中国水利水电第三工程局有限公司 陕西省西安市 710000
摘要:钢箱梁采用顶推法施工时,不需要大型起吊设备,占用场地小,可利用红线内主线路基作为操作平台,钢箱梁顶推对桥下地基和净空无要求,不影响通车或通航,从而避免了在跨越道路、建筑物或保护区等障碍物时的困难。
钢箱梁运用此法,顶推拼装平台集中化,精准化,使现场管理费用相对降低,便于安全施工,受环境干扰小,钢构件运输方便使运输距离大大缩短。同时生产及工点集中,便于管理,对质量有较好的控制。
关键词:钢箱梁;大跨度;单向;顶推技术
前言
近年来随着桥梁建设工程的快速发展,桥梁结构不断推陈出新,建桥技术也在不断研究与发展,顶推施工技术就是其中一个:桥梁遇到跨越峡谷、不可间断的运输线(河道、公路、铁路等)、难以拆迁的建筑物等时,或有设计、有特殊要求而其他施工方法不能满足施工要求时,采用顶推法施工从空中完成施工,无疑是一种很好的方法。顶推法施工能够保障上行线交通的同时还可以缩短对上行线交通的干扰时间,施工场地要求低,方便管理,从而能够得到很好的社会效益。
1、工程概况
石泸高速公路(红河段)项目圭落哨大桥,为跨越山间沟谷而设,上部结构采用2*(60+70+60)+(55+3*60+55)m连续组合钢箱梁桥,桥长670m,最大高度约46m,且单跨跨度较大,最大跨度为70m。
2、施工工艺简介
顶推法就是梁体在桥头逐段浇筑或拼装,使用千斤顶纵向顶推,使梁体通过各墩顶的临时滑动支座面就位的施工方法。
施工顺序为:钢箱梁制作→钢箱梁运输→顶推平台布设→临时支架布置→顶推平台布置(盖梁顶部顶推平台布置、钢支撑顶部顶推平台布置、顶推偏移放样及处理措施)→顶推系统设置(步履式顶推设备、电气控制、主要技术特点、高墩长油管应对措施、试顶推、正式顶推)→导梁及伸缩缝设计→顶推施工工艺流程→计算工况选取→计算规范、依据与设计方法→顶推卸载(落梁)→钢箱梁顶推线形控制→施工过程监测。
3、施工工艺流程
本顶推法施工是沿桥轴线方向的桥台处设置拼装场,将上部梁体分段预拼装焊接,然后将拼装好的节段前段与钢导梁焊接,通过用顶推平台处、临时支架墩顶及各桥墩墩顶处的千斤顶反复循环纵向顶推,最终使梁体按照设计线型就位。
图5.1-1 施工工艺流程图
4、重点控制要点
1、轴线控制,现场拼装前必须根据设计成桥线形计算出每段钢箱梁两端中轴线位置相对坐标点 并复核坐标点是否正确,正确无误后进行拼装焊接,过程中使用全站仪进行监控,高程控制使用全站仪及水准仪。拼装前计算出拼装段钢箱梁四角相对坐标点,拼装时同时使用水准仪复核拼装段相对标高,确认无误后进行拼装焊接。
2、拼装连接控制:本桥单幅分为三联,钢主梁拼装时,每联的伸缩缝预留尺寸必须满足设计要求,且为整体顶推,顶推时必须将三联连为整体,伸缩缝采用临时连接,连接处必须根据最不利工况验算采用的连接方式并加强;
3、顶推过程中钢箱梁横向偏移不大于模拟计算的临界值;各墩顶的偏位均在设计及规范要求及模拟计算范围之内。钢箱梁顶进时,测量人员全过程跟踪监测各墩的偏位及梁体中心线位置,当轴线偏移超过模拟计算临界值时,及时通过各顶推设备进行纠偏调整;
4、顶推设备中央控制系统必须根据模拟计算设置偏位预警值,顶推设备必须设有动、静摩擦系数,保证顶推安全;顶推时,必须全过程监测临时墩及永久桥墩墩顶应力变化,当应力接近或达到设计和模拟计算应力临界值时,必须停止顶推;
5、顶推监测:位移观测主要是梁体的中线偏移和墩顶的水平偏移,墩顶位移观测非常重要,必须做到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,重新调整各墩施力分布;观测点在钢箱梁的前端和尾端的顶面设置,在顶推过程中用设置于地面上的全站仪连续观测该监测点;变形监测:监测导梁、梁体、墩身的位移变化;顶力监测:监测顶推千斤顶的顶力大小;顶推时所有千斤顶必须要同步、匀速,这是顶推成功的关键,顶推千斤顶使用之前按要求进行标定,所有千斤由一个总控台来控制,并且输送油管距离要基本相同,切实实现同步作业;
5、施工工艺优点
本工艺的实际应用成功解决了钢箱梁在大跨度、长距离、曲线、柔性高墩条件下的支架搭设困难的难题,成功避免桥下通行干扰的问题,且焊接上,由于顶推施工是在固定的场地上进行焊接,故焊接质量相比吊装现场焊接要更有质量保证。本实例工法采用左右幅单向同时顶推法,不存在合拢问题,并且减少了顶推平台及吊装设备数量。和其他钢箱梁施工方法相比,采用双幅单向同时顶推可以有效地缩短施工工期,降低劳动力,改善工作条件,进而很大程度的节约了成本,同时提高了施工质量降低了安全风险,为项目创造了很好的经济效益。
通过理论化技术研究,钢箱梁顶推施工工法为不适合支架施工、悬臂施工等传统施工方法的桥梁提供了一种新的选择,形成切实可行的施工工艺方案和理论分析方法,丰富了桥梁的施工方法,促进了顶推施工工艺的进步,扩大了顶推施工的应用范围,取得了良好的经济效益,对以后的钢箱梁顶推施工具有指导意义,将研究成果具体应用到实际工程实施上,并形成工法。在社会效益方面实现道路正常运营,将钢箱梁安全的顶进施工作业,实现了安全、优质、高效的目标。
6、结束语
本项目顶推技术适用于大跨度、长距离、曲线、柔性高墩等多种桥型。尤其当桥梁因地形环境、工期要求,支架吊装法、悬臂法施工方法受到影响时,优先考虑此顶推法施工。由于顶推法施工属于空中作业,可避免对桥下的干扰,充分利用平台集中作业,解决了常规吊装作业使用大型起重设备且费用较高的问题。但对于小半径曲线钢箱梁顶推采用此施工工法要慎重,避免顶推过程中钢箱梁发生倾覆。
7、通过实际证明:
大跨度槽式钢箱梁长距离曲线单向顶推在项目实例中的应用,解决了由于桥梁跨度较大,墩柱较高,无法进行常规吊装作业的难题,空中作业避免对桥下通行的干扰,且节约使用大型起重设备成本。圭落哨大桥顶推开始时间:2018年11月5日,完成时间:2019年5月30日,相比于单幅顶推节省工期。
图1
图2