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跨沪宁高速公路钢箱梁顶推施工技术

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浏览:- 发布日期:2018-01-22 13:20:08【

2012 年4 月第4 期城市道桥与防洪 1 工程概况 惠南路(锡澄运河~ 老锡澄路)新建工程位于 无锡市惠山区南部,是惠山区内部一条东西向的 城市主干道,是连接惠山经济开发区与沪宁城际 铁路惠山站的主要交通要道。其中跨越沪宁高速 公路大桥是惠南路的控制性桥梁,桥梁起点桩号 K11+595.13, 终点桩号K12+411.69, 桥梁全长 816.56 m。在桩号K12+158.5 处跨越沪宁高速公 路,与沪宁高速公路交角约55°。桥梁采用分幅设 置,在跨沪宁高速公路段左右幅采用错孔布置,单 幅桥梁结构宽度12.5 m,中间设置2 m 中央分隔 带,桥梁全宽27 m,见图1。 跨沪宁高速公路处,桥梁上部结构采用钢箱 梁结构。左幅两跨为42 m+45 m,右幅两跨为45 m+45 m,在沪宁高速公路中分带内设置一个独柱 桥墩26# 墩,沪宁高速东西侧分别为27#、25# 墩。 钢箱梁主桥顶板宽12.5 m,底板宽7.5 m,梁高 2.2~2.35 m,由腹板变高形成横坡,顶板设单向 2%横坡,底板水平。单箱双室钢箱梁中心线处梁 高2.275 m。两幅钢箱梁总重为1 032 t,见图2。


2 整体顶推方案 为保证沪宁高速公路车辆正常通行,跨沪宁 高速公路处的两跨钢箱梁采用顶推法进行施工。 根据现场施工条件和钢箱梁单体分段重量,采用 现场搭设钢桁临时支架,分段吊装、组装、拼接、焊 接钢箱梁和钢导梁,组装成型后,分批次依次顶推 并接长钢箱梁进行顶推施工;待钢箱梁全部顶推 到位后,进行落架就位固定。 3 顶推施工工艺 3.1 临时墩支架 钢桁临时支架纵桥向布置间距为15 m或45 m, 其支架立面见图3。东侧区域为节段钢箱梁吊装、 焊接和顶推施工区,共设置5 个普通钢桁临时支 架(1#~5#)和1 个顶推反力钢桁临时支架(6#),沪 宁高速公路中央分隔带设置1 个落梁钢桁临时支架 (7#),西侧设置2 个普通钢桁临时支架(8#~9#)。 3.1.1 顶推反力钢桁支架 在沪宁高速公路东侧仅设置一个顶推反力支 架,即6# 临时墩。该顶推反力支架兼焊接施工平 台、下滑道支架和落梁支架功能。 钢桁支架的立柱采用8 根φ400×10 mm 圆 钢管,纵桥向设置两根,间距为4.0 m;横桥向设置 四根,中间间距4.4 m,两侧边间距2.0 m,其平面 尺寸8.4 m×4.0 m。支架顶纵桥向设置7 根32# 工字钢,间距为1.0 m 和2.2 m,使之两组槽钢组 合件形成整体框架。顶推反力钢桁临时支架顶面 横桥向间距6.8 m 两侧各安放一组4×45# 工字钢 焊接组合而成的下滑道。支架构造尺寸见图4。 3.1.2 落梁钢桁支架 沪宁高速公路中央分隔带设置一个落梁支 架,即7# 临时墩。该落梁支架兼下滑道支架和落 梁支架功能。 钢桁支架的立柱采用8 根φ400×10 mm 圆 钢管,纵桥向设置两根,间距为3.0 m;横桥向设置 四根,中间间距4.4 m,两侧边间距2.0 m,其平面 尺寸8.4 m×3.0 m。支架顶纵桥向设置7 根32# 工字钢,间距为1.0 m 和2.2 m,使之两组槽钢组 合件形成整体框架。顶推反力钢桁临时支架顶面 横桥向间距6.8 m 两侧各安放一组4×45# 工字钢 焊接组合而成的下滑道。支架构造尺寸见图5。 摘要:惠南路跨沪宁高速公路大桥主跨采用两跨钢箱梁结构,为保证沪宁高速公路车辆正常通行,钢箱梁采用顶推法施工。 介绍了顶推法施工工艺,根据沪宁高速公路无法中断交通的现场情况,采用在高速范围外搭设钢桁临时支架,分段吊装、组 装、拼接、焊接钢箱梁和钢导梁,分批次依次顶推并接长钢箱梁进行顶推施工。 关键词:跨沪宁高速公路;钢箱梁;顶推法施工 中图分类号:U445.4 文献标识码:B 文章编号:1009- 7716(2012)04- 0149- 05 收稿日期:2011- 11- 22 作者简介:范翔(1981-),男,上海人,工程师,从事道桥工程 技术管理工作。 范翔,郁志刚,徐新华 (上海浦东路桥建设股份有限公司,上海市201203) 跨沪宁高速公路钢箱梁顶推施工技术 管理施工149 城市道桥与防洪2012 年4 月第4 期 3.1.3 普通钢桁支架 在沪宁高速公路东西两侧设置7 个普通钢桁 临时支架,即1#~5#、8#~9# 临时墩。