专利名称：大型箱涵顶拉法用分配梁组成及完成的施工方法
技术领域：
本发明属于桥涵工程下穿铁路营业线施工技术领域，具体涉及一种大型箱涵顶拉法用分配梁组成及完成的施工方法。
背景技术：
箱涵顶拉法是将需要顶进的全部箱涵分成3节及以上，然后用通长的拉杆将箱涵的节段串连起来，借助于顶镐，并利用其中的两节或更多的节的摩阻力，克服其中一个节的摩阻力而将其顶拉前进，如此反复，可将箱涵所有的节依次顶拉前进，直至全部箱涵就位。顶拉法适用于顶进箱涵跨度较大(一般大于60m)时穿越铁路营业线的施工，尤其在采用单一顶进法修筑顶进用的后背困难时更为适用，其经济效益非常明显。目前已采用的顶拉法施工多用于中小箱涵的顶进(单节顶进摩阻力小于4000kN)。顶拉法装置中的拉杆有两种，一种是钢筋、精轧螺纹钢、型钢等刚性拉杆，另一种是钢绞线这种柔性拉杆。贯穿于箱涵的拉杆在前后设置有分配梁，目前柔性拉杆应用工程案例很少，其原因有两个，一是中小箱涵顶拉力较小，可采用刚性拉杆实现，二是大吨位顶进采用柔性拉杆时前后分配梁的设计问题没有解决。在采用顶拉法施工时，如果顶进过程中摩阻力大，当达到IOOOOkN时，顶镐的顶力和柔性拉杆的拉力非常大，传统的采用型钢作为分配梁的简单形式其安全性已不能适应大型箱涵的顶拉法施工。
发明内容
本发明为了解决大型箱涵采用顶拉法施工时柔性拉杆的分配梁的安全性不满足顶镐大吨位顶力和柔性拉杆大吨位拉力要求的问题，提供了一种适应于大型箱涵顶拉法施工时柔性拉杆和顶镐的分配梁组成及其使用方法，该分配梁组成采用组合式箱型截面，适应大吨位的顶拉力要求，可以将顶拉法的应用拓展至顶进过程中单节箱涵摩阻力达到IOOOOkN及以上的情况。本发明采用如下的技术方案实现:
一种大型箱涵顶拉法用分配梁组成，其特征在于包括安装于箱涵前端的前端分配梁和设置于箱涵后方的后端分配梁，
前端分配梁采用钢板，其长度与箱涵截面的宽度一致，钢板上设置有用于穿设柔性拉杆的预留圆孔，柔性拉杆通过锚具锚固于预留圆孔处；
后端分配梁为箱型结构，包括上层面板、下层面板、腹板以及加劲板，用于锚固柔性拉杆的锚具锚固在上层面板上，下层面板用于和顶镐密贴，腹板连接上层面板和下层面板，腹板上设置若干道沿箱涵移动方向的加劲板，
锚具外侧设置限位安全装置，所述的限位安全装置包括限位板、带丝的固定接口、螺栓以及弹簧丝，限位板对应柔性拉杆开有若干通孔，若干带丝的固定接口设置于前、后端分配梁上，限位板通过螺栓与带丝的固定接口连接，限位板和锚具之间的柔性拉杆上套有弹簧丝。上述的大型箱涵顶拉法用分配梁组成完成的施工方法，其特征在于步骤如下:
1)、前端分配梁固定在箱涵整体的前端，然后将从箱涵前端穿出的柔性拉杆用锚具和夹片锚固在前端分配梁上，
2)、将从箱涵后端穿出的柔性拉杆穿过后端分配梁，穿出后端分配梁的上层面板，将柔性拉杆用锚具和夹片锚固在上层面板上，
3)、将顶镐放置在顶进预留的空间内，然后进行钢绞线预张拉，确保夹片紧固，
4)、然后在前、后端分配梁上的锚具外设置限位安全装置，通过螺栓将限位板与前后端分配梁固定在一起，
