工程概况

京山铁路是通往东北三省的交通大动脉, 因此确保其畅通和行车安全是完成施工任务的首要责任。经参建各方反复研究, 决定采用兜尾式顶推法施工, 即在跨越公路和铁路之间搭设钢箱梁拼装平台, 将拟顶推部分长66.262m的钢箱梁在作业平台上焊接拼装成型后, 利用铁路封闭要点时间将此段钢箱梁沿纵向顶推跨越铁路。就位后再拼装后部58.738m钢箱梁, 全部拼装焊接完成后, 进行斜拉索的安装与张拉。

顶推实施方案

本次顶推施工实施方案共分6个步骤:钢箱梁拼装平台搭设——龙门吊安装——钢箱梁拼装——顶推设备安装——顶推到位——落梁。

支撑体系

支撑体系由临时墩、贝雷梁、滑道、滑块和加高垫组成。顺桥向共设置2道, 间距15m, 沿桥梁中线对称布置。钢箱梁在拼装和顶推时的重量全部由支撑体系来承担。

1、临时墩

本次临时支墩分为两部分。一部分是原老桥的旧墩柱, 间距为25m, 另一部分为混凝土基础的临时钢管支墩, 共同承担荷载。

（1）利用原旧桥墩柱作为临时支墩, 破除旧盖梁后利用原墩柱现浇盖梁。凿除旧盖梁时, 保留原墩柱钢悬臂由25m变为20m, 增加了安全性, 减少了顶推施工对铁路的要点时间。0号支墩基础采用4.5m×6.0m×0.9m矩形混凝土承台,承台边线距京山线下行线外轨最小距离3.0m。支墩采用6× 600钢管, 壁厚为14mm, 连接方式为法兰连接, 每个接头采用16个M24高强螺栓进行连接。每个600钢管顶均采用10mm钢板焊接封闭。

（2）在老墩柱间增设8个4×600(壁厚14mm)钢管支墩, 每侧4个, 由东向西编号依次为1号～4号。横桥向间距和老桥墩一致, 均为15m。墩顶顺桥向放置4根I40a型钢分配梁(2.0m长), 每2根为1组, 和立柱焊接固定, 横桥向再放置2 根I40a型钢分配梁(2.4m长)。贝雷梁放在分配梁上后采用Ψ形钢筋固定。军用墩基础采用3.6 m×3.6 m×0.6 m矩形混凝土承台, 混凝土强度等级为C35。4×600立柱和承台预埋件进行焊接固定。

（3）最西侧临时墩(临4号)位于东江路中央桥墩(旧桥墩)东侧12.5 m处, 其外剩余12.5m空当作为龙门吊吊装钢箱梁拼装件位置。龙门吊行走距离为25m。

2、贝雷梁

在临时支墩顶面纵向架设4排2道单层贝雷梁,南、北侧各架设1道, 横桥向间距15m, 沿桥梁中线对称布置。贝雷梁拼装好后用2台吊车同时吊装到位。架设好后的贝雷梁宽180cm, 长72m。采用方钢拉杆将每道贝雷梁进行横向连接, 将连接下来的荷载均匀分布到每片贝雷梁上。

3、滑道安装

首先根据8号、9号墩永久支座顶高程确定滑道纵坡为9‰直线上坡。滑道顶高比永久支座低17cm,滑道长度为68.5 m, 滑道在8 号墩顶采用非标滑道。非标滑道和前后2段标准滑道焊接牢固。8号墩西侧的标准滑道要紧顶在8号墩侧西(混凝土表面设钢板进行保护), 要求滑道刚度大、能均匀传递反力、结构简单及拆装方便。滑道截面形式为箱形, 采用16mm和20mm厚普通钢板焊接而成。宽度为90cm、高70cm, 每节长度为12m, 连接采用内套筒栓接。顶面铺设厚2mm不锈钢板作为滑道。

4、滑块和加高垫

在每节钢箱梁底部布置加高垫(宽度17～39cm), 加高垫下设四氟乙烯橡胶滑块, 共设滑块44个(和加高垫相对应)。四氟乙烯面和滑道接触, 通过滑块和滑道之间的滑动实现钢箱梁的顶推。滑道和滑块之间涂抹黄油以降低摩擦力。滑道安装完成后, 在加高垫上面进行钢箱梁现场拼装。8号、9号支座处梁底比设计高程高3cm。

钢箱梁现场拼装

顶推钢箱梁段共分22节, 每节3m左右, 每节质量平均48.2t。根据现场情况, 从东到西进行拼装, 加高垫和滑块放在两侧滑道上, 龙门吊每吊装1节, 放在加高垫上, 每节钢箱梁底对称设置2个吊耳, 采用2台5t卷扬机拖拉至滑道东端, 拖不到位时, 换用2个5t倒链微调到设定位置。循环作业, 直至完成22节钢梁拼装。

顶推设备及安装

顶推设备采用2台ZLD150自动连续千斤顶(对应2台泵站和1台主控台)。在8号墩墩顶预埋1200mm×650mm×20mmQ235钢板, 2块钢板沿桥梁中心线对称布置, 间距为13.45m。在钢板上焊接顶推牛腿, 牛腿采用I40a型钢和钢板焊接而成。顶推千斤顶利用牛腿做后背进行顶推。在22节钢梁底部设置拉锚器(由钢梁厂家施焊), 材料形状和顶推牛腿相同。

钢梁顶推及落梁

钢箱梁顶推段长度为66.262m, 每台顶推千斤顶通过9根钢绞线(1 860 MPa), 采用自动工具锚和钢箱梁底部拉锚器固定后, 启动千斤顶, 将钢箱梁一次顶推到位。在安装钢绞线时应使1台千斤顶内的7根钢绞线左、右旋向搭配使用, 避免同一旋向钢绞线而使千斤顶活塞旋转, 损坏自动工具锚, 或者造成千斤顶行程损失。千斤顶与拉锚器的施力点应尽量在一直线上并与梁轴线平行。顶推前要对钢绞线进行预张拉, 使多根钢绞线受力均匀, 以免造成拉断和对千斤顶内缸偏心摩损。

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