普通钢桁支 架兼焊接施工平台和下滑道支架功能。 钢桁支架的立柱采用8 根φ400×10mm 圆钢 管,纵桥向设置两根,间距为4.0 m;横桥向设置四 根,中间间距2.0 m,两侧边间距4.0 m,其平面尺 寸10.0 m×4.0 m。支架顶纵桥向设置6 根32# 工 字钢,间距为2.0 m,使之两组槽钢组合件形成整 体框架。普通钢桁临时支架顶面横桥向间距6.8m 图1 钢箱梁总平面示意图 图2 钢箱梁横断面示意图 图3 钢桁支架立面布置示意图 图4 顶推反力钢桁支架构造示意图(单位:mm) 图5 落梁钢桁支架构造示意图(单位:mm) 150 管理施工 2012 年4 月第4 期城市道桥与防洪 两侧各安放一组2×45# 工字钢焊接组合而成的 下滑道。支架构造尺寸见图6。


3.1.4 临时墩混凝土扩大基础 临时墩支架基础全部采用混凝土扩大基础。 钢桁临时支架搭设在桥梁25#- 29# 墩承台和墩跨 内原地面上两种。临时支架位于承台上借助基础 承台,搭设钢桁支架;临时支架位于在原地面上采 用80 cm 6%灰土回填,并夯实,然后浇注C30 混 凝土方形基础,尺寸长5 m×宽5 m×高0.5 m,最 后搭设钢桁支架。 3.2 钢导梁装置 导梁在施工中虽然只是临时性结构,并不参 与成桥以后的结构受力,但是它对顶推施工中主 梁受力的影响不容忽视。对主梁内力有重大影响 的因素主要为导梁的长度、刚度和重量。本工程钢 导梁长度为30 m,约钢箱梁顶推自由长度的0.67 倍,满足强度和稳定性的要求。 单片长度30 m 贝雷钢桁架是由10 片贝雷桁 架连接而成,单个贝雷片规格尺寸为1.5 m×3 m。 贝雷片由上弦杆、下弦杆、竖杆和斜杆焊接而成, 上下弦杆采用双肢10# 槽钢,竖杆和斜杆采用8# 槽钢,均为16 Mn 钢材质。单片贝雷桁架重量为 270 kg,折算其自重集度为0.9 kN/m。 钢导梁与钢主梁的连接构造:钢箱梁端部近 滑道腹板内侧35 cm 处设置长度100 cm 腹板,使 该腹板与箱梁外侧腹板、滑道腹板共三道腹板外 伸40 cm,同时通过加强钢板局部形成整体,采用 销子与贝雷上下弦杆有效连接,钢腹板与贝雷上 下弦杆焊接,构造见图7、图8。 3.3 滑动装置 本工程滑动装置主要由下滑道和上滑道组 成。 3.3.1 下滑道 下滑道由4 根或2 根45# 工字钢焊接组件制 成,平面尺寸为60 cm×500 cm,其两端做成1:8 的坡度,坡长50 cm,上铺一层5 mm 厚的普通钢 板,面上贴2mm 厚的不锈钢板,不锈钢板与焊件 点焊焊接。每个支架上安装两组下滑道,其横向中 心间距为6.8m。 3.3.2 上滑道 7# 临时墩顶的滑移块以4 组80 t 的CRM 型 履带式重物搬运坦克为主(支架顶部受力在380 t 左右);6# 临时墩顶的滑移块以不锈钢和四氟乙烯 板相组合的滑道装置;其它临时墩支架顶部的以 2~4 组普通重物搬运坦克为主(每座支架顶部受力 在100 t 以内)。滑移装置CRM履带式滚动滑移块 示意见图9。 钢箱梁顶推过程中使用的滑块采用GJZF4 系列 聚四氟乙烯板式橡胶支座,其构件尺寸为300 mm× 400 mm×49 mm,单块板承载能力为1 200 kN,其 聚四氟乙烯板与不锈钢件的摩擦系数不大于 0.08。每一组滑道上使用3 块橡胶支座,即每一钢 桁临时支架顶部配置6 块橡胶支座板。


3.4 横向限位装置 横向限位装置采用滚轮限位纠偏,滚轮采用 四氟乙烯滚轮,并固定在三角形组合槽钢上,每个 限位器由2 个滚轮组成。滚轮器固定在钢桁支架 顶的横桥向40# 槽钢组合件上,布置在钢梁腹板 两侧,与钢箱梁预留3 cm 间隙,以便于顶推和纠 偏,见图10。 3.5 顶推装置 根据顶推最大水平力的计算,在顶推反力钢 桁临时支架6# 临时墩顶面中央位置设置一组 图6 普通钢桁支架构造示意图(单位:mm) 图7 钢导梁构造示意图 图8 钢导梁与钢箱梁连接构造示意图 图9 滑移装置CRM 履带式滚动滑移块示意图 管理施工151 城市道桥与防洪2012 年4 月第4 期 ZLD- 100 型自动连续千斤顶和7 根Φ15.24 钢绞 线单点顶推滑移顶推系统。它能均匀地将钢箱梁顶 推前进,克服了传统千斤顶由于反复启动、停止,而 造成拉力不均匀影响,并能大大加快施工进度。 自动连续顶推系统的组成:ZDL100 型自动连续顶 推千斤顶、ZLDB自动连续液压泵站、主控制台、行程开 关和钢绞线(柔性拉杆)等组成。施工采用OVM厂生产 的连续千斤顶和配套液压泵站,见图11、图12。 连续顶推千斤顶的工作原理:自动连续千斤 顶前后布置2 台油缸,其中一台油缸工作时,另一 台油缸回缩原来的行程,当工作油缸行程达到设 定的行程时就停止其工作,此时通过控制系统的 传感器命令另一台油缸工作,而原工作的油缸则 回缩其原来的行程,循环往复。 连续顶推千斤顶通过工具锚夹住传力钢绞线, 而钢箱梁底板下焊接锚扣点,通过耳板、插销、工 具锚与传力钢绞线相连接,当千斤顶顶推作业时, 钢绞线拖拉着钢梁前移。 在每节段钢箱梁底部前端焊接耳板,耳板布置 于钢箱梁横隔板处,同时在耳板处采用加劲钢板 进行纵横向局部加强,确保拖拉时底板不变形。