5)、开始箱涵施工。本发明具有如下有益效果:为了适应钢绞线作为柔性拉杆时大吨位顶拉法的应用，采用的钢板分配梁、组合式箱型结构分配梁、限位安全装置针对不同的受力大小其安全性可以满足要求，不仅降低了材料使用量，而且将顶拉法拓展到了适应于万吨级的摩阻力顶进涵施工，极大将少了大吨位顶进涵单一顶进时的后背工程量，经济效益明显，而且可以充分利用顶拉法施工工艺的便捷性，提高工效。
图1为箱涵分节示意图，
图2为前端分配梁结构示意图，
图3为图2的AA剖面图，
图4为后端分配梁示意图，
图5为图4的AA剖面图，
图6为限位安装装置的示意图，
图7为图6的AA剖面图，
图中:1_箱涵前端，2-箱涵后端，3-箱涵分节，4-前端分配梁，5-预留圆孔，6-锚具，7-后端分配梁，8-顶镐，9-限位安全装置，10-柔性拉杆，11-夹片，
7.1-上层面板,7.2-下层面板,7.3-腹板,7.4-横向加劲板，
9.1-限位板，9.2-螺栓，9.3-带丝的固定接口，9.4-弹簧丝。
具体实施例方式结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步说明。1、大型箱涵顶拉法用分配梁组成包括前端分配梁和后端分配梁，前分配梁位于整体箱涵的箱涵前移方向的前面，后分配梁位于整体箱涵的箱涵前移方向的后面。2、前端分配梁采用钢板，厚度根据理论计算确定，宽度推荐500mm，长度与箱涵截面的宽度一致，钢板上对应位置预留圆孔，用于穿钢绞线(柔性拉杆的一种)。3、后端分配梁采用带有加劲板的组合式箱型结构，由上层面板、下层面板、腹板、加劲板构成，上层面板与钢绞线锚具连接，下层面板用于和顶镐密贴，腹板与上、下层面板、加劲板与上、下层面板均采用焊接连接，上层面板厚度大于下层面板厚度，具体厚度根据理论计算确定，宽度推荐500mm,高度推荐1000mm,腹板净距推荐300mm,在腹板之间每隔一定距离设置I道加劲板。4、钢绞线锚具上通过夹片将钢绞线锚固，为了防止在顶拉过程中钢绞线松弛造成夹片滑脱，或者在顶拉过程中钢绞线受力不均匀导致夹片滑丝等危害安全的问题，在锚具外侧设置限位安全装置，由限位板、带丝的固定接口、螺栓、弹簧丝组成，带丝的固定接口焊接于前、后端分配梁的上。5、具体使用方法:
(I)前端分配梁固定在箱涵的前端，然后将穿出的钢绞线用锚具和夹片锚固在前端分配梁上。(2)后端分配梁按构造加工制作完毕后，将其穿在钢绞线上，然后用锚具和夹片将其锚固在后端分配梁上。(3)待前后端分配梁安装就位后，将顶镐放置在顶进预留的空间内，然后进行钢绞线预张拉，确保夹片紧固。顶镐的位置设置根据顶镐的数量，在原则上是采用均匀布置。(4)然后在前、后端分配梁上的锚具外设置限位安全装置，通过螺栓将限位板与前后端分配梁固定在一起。实施例:
1、根据摩阻力的大小合理选择箱涵分节长度；
2、根据箱涵分节情况，对顶进全过程中钢绞线(柔性拉杆的一种)进行受力分析，根据钢绞线受力情况确定所需配置的钢绞线规格和数量；根据钢绞线数量和箱涵断面尺寸，合理布置钢绞线孔道和顶镐，并选定配套锚固装置；
