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【案例分析】混凝土箱形梁的顶推法施工技术

1 工程概况

该工程位于秦皇岛市燕山大学现校区西侧,属于连接老校区和新西校区的跨线桥,跨越互相平行的六车道城市西环路及双线电气化京秦铁路。桥位与铁路 法向夹角2157°,与西环路法向夹角3142°。铁路与西环路之间地势较低。桥位处规划的西校区侧地势较高,为低矮的丘陵,目前无任何建筑。京秦铁路要求净高8m;西环路规划宽度60m,净高要求≥510m。桥下净空应满足铁路及西四环路净空要求。

跨铁路侧的梁体按顶推法施工。0号台基础前缘布置10根<112m桩基础,施工期间作为防护桩,施工之后作为基础永久性抗滑桩。

2 顶推法施工

桥梁上部结构施工,可采用顶推法(亦称顶拉法)施工技术。顶推法施工,即利用设置在桥台上的水平千斤顶及其自动牵引装置牵引顶推传力索,通过主控台的集中控制,将在制梁台座上制好的梁段,在滑道上不断向前顶进,直至梁顶推到位,然后起梁、拆除滑道、安装支座、落梁、调整支座反力,完成梁的架设。

梁体向前移动的条件是:

∑Hi>∑fiNi

式中Hi———各顶推千斤顶的顶推力;

Ni———各支点的支反力;

fi———各支点顶推静摩擦系数。

制梁台座上采用连续梁式整体固定滑道,它是由在滑道梁上连续铺设滑道板形成的。滑道板由钢板制成,表面贴3mm厚不锈钢板,滑道板置于鞍形滑道垫层上。这种形式的滑道能很好地承受各向作用力,而且标高容易控制,拆除也非常方便。滑块采用国产聚四氟乙烯滑块,为减小顶推力和摩擦系数,在滑块表面涂铅粉。设计滑道板时,滑道板的有效长度应能保证滑块在顶推过程中所承受的最大压力≯8MPa,以免造成滑块变形过大和损伤。

顶推千斤顶支墩为钢筋混凝土结构,为拆除方便,在顶推千斤顶支墩下部与桥台连接处,设厚10cm硫磺砂胶混凝土,内埋电阻丝。拆除时,将电阻丝通电,电阻丝发热熔化硫磺砂胶混凝土,千斤顶支墩即与桥台分离。

3 主要施工技术

3.1 临时墩架

为满足安装钢导梁和顶梁时抗倾覆的要求,需要塔建临时墩架。临时墩采用明挖基础。墩身采用钢管排架,横向为3×2根<018m钢管,顶部设短垫梁,中间设横联。临时墩共设2排,中心距1613m,净距1415m,距离铁路回流索净距约110m。临时墩与桥台、墩间设联系构件,形成稳固的空间结构。临时墩靠近铁路一侧,安装耐高压绝缘板,并确保排架接地良好,一方面防止施工过程中对电气化网线造成破坏,另一方面在施工过程中防止发生触电、漏电、放电事故。

3.2 导梁及顶推装置

梁前端加设导梁,导梁长10m,用六四式军用梁组拼(也可采用重量轻、强度大的板式钢导梁),对应箱梁腹板横向设置3组,横向设联系构件,保证横向稳定 性。梁后端加设背梁,背梁长6m,采用军便梁组拼。桥台和临时墩均设横向限位导向装置,确保梁体沿设计轴线顶推就位。

桥台台顶设置牵拉固定装置,顶拉时先采用两台ZLD自动连续顶推千斤顶通过拉索牵拉背梁后端,直 至最后就位。应保证在牵拉过程中能采取制动措施,防止箱梁在下坡牵拉时走行过快而发生危险。

3.3 顶推梁时的导向纠偏

为防止箱梁在顶推过程中出现过大的偏斜,在箱梁首尾附近的桥墩上安装导向装置,限制箱梁的横向位移。采用楔块法为主、千斤顶横顶法为辅的纠偏方法(见图1)。楔块法纠偏装置与导向装置基本相同,导向和纠偏工作均在箱梁滑行过程中进行。

3.4 支座反力的调整

落梁后的支座反力,按实测梁重及调整支座标高的方法达到均衡。起顶设备采用YSD2000230型和YD50002160型两种千斤顶。拆除顶推滑道、换上正式 支座后,利用设在各顶墩上的起落千斤顶将箱梁顶起,则箱梁的全部重量由千斤顶支承。根据各千斤顶的油压值,计算出各千斤顶的起顶力,即可得到各墩的实测支反力,然后计算出梁的自重,再根据计算梁重、设计支反力、实测梁重,计算出各支点的理想支反力。通过实测支反力与理想支反力的比较,找出支反力偏小的支点,然后采取在该支点的支座下面加垫钢板的方法,调整支座标高,从而调整其支反力。

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