3.6 顶推基本流程 基本流程:履带吊进场组装→吊装钢导梁→连 续吊装前四节段钢箱梁→钢箱梁成型顶推后继续吊 装→吊装后两个节段钢箱梁→钢箱梁顶推到位→拆 除现场钢桁支架→履带吊拆卸退场。 钢箱梁整体顶推施工流程见图13。 3.7 落架施工 钢箱梁的落架就位,分两次进行。第一次箱梁 落架就位于滚动装置的滚轴上,使箱梁底板下滑 道和滚轴接触。第二次箱梁落架就位于混凝土墩 柱顶的支座上,使箱梁底板下支座钢板和墩柱支 座接触。对于钢箱梁的落架,采用10 只50~100 t 的液压千斤顶,进行同步或分批次的落架就位。 当钢箱梁整体滑移至所需安装的位置后,先拆 除前置安装在钢箱梁上的辅助导梁架。然后用千 斤顶顶升钢箱梁一定高度(20 mm),拆除滚动滑移 装置,安放调整支座位置并作最终固定。千斤顶的 顶升,可从中间向两边进行,先26# 桥墩后25# 和 27# 桥墩。也可同时顶升布置在25#~27# 桥墩处 的千斤顶,进行同步落架,但应注意钢箱梁的变 化,防止侧向位移或扭曲变化。 4 顶推过程监控 钢箱梁顶推施工阶段的控制是一个系统工程, 主要包括两部分。一部分是数据采集系统,即监 测;另一部分是数据分析处理系统,即监控。 本次钢箱梁监控是利用高效计算机程序,对施工过 程进行仿真模拟分析计算,并对实测数据进行分析处 理,确定和指导下一工况的施工参数;并预报施工中可 能出现的不利状况及避免错失,达到施工预警的目的。 桥梁上跨日交通量巨大的沪宁高速公路,钢箱 梁顶推施工过程中的稳定和安全非常重要,为确 保顶推过程中钢箱梁及下部结构(含临时墩)的安 全稳定,并最终实现设计线形和受力要求,对钢箱 梁顶推施工进行了全面监控。主要包括以下内容: 钢导梁横向偏位、竖向挠度;钢箱梁中线偏位、竖 图10 横线限位装置与滑移滚动装置构造示意图 图11 自动连续顶推千斤顶 图12 自动连续液压泵站 152 管理施工 2012 年4 月第4 期城市道桥与防洪 图13 钢箱梁顶推施工基本流程图 向挠度;临时墩柱顶水平变位、沉降监测;钢导梁 与主梁连接处钢导梁上下缘应力;钢箱梁上下缘 应力;临时墩柱底应力。 钢箱梁顶推监控历时7 个月,进行了偏位、应 力等测试28 个工况共约300 组监测数据,根据顶 推施工前由计算确定的控制值,在顶推过程中进 行实时监测,发现控制截面有指标超出控制值则 及时预警、纠偏,确保了顶推过程中结构安全。 最终经过全过程的有效监控,实现了实时监控实 时预警,及时调整,顶推到位落架后线型相当理想,偏差 满足规范的高程控制要求,并成桥内力满足设计要求。 5 结语 经过本次跨沪宁高速公路钢箱梁顶推施工, 深深感受到钢箱梁顶推施工是一项工艺复杂,技 术难度高,涉及面广的工序,只有严格控制,加强 管理,采取针对性措施,全体施工技术人员通力合 作,才能达到较高的质量目标。 惠南路跨沪宁高速公路钢箱梁顶推法施工技 术的成功应用,为今后其他同类桥梁施工提供借 鉴,结合钢箱梁顶推施工技术总结以下几点: (1)施工过程中使得该技术日趋完善并走向成 熟,最终取得良好的社会效果及经济效果;同时为 同类型跨江河、跨铁路、跨磁悬浮等钢箱梁顶推法 施工积累了经验。 (2)钢箱梁采用空间曲线顶推法跨越沪宁高速 公路,节省了施工场地,同时不影响地面交通的正 常通行,降低了施工过程中的安全风险,简化了交 通管制措施。


