨道的横向布置示意图；

图7是钢梁拼装支架的布置示意图；

图8是滑轮和顶推板的横向布置示意图；

图9是曲线钢梁顶推完工的示意图。

图10是曲线钢梁顶推完工的平面示意图。

其中：1——钢梁；2——曲线轨道；3——轨道支墩；4——滑轮；5——带孔连接板；6——顶推板；7——螺栓；8——三维顶推千斤顶；9——顶推支墩；10——钢梁支墩；11——拼装支架；12——超薄竖向千斤顶；13——螺栓孔；14——l型钢板；15——带孔三角钢板；16——分配梁；17——临时支墩基础。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

所述的曲线钢梁顶推体系，用于顶推曲线钢梁，其中曲线钢梁置于至少两钢梁支墩10上，多个钢梁支墩10形成弯曲曲线，该曲线钢梁顶推体系包括钢梁1、曲线轨道2、轨道支墩3、滑轮4、带孔连接板5、顶推板6、螺栓7、三维顶推千斤顶8、顶推支墩9、钢梁支墩10、拼装支架11和超薄竖向千斤顶12。

其中多个轨道支墩3置于钢梁支墩10的两边侧在钢梁支墩10的两侧形成弯曲曲线，轨道支墩3形成的弯曲曲线弧度与钢梁支墩10形成的弯曲曲线弧度相同，顶推支墩9置于相间的钢梁支墩10之间。

其中轨道支墩3和顶推支墩9均由钢管桩和型钢构成，其中钢管桩竖立设置，型钢横铺在钢管桩上用作临时支墩顶层的分配梁16，临时支墩设置在临时支墩基础17上，临时支墩基础17采用钢筋混凝土形式，临时支墩基础17埋于地下，临时支墩基础17的上表面与地面持平。

在轨道支墩3上安装定曲率的曲线轨道2，以在钢梁支墩10的边侧形成轨道，且根据定曲率的曲线轨道2的长度，每隔一定距离设置一个轨道支墩3；在顶推支墩9上固定安装好三维顶推千斤顶8，每个顶推支墩9上设置一对三维顶推千斤顶8，并在钢梁支梁10上固定安装好超薄竖向千斤顶12。

钢梁1底部设有滑轮4和带孔连接板5，其中滑轮4焊接在钢梁1底部且置于曲线轨道2上，在钢梁1的底部的两侧各焊接两道通长的带孔连接板5，即带孔连接板5的长度和钢梁1的长度相同，位于同一侧的两道带孔连接板5间隔设置，带孔连接板5与顶推板6通过螺栓7进行连接，顶推板6置于两道带孔连接板5形成的通道内。

在位于梁跨起始部位的钢梁支墩10的两侧架设拼装支架11，其中拼装支架11由立柱和槽钢的斜撑和橫撑组成，其中立柱竖立设置，槽钢的横撑垂直连接于立柱的边侧，槽钢的斜撑倾斜连接相连接的横撑和立柱，拼装支架11的顶侧铺设角钢及花纹钢板，作为施工人员操作平台。

顶推支墩9设置在钢梁1下方，首个顶推支墩9设置在钢梁拼装支架11的范围内，在钢梁1的梁跨范围内的中部设置第二个顶推支墩9，拼装支架11用于钢梁1吊装焊接，位于施工顶推段的首部。

顶推板6是由l型钢板14和三道加筋带孔三角钢板15组成的，加筋带孔三角钢板15间隔设置在l型钢板14上，形成三角块结构。带孔三角钢板15和带孔连接板5上形成螺栓孔13，且带孔三角钢板15和带孔连接板5上的螺栓孔13相互匹配，顶推板6的受力面宽度大于三维顶推千斤顶8的宽度。

第1单元(首个)的钢梁1底部设置4个滑轮4，每隔1～2个单元的钢梁1底部设置2个滑轮4，滑轮4的位置恰好位于曲线轨道2上。

曲线轨道2是由“槽”型和“工”型相结合的钢轨组成的。

三维顶推千斤顶8既能向上顶升，又能向前推进，同时还能横向纠偏，适合曲线桥梁顶推作业，精确控制桥梁走向。

所述的曲线钢梁顶推体系的施工方法，用于顶推曲线钢梁，其中曲线钢梁置于至少两钢梁支墩10上，多个钢梁支墩10形成弯曲曲线，包括以下步骤：

1)如图2、图5、图6所示，根据工程情况，在预定位置处施工轨道支墩3和顶推支墩9这两种临时支墩，其中多个轨道支墩3置于钢梁支墩10的两边侧在钢梁支墩10的两侧形成弯曲曲线，轨道支墩3形成的弯曲曲线弧度与钢梁支墩10形成的弯曲曲线弧度相同，顶推支墩9置于相间的钢梁支墩10之间；