3、根据箱涵分节情况，对顶进全过程箱涵各节顶力分析；根据顶镐顶力分析和钢绞线、顶镐布置情况，确定前、后端分配梁规格。4、工序:箱涵预制一穿设钢绞线一顶镐吊装就位一预留顶程一前、后端分配梁吊装就位一安装锚具、夹片一钢绞线预张拉一紧固夹片一安装夹片限位安全装置一各节依次试顶一检查设备、机具状态一依次顶进各节至箱涵就位。5、相关理论计算:
某项目6-8节箱涵采用顶拉法施工方法，其中第7节箱涵的顶进过程中摩阻力达到万吨级100884kN，拉杆采用直径Φ15.24mm低松弛应力钢绞线(抗拉强度1860Mpa)，钢绞线锚具采用柳州OVM锚具，钢绞线管道采用圆钢管。1、钢绞线、锚具的选用
每节顶进或退回过程中，钢绞线的受力分析(见表I)。表I钢绞线的受力分析
权利要求
1.种大型箱涵顶拉法用分配梁组成，其特征在于包括安装于箱涵前端的前端分配梁和设置于箱涵后方的后端分配梁， 前端分配梁采用钢板，其长度与箱涵截面的宽度一致，钢板上设置有用于穿设柔性拉杆的预留圆孔，柔性拉杆通过锚具锚固于预留圆孔处； 后端分配梁为箱型结构，包括上层面板、下层面板、腹板以及加劲板，用于锚固柔性拉杆的锚具锚固在上层面板上，下层面板用于和顶镐密贴，腹板连接上层面板和下层面板，腹板上设置若干道沿箱涵移动方向的加劲板， 锚具外侧设置限位安全装置，所述的限位安全装置包括限位板、带丝的固定接口、螺栓以及弹簧丝，限位板对应柔性拉杆开有若干通孔，若干带丝的固定接口设置于前、后端分配梁上，限位板通过螺栓与带丝的固定接口连接，限位板和锚具之间的柔性拉杆上套有弹簧丝。
2.种如权利要求1所述的大型箱涵顶拉法用分配梁组成完成的施工方法，其特征在于步骤如下: 1)、前端分配梁固定在箱涵整体的前端，然后将从箱涵前端穿出的柔性拉杆用锚具和夹片锚固在前端分配梁上， 2)、将从箱涵后端穿出的柔性拉杆穿过后端分配梁，穿出后端分配梁的上层面板，将柔性拉杆用锚具和夹片锚固在上层面板上， 3)、将顶镐放置在顶进预留的空间内，然后进行钢绞线预张拉，确保夹片紧固， 4)、然后在前、后端分配梁上的锚具外设置限位安全装置，通过螺栓将限位板与前后端分配梁固定在一起， 5)、开始箱涵施工。
全文摘要
本发明属于桥涵工程下穿铁路营业线施工技术领域，具体是一种大型箱涵顶拉法用分配梁组成及完成的施工方法，解决了大型箱涵采用顶拉法施工时柔性拉杆的分配梁的安全性不满足顶镐大吨位顶力和柔性拉杆大吨位拉力要求的问题。分配梁组成，包括安装于箱涵前端的前端分配梁和设置于箱涵后方的后端分配梁，前端分配梁采用钢板，后端分配梁为箱型结构。施工方法，步骤如下前端分配梁固定在箱涵整体的前端，柔性拉杆锚固在前端分配梁上，柔性拉杆穿过后端分配梁锚固，放置顶镐，锚具外设置限位安全装置，开始箱涵施工。本发明的有益效果安全性可以满足要求，不仅降低了材料使用量，而且将顶拉法拓展到了适应于万吨级的摩阻力顶进涵施工。
文档编号E21D9/00GK103089271SQ20131004887
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月7日 优先权日2013年2月7日
发明者胡国伟, 陈晓军, 杨利民, 王学峰, 张志刚, 白昌富, 靳建华, 郭星亮, 赵永锋 申请人:中铁三局集团有限公司, 中铁三局集团第三工程有限公司