参考文献 [1] DB37/T1389- 2009,钢箱梁顶推施工技术规程[S]. [2] 付永乐.通惠河桥钢箱梁顶推施工技术[J].北京:铁道建筑,2007(3). [3] 徐斯林.何超然.彭勇.等.洪都大桥钢箱梁顶推施工技术[J].公路 与汽运,2010(5). [4] 赵雄.跨线桥上部结构采用连续钢箱梁的施工与质量控制[J].建 筑技术开发,2005,32(4). 管理施工153 method of the negative bending moment area of steel- concrete composite beam. The studying conclusion can be referenced for the similar projects. Keywords: steel- concrete composite continuous beam, negative bending moment area, construction control methods, study, Shenzhen Design of Temporary Stay- bar Scheme for Integral Pushing Construction of Long- span Continuous Composite Arch Bridge !Chen Cheng (145) Abstract: The main bridge of a crossing- river bridge is a single- span 188 m of long- span composite beam- steel system arch bridge. Its total length is 608 m. Based on the bridge scheme characteristic and construction condition, this bridge is constructed firstly by assembling the steel arch and steel beam into integration on bank, and then by using the pushing equipment to carry out the integrally pushing construction. In order to guarantee the stresses of steel arch and steel beam to satisfy the requirement and standard in the pushing process, it is required to install many temporary stay bars among the steel arches and steel beams. The article focuses introduction on the scheme selection and stress analysis gist of temporary stay bars among the arches and beams. Keywords: composite system arch bridge, integral pushing construction, temporary stay bar Steel Box Beam Incremental Launching Construction Technology Crossing Shanghai - Nanjing Expresswa ! y Fan Xiang, Yu Zhigang, Xu Xinhua (149) Abstract: The main span of Huinan Road Bridge crossing Shanghai - Nanjing Expressway is the two- span steel box- beam structure. In order to guarantee the normal traffic of Shanghai - Nanjing Expressway, the incremental launching method is used to construct the steel box beam. The article introduces the construction technology of incremental launching method. Based on the field condition that it is hard to cut off the traffic of Shanghai - Nanjing Expressway, it is to erect the temporary steel truss bracket outside of expressway, to hoist, assemble, splice and weld the steel box beam and