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整体式滑道在桥梁顶推施工中的应用

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浏览:- 发布日期:2018-01-26 11:52:48【

摘要:在传统的桥梁顶推施工中,一般采用点式滑道法。此种方法在桥梁顶推过程中存在较大的水平力,为了抵抗水平 力的破坏,永久墩和临时墩通常采用增加桩基础或者斜撑材料等进行加固,耗资较大。本文结合工程特点,采用整体 式滑道的方法,通过滑道传递将水平力平衡为零,就很好的解决了水平力的问题,不用担心对墩的破坏。本文永久墩 和临时墩没有增加桩基础或者斜撑材料,而且整体式滑道在其他工程可以多次周转使用,降低了工程成本,为桥梁顶 推施工提出了新的思路。

 关键词:整体式滑道;桥梁顶推施工;应用


1 引言

 京山桥改建桥起始点里程:K0+100.00一Kl+ 626.351,全长1526.351 m,其中桥梁全长600m,道 路长926.351m,主桥长度125m,引桥长475m。 主桥为双跨独塔双索面钢斜拉桥,跨径2 x 62.5m。塔梁采用铰接。加劲梁整体式正交异性板钢 箱梁,断面呈弧型。梁高2m,高跨比1/31.25。钢梁 采用Q345qO钢材。钢箱梁标准部位顶板板厚14mm, 底板及腹板板厚12mm。全桥总重1976.5吨。 箱梁宽33.5 m,纵桥向分为41节,每节横桥向 均为33.5m,顺桥向为2.4~3.789m不等,标准节为 3.0m。每节平均重48.2t。主塔为钢筋混凝土结构, 横桥向呈W字形(图1),纵桥向呈A字形(图2)。 主塔总高38 m,桥面以上有效高度约25 m ,高跨比 1/2.5。图1

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由于主桥2跨(墩号为7#、8#、9#)分别跨越 东江道和京山铁路线, 京山线一跨钢箱梁 (66.242m)采用桥梁顶推施工法进行架设施工,而东江道一 跨(53.738m)采用门式支架法,利用龙门吊吊装、 逐节拼焊进行施工。

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2 支撑系统

 本工程为改建工程,拆旧桥,建新桥,钢箱梁顶 推施工利用老桥墩结合钢管临时墩作为支撑系统,支 撑系统分为两排,横向间距为15m,纵向跨距为 12.5m。每个临时墩采用4根 30×8ram钢管柱, 墩顶采用4根2.4m长40a工字钢作为分配梁。 墩顶纵桥向安装4片加强型贝雷梁,贝雷梁设置 为0.9%直线坡,箱梁采取上坡顶进。


3 滑动系统

 滑动系统由整体式钢滑道、四氟乙烯滑块及加高 垫组成。

3.1 整体式钢滑道 整体式钢滑道采用Q235钢材由加工厂制作完 成,截面为宽900mm、高700mm的箱型结构,顶板 板厚为20mm,底板和两腹板厚均为16mm,横隔板 为10mm,间距为1m。顶板上满铺3mm厚不锈钢板, 不锈钢板和顶板点焊固结。如图3

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为便于运输和安装,制作钢滑道时将长度定为 12m,重量为5.4t。节间连接采用钢套筒,由 24自 攻螺栓连接。全桥共设置2条滑道,滑道均安装在贝 雷梁上,横向间距15m,每条滑道长度为68m,纵向 均采用螺栓连接成为一个整体。

3.2 四氟乙烯滑块 滑块技术要求和板式橡胶支座相同,提前向厂家 订做。滑块由橡胶、钢板、一层3mm厚四氟乙烯压 制而成,几何尺寸为850 X 850×30ram,四氟乙烯滑 动面朝下,前进方向设置向上倒角。所有滑块均放置在整体式滑道的不锈钢板上,四氟乙烯和不锈钢板之 间涂抹硅脂润滑油。滑块纵向间距为3m,1段钢箱 梁对应1对滑块,每排滑道需布置22块滑块,共计 44块。

3.3 加高垫 由于钢箱梁设计有竖曲线,而钢滑道为直线坡, 所以每个滑块上设置加高垫,如图4。

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加高垫由Q235钢材加工制作,和滑块一一对 应,根据竖曲线要素计算出每个加高垫的高度,见 表1。

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通过加高垫的不同高度布置,按照设计曲线安装 钢箱梁。每节钢箱梁对应两个加高垫,调整好顶推段 共22节钢箱梁的设计曲线线型,66.262m顶推段钢 箱梁坐落在44个加高垫上拼焊施工。


4 桥梁顶推系统

 桥梁顶推系统由ZLD150型千斤顶、油泵、主控台、 千斤顶后背及拉锚器组成。 ’

