大截面跨越高速钢箱梁顶推施工在市政桥梁中的应用

发表时间:2020/9/3   来源:《建筑实践》2020年第9期   作者:唐礼泉 高宏亮
[导读] 目前在市政桥梁施工中,由于现场交通条件复杂,施工难度大
        导言:目前在市政桥梁施工中,由于现场交通条件复杂,施工难度大,而顶推施工工艺由于具有施工灵活、对既有线路干扰少、跨越能力强等优点而被广泛应用。本文结合上跨G65高速和泾惠渠市政桥梁工程顶推的成功经验,通过结合该项目的技术特点、现场施工过程及控制重点等简要分析了大截面钢箱梁顶推施工技术。
        1工程概述:泾河大道是西咸新区泾河新城内一条东西向城市主干道,项目全长1100米,该项目采用三联十二跨结构,其中上跨G65W跨线桥全长446.6米,跨径组合为(2×30+3×36)(现浇箱梁)+(43+60+37+47)(钢箱梁)+(3×30)(现浇箱梁)。道路规划红线60m,荷载标准为城-A级,主线桥第二联上部结构采用全焊单箱九室等截面钢箱梁,梁高2.3m。顶推过程采用42.5米宽全幅一次顶推,顶推全长73.3米,顶推重量1800吨,顶推部分单向超高横坡、斜交高速、横跨泾惠渠,钢箱梁的顶面兼做桥面承重结构,按正交异性板设计。箱体部分顶板采用“U”形肋,悬臂部位顶板用板式肋;底板的纵向加劲肋采用板式肋;腹板水平加劲肋采用板式肋。箱内纵向每2m左右设一道普通横隔板,中间开设人孔。支点处设支点横隔板,并在支点处设竖向支撑加劲肋。钢箱采用工厂分块制造、工地现场焊成整体。
        2准备工作:
        2.1工艺介绍:
        本工程主要工作内容:包括钢梁原材料订购、复验,预处理,下料、加工;钢垫块的制作、安装,钢梁的制作、安装。
        工艺流程:分块制作→分块运输→临时支墩安装→钢箱梁现场顶推、吊装→体系转换、临时支墩拆除→喷漆涂装。
        2.2技术参数:
        顶推作业是利用临时支墩上安装20个顶推单元,分别对称布置在轴线两侧,一套顶推单元竖向顶升力为720吨,纵向水平推力100吨,横向水平力160吨,纵向顶推最大行程300毫米,左右(横向)调整幅度最大为50毫米,顶推速度50mm/min。
        2.3现场准备:
        2.3.1顶推工作开始前,按照桥梁检测规范要求对钢箱梁上焊点进行100%无损检测,保证所有焊点稳固。为了避免后期施工影响下方的交通安全,在顶推前将跨高速公路部分的钢箱梁护栏、防抛网及其他需要焊接、喷漆的工作内容全部完工。
        2.3.2按照高速导行要求,在速距施工地点500m、1km、2km处分别设置“前方道路施工”“限速60”“车辆慢行”“禁止超车”等警示标志。自距施工地点2km处进行限速,限制行驶速度60km/h。距施工地点1km处开始安排人员手持警示标志对过往车辆进行警示,两侧车道每隔100m配置一名疏导人员对过往车辆进行疏导。在离开施工区域500m、1km处设置“解除限制”标志。
        2.3.3顶推施工前,必须对每个操作平台的防护,稳固性进行检查,操作平台不能放置其他杂物,确保作业过程人员安全。顶推设备必须采用同型号,同时每个千斤顶动作的协调性和同步性满足要求。
        2.3.4为了保障钢箱梁顶推精度,顶推过程测量仪器全过程监控,并记录详细数据。
        3现场施工
        3.1顶推施工:本项目采用步履式顶推施工工艺,步履式顶推施工的主要流程如下:
        顶升-顶推-落梁-回位-重复上述步骤。
        3.2顶推施工注意事项:
        3.2.1顶推系统使用前,应进行整体调试和演练,确保顶推过程中所有油缸、油路、控制系统的正常运行。
        3.2.2钢箱梁拼焊必须在温度稳定、日照强度不大的情况下进行,以避免温度、 日照等因素对梁段变形、梁长等的影响。
        3.2.3顶推时,应派专人检查导梁及箱梁,如果导梁构件有变形、螺丝松动、导梁与钢箱梁联结处有变形或箱梁局部变形等情况发生时,应立即停止顶推,进行分析处理。
        3.2.4顶推前,应和设计、监控等单位沟通,确定好顶推过程中各点的竖向力、 水平顶推力等理论数据,设定好每个点的受力、位移允许偏差范围,输入到中央控制器数据库中,作为控制参数。
        3.2.5在顶推施工过程中,应时刻注意用电问题,保证在顶推时,不会出现断电状况,并放置发电机做好停电准备。