steel guiding beam by sections, and to incrementally launch and to lengthen steel box beam by batches in turn for the incremental launching construction. Keywords: crossing Shanghai - Nanjing Expressway, steel box beam, incremental launching construction Application and Development Trend of Foundation Pit Supporting Technology in Subway Bridge Project in Tianjin !Luo Chunyu, Hu Jiang, Cao Jing, Sun Dongli (154) Abstract: The selection of economic and reasonable supporting mode in the course of pit excavation is the important meaning for the successful construction of the subway bridge project. Based on the geological characteristic of Tianjin, the article comprehensively analyzes and discusses the main characteristics of pit supporting type and its applicability for the geology of Tianjin, focuses setting forth on the wide development prospect of SMW process and the design gist of prestressed fish- bellied steel supporting system, and puts forward the priority selection of supporting type according to the different excavation depths. Keywords: subway bridge, pit supporting, cast- in- situ pile, SMW process, prestressed fish- bellied steel supporting, Tianjin City Application of High- pressure Jet Grouting Process in Roadbed Treatment Engineering ! Huang Zhaoen (158) Abstract: The article introduces the roadbed reinforcement principle and using material of high- pressure jet grouting process, and summarizes the construction characteristic of the single- tube rotary jet grouting process by the engineering application of practical cases. Keywords: high- pressure jet grouting, single- tube rotary jet, rotary jet pile, grouting, cement, consolidation, roadbed treatment Analysis on Cast- in- situ Box Girder Bracket Engineering Construction Scheme !!! Meng Xianchun (161) Abstract: The cast- in- situ box girder bracket is an important construction technology of bridge


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