4.1 桥梁顶推设备 采用2组ZLD150型千斤顶及其配套设施,顶推 力2×150=300t,顶推速度24m/h。2组千斤顶采用 位移传感器控制同步。

4.2 桥梁顶推力计算 顶推段钢梁重为1200t,考虑不均匀效应及桥面临 时荷载,增大系数取1.2,静摩擦系数取0.08。摩擦 阻力F=1200×1.2×0.08=115.2t,而2台千斤顶顶推 力为2×150=300t,安全储备2.6倍,满足施工要求。

4.3 千斤顶后背 千斤顶后背由I45a和Q235钢板加工制作,8#主 墩墩顶预埋钢板,千斤顶后背焊接在钢板上,固定在 8#主墩墩顶,千斤顶后背图如图5。  两千斤顶后背中距为5m,以桥梁中线为轴左右对称分布。

4.3 拉锚器 拉锚器制作同千斤顶后背,反方向和梁底焊接, 固定在梁尾。与千斤顶后背同轴,每个拉锚器通过7 根钢绞线与千斤顶连接,拉锚器采用15—7锚具锚固 钢绞线。


5 水平力平衡原理

 顶推千斤顶工作时,以8}}主墩为后背(产生向 后水平力),通过钢绞线拽拉拉锚器,从而牵引钢箱 梁前移,钢箱梁在滑道上缓缓前移时,对滑道产生向 前水平力,而滑道又卡在8#主墩上,进而将水平力 传递给8#墩(产生向前水平力),2种力大小相等, 作用方向相反,从而平衡为零。

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8荆敦向后水平力产生流程:顶推千斤顶工作一千 斤顶后背一8#墩预埋钢板一8#墩。 8#墩向前水平力产生流程:顶推千斤顶工作一钢绞 线—拉锚器—钢箱梁 加高垫 滑块一滑道—逗#墩。 6 桥梁顶推施工 6.1 安装设备 顶推段钢箱梁拼焊完成,复核线型,经自检和监 理监理检验合格后,安装顶推设备、钢绞线、拉锚 器,并检查支撑系统受力变化情况。 6.2 安装限位 在加高垫上焊接限位钢板,如图8。

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左右允许偏差10mm,防止钢梁就位时偏差过大。

6.3 钢绞线预紧 顶推前为保证钢绞线受力均匀并同步,采用千斤顶提前逐根将钢绞线预紧,张拉力为10kN。

6.4 试顶推 为验证摩阻系数、顶进速度等各种参数,保证在 “要点” 时间内跨越津山铁路,正式“要点” 顶推 前,在铁路限界外留出1m的长度进行试顶推,同时 记录相关数据,检算各种参数是否符合要求,经试 顶,各种参数均正常。

6.5 要点施工 提前一个月向铁路部门办理要点手续,该工程顶 推20m,千斤顶顶推速度为24m/h,2006年9月9 日,“要点”50min顺利到位。

6.6 测量监控 桥梁 顶推过程中采用全站仪和水准仪进行监测,检查 钢箱梁移动过程中的轴线偏差及检查支撑系统的沉降 情况,如有较大偏差,采用单顶顶推法及时进行纠偏。 该桥梁钢箱梁顶推过程中各种监}贝0数据正常,就位偏差符合 规范要求,永久墩和临时墩的水平位移非常微小。


7 落梁

 钢箱梁顶推到位后,采用在8样、9#永久墩和2排 老桥墩设置8台250t落梁千斤顶,8台千斤顶同时顶 升,将钢箱梁顶起,并设置保险墩。然后拆除加高垫、 滑块、顶推设备,安装永久支座。8台千斤顶按顺序落 顶,每次落梁10mm,同时观测轴线偏移情况,分多次 将钢梁落到永久支座上,然后拆除钢滑道。采用龙门 吊吊装剩余钢箱梁,继续拼装直至完成主桥。


8 结语

 天津开发区泰达大街京山桥改建桥工程跨越津山 铁路线,采用整体式滑道的顶推方式,利用老桥墩和 钢管墩充当临时墩,“要点”50min,顶推20m,成功 完成施工,用实例证明了该方法的可行I生。该整体式 滑道后来还用于其他2个桥梁顶推工程(钢桁梁和混 凝土箱梁),尤其适用于钢桁梁(只允许节点受力)。 相对于点式滑道,整体式滑道的顶推方法优势显著: 水平力平衡为零,保护了永久墩的安全;不用增加临 时墩桩基础及斜撑,降低了施工成本;、不用续放滑 块,杜绝了续放滑块不及时造成的施工中断,把对铁 路运营的干扰降到最低。 实例证明,整体式滑道相对于传统的点式滑道, 具有改善结构受力、降低施工成本、节约工期的显著 优点,为桥梁顶推施工提供了新的思路,完全可以在 同类工程中推广应用。


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