        3.2.6顶推前应清理钢箱梁端头位置,防止出现高空坠物的事故发生。
        3.3过程控制
        顶推过程控制包括线型控制、顶推到位控制、落梁控制。
        钢梁顶推施工过程中,钢梁的线形控制非常重要,应密切进行观测。钢梁的横向线形控制主要通过横向调节油缸进行控制,竖向线形控制主要通过顶推设备中的竖向千斤顶完成。
                                  钢箱梁安装精度要求

        3.3.1线型控制措施
        (1)确保同步顶推:每次顶推前,应仔细检查中央控制系统和各墩位处顶推设备的性能,顶推过程中通过顶推位移和顶推力进行双控,以顶推位移为主,确保钢梁左右侧前行位移量协调统一。
        (2)监测措施:在钢箱梁前端和尾端顶面设中线偏移监测点,顶推过程中连续观测。钢箱梁吊至拼装平台后,在钢箱梁底面离滑道中心线 1m(外侧)处用红油漆笔作里程标线,标线间距1m,同时在滑道外侧用油漆笔画出刻度,精确到厘米,这样顶推过程中位于各滑道旁的操作人员能直观的观察两侧进尺是否同步。
        (3)限位措施:钢梁顶推时通过各种导向装置限位,这是防止钢梁横向偏移最直接、最有效的手段,顶推设备中设置了4个横向调节油缸,可以对梁段位置进行横向调节,随时纠正顶推过程中出现的偏差。
        3.3.2顶推到位控制
        为防止顶推到位时,出现顶推过头现象,须采取如下措施:
        (1)在顶推端头设置限位支架,作为顶推到位的依据和限位措施;(2)在顶推到位前1m处,停止连续顶推作业,使用点动操作,每次向前顶推20cm,并进行观测。(3)控制顶推到位时机,防止温差导致梁段移位。
        3.3.3落梁控制
        利用步履式顶推设备的下部支撑油缸进行落梁施工,须根据垫石支座高度、箱梁底部标高,进行落梁。落梁方式采用整联落梁,重量重,因此在落梁前需要做好测量工作,尽量一次落梁成功就位。
        4过程控制要点
        4.1根据工况的支点反力估算摩擦力并与油压表相验证。
        4.2顶推过程中若发现顶推力骤升,应及时停止顶推并检查原因,特别是检查顶推设备上支撑架及滑移面。
        4.3位移观测:位移观测主要是梁体的中线偏移和墩顶的水平、竖向位移,在顶推过程需用顶推设备及时调整。墩顶位移观测非常重要,根据设计允许偏位作为最大偏位值,换算坐标,从施力开始到梁体开始移动连续观测,一旦位移超过最大值则立即停止施力,重新调整。
        4.4施加顶推力:顶推力的大小是主控台根据摩阻的大小自行调节的,并通过油表来反应,千斤顶使用之前按要求进行校定,油表应进行校定。
        4.5顶推到最后梁段时要特别注意梁段是否到达设计位置,须按照监控指令,在温度稳定的夜间顶推到最终位置,并根据温度仔细计算测定梁长。
        4.6每轮次最后一段梁及最后一轮顶推时应注意减缓顶推速度,以便纠偏及纵移到位。
        5结束语
        (1)由于该桥梁竖曲线坡度最大为3.5%,且该项目采用一次性全幅顶推工艺,在安装顶推过程中,竖曲线和平面线性会导致顶推设备与钢梁之间出现脱空及偏位现象。顶推过程中垫块高度监测顶推过程中每一顶推循环各部位的高程并不是一成不变的,根据线形及行程距离计算出每一循环各个顶推设备增加或减少的垫块高度。切勿盲目的增加或减少垫块厚度,否则会造成顶推设备的受力不均匀,发生梁体变形及其他质量事故。
        (2)顶推过程必须进行胎架的变形监测、导梁端部标高监测、结构轴线位置监测。因钢箱梁自重使钢导梁前端下挠,故当导梁前端离支墩0.5m位置处及时调整顶推行程及顶推速度,以保证导梁安全登上顶推设备。
        (3)落梁偏差调整顶推结束落梁监测顶推至距离设计桩号10cm时停止顶推,确保箱梁偏差值控制在5mm以内,各项监测完成后顶推剩余长度,钢箱梁落至支座上,钢箱梁顶推结束完成。
        本文结合G65跨线桥钢箱梁顶推现场施工特点,针对现场全幅一次性顶推工艺,着重在顶推准备、过程控制及纠偏等方面进行了阐述,并对各个过程中注意的要点进行了详细分析总结,本文内容将对类似的顶推施工提供必要的借鉴和理论指导。
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