其中轨道支墩3和顶推支墩9均由钢管桩和型钢构成，其中钢管桩竖立设置，型钢横铺在钢管桩上用作临时支墩顶层的分配梁16，临时支墩设置在临时支墩基础17上，临时支墩基础17采用钢筋混凝土形式，临时支墩基础17埋于地下，临时支墩基础17的上表面与地面持平。

2)如图5、图6所示，在轨道支墩3上安装定曲率的曲线轨道2，以在钢梁支墩10的边侧形成轨道，在顶推支墩9上固定安装好三维顶推千斤顶8，并在钢梁支梁10上固定安装好超薄竖向千斤顶12。

3)如图7所示，在位于梁跨起始部位的钢梁支墩10的两侧架设拼装支架11，其中拼装支架11由立柱和槽钢的斜撑和橫撑组成，其中立柱竖立设置，槽钢的横撑垂直连接于立柱的边侧，槽钢的斜撑倾斜连接相连接的横撑和立柱，拼装支架11的顶侧铺设角钢及花纹钢板，作为施工人员操作平台，分配梁16采用双排的工字钢组成，用于摆放钢梁1的抄垫块；首个顶推支墩9设置在钢梁拼装支架11的范围内，在钢梁1的梁跨范围内的中部设置第二个顶推支墩9。

4)如图1、图2、图8所示，利用汽车吊吊装钢梁单元至拼装支架11上，使用临时连接板将钢梁单元初步对位后进行焊接形成钢梁1，其中临时连接板定位相邻的钢梁单元，焊接而成的钢梁1的弯曲弧度等同于曲线轨道2的弯曲弧度，在钢梁1的底部的两侧各焊接两道通长的带孔连接板5，同一侧的两道带孔连接板5间隔设置，带孔连接板5上形成螺纹孔13。

5)如图1、图3所示，在首个钢梁单元下部焊接安装四个滑轮4，四个滑轮4分置于钢梁单元的四角，并将滑轮4吊放在定曲率的曲线轨道2上，将防滑移楔形块放在滑轮4的后方进行钢梁单元的临时固定，然后在第一对三维顶推千斤顶8位置处，将顶推板6栓接到钢梁1底部的带孔连接板5上，此时顶推板6对应第一对三维顶推千斤顶8设置。

6)启动三维顶推千斤顶8对着顶推板6进行顶推，当顶推行走满一个行程后，利用防滑移楔形块将钢梁1临时固定。

7)将三维顶推千斤顶8恢复原位，并拆除顶推板6，再根据三维顶推千斤顶8的位置重新安装好顶推板6，进行顶推作业。

8)重复步骤6)和7)，当第1个钢梁单元达到预设位置后，依次吊装和焊接第2个和第3个钢梁单元，并在第3个钢梁单元的底部再设置两个滑轮4，滑轮4置于曲线轨道2上。

9)按照步骤6)、7)和8)，再次顶推已焊接好的钢梁1往前行进，并在第奇数个钢梁单元上安装两个滑轮4，当钢梁1达到梁跨中间部位时，启动位于中部的顶推支墩9上的第二对三维顶推千斤顶8进行顶推作业。

10)重复步骤9)，在顶推作业的同时不断吊装和焊接后续钢梁单元，严格控制结构变形及整体线形，直至整个钢梁1顶推到位，利用三维顶推千斤顶8调整钢梁1的整体线形。

11)如图9、图10所示，待钢梁1线形调整完成后，启动钢梁支墩10上的超薄竖向千斤顶12，将整垮钢梁1顶起，然后拆除下部的三维顶推千斤顶8、曲线轨道2、轨道支墩3、顶推支墩9、滑轮4、顶推板6和带孔连接板5，最后落梁拆除拼装支架11，完成曲线钢梁顶推体系的施工。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。