一种超千吨线钢桁梁浮托顶推架设施工方法.pdf

本发明涉及施工技术领域，具体来说是一种超千吨线钢桁梁浮托顶推架设施工方法，其特征在于该方法是将钢桁梁先在岸上组拼场地内组拼完毕，利用液压千斤顶连续顶推纵移钢桁梁，使其悬臂适量，再将钢桁梁一端置于由驳船组成的承梁托架支撑体系上，驳船排水上升、托梁，继续顶推钢桁梁前进，实时调整方向直至到位，驳船注水、转换支承，墩顶落梁、安装支座。本发明同现有技术相比，其优点在于：设备简单，操作方便，劳动强度低，成本投入低，施工效率高，易于推广，污染河水，不损坏河堤，施工封航时间短，对航运干扰小，主要工序如钢桁梁组拼、驳船托架都可以平行作业，有利于缩短工期。

权利要求书
1.  一种超千吨线钢桁梁浮托顶推架设施工方法，其特征在于该方法是将钢桁梁 先在岸上组拼场地内组拼完毕，利用液压千斤顶连续顶推纵移钢桁梁，使其 悬臂适量，再将钢桁梁一端置于由驳船组成的承梁托架支撑体系上，驳船排 水上升、托梁，继续顶推钢桁梁前进，实时调整方向直至到位，驳船注水、 转换支承，墩顶落梁、安装支座，所述的方法包括以下步骤：
1).鹰架平台搭设，所述的鹰架平台搭设包括滑道铺设、钢桁架组拼检验、 滑块安装、顶推设备安装，钢桁架组拼分两个边支架和一个中支架，边支架 平台及中支架平台采用钢管桩和钢管立柱，钢管桩与立柱之间设钢筋混凝土 扩大基础，钢管立柱之间采用等边角钢焊接成剪刀斜撑及横联系，钢管桩立 柱顶部横向及纵向分别设置H型钢作为分配横梁和纵向滑道梁；
2).驳船进场及验收，所述的驳船进场及验收包括方向定位锚施工、承梁托 架搭设、注入全部压舱水、驳船拖拉检验，承梁托架钢管支架，在驳船的船 体加劲面板龙骨处设置钢管临时支架立柱，横桥向钢管支架设置多根钢管立 柱，纵桥向采用3排钢管立柱，间距为360cm，钢管之间设置单肢等边角钢 的水平连杆和剪刀撑；钢管立柱端部则采用16b槽钢水平杆，钢管顶面横桥 向设置型钢分配横梁，其上安置纵滑道梁，主钢管立柱外围设置钢管斜撑；
3).完成步骤1及2后，在钢桁梁组拼平台及驳般承梁托架上设置顶推滑道， 将钢桁梁顶推悬臂，滑道为钢桁梁顶推时受力滑道，设置在钢桁梁两侧主桁 中心线底部，顶推滑道机构由钢桁梁组拼平台支墩顶H型钢、纵向双拼HN700 ×300型钢支撑滑道梁、不锈钢板、MGE自润滑板、顶推千斤顶、钢绞线和后 锚梁构成；
4).设备安装及调试：在钢桁梁组拼平台及驳般承梁托架上各安装一台顶推 千斤顶，同步性主控台安置在钢桁梁组拼空地上，连接好系统的油路及电路 后，进行调试，以保证正式顶推时千斤顶工作正常；启动泵站，选择手动运 行模式，在主控台操作面板上控制执行元件伸缸或缩缸动作，检查其进行的 动作是否正确，调节行程检测装置的检测元件，使检测装置的接触及检测正 常；
5).调整驳船到位及托架标高；
6).驳船排水托梁；
7).顶推钢桁架前进，开始顶推钢桁梁纵移，适时调整方向，继续顶推钢桁 梁前进；顶推钢桁梁到位，此时钢桁梁悬壁适当，驳船驶入预定位置，排水 上升，承梁托架托梁；
8).驳船排水落梁，墩顶钢支墩承梁；
9).撤出顶推设备及驳船，开通航道；
10).拆除鹰架及滑道，落梁、安装支座。

2.  如权利要求1所述的一种超千吨线钢桁梁浮托顶推架设施工方法，其特征在 于顶推钢桁架前进具体包括：
1).将油路同时接通前退锚顶和后退锚顶，开动泵站，将前工具夹片和后工 具夹片顶开，同时保压，将油路卸荷，顶锚板在弹簧作用下回位，把夹片压 紧，检查顶锚板上各钢绞线与锚板孔是否对正，同时保证钢绞线没有交叉和 扭转，最后用手动拉紧器或其它设备预紧各钢绞线，使各根钢绞线松紧程度 基本一致，操作各泵站，预紧各千斤顶钢绞线，使各千斤顶钢绞线松紧程度 基本一致；
2).钢绞线预紧，先用人工手拉钢绞线到拉不动，然后用顶推千斤顶手动或 自动带紧到仅留一点弧度,再用前顶式单根千斤顶预紧钢绞线使各根拉力基 本一致即可；
3).顶推操作，首先选择手动模式，逐一将顶推千斤顶前、后主顶的活塞回 到行程开关SQ1、SQ4位置后，开始手动顶推，主控台操作人员按下“前顶进” 按钮，油泵操作人员调整溢流阀的工作限压，注意观察应力变化，检查各受 力结构变形情况，如有异常立即报告，同时也检查油泵，顶推顶，前后夹持 器，压力表，钢绞线是否异常；
4).在手动操作顶推系统牵引桁架滑移启动后，经检查无异常变化，随即转 换至自动运行模式，进行主梁的自动连续顶推。

说明书一种超千吨线钢桁梁浮托顶推架设施工方法
[技术领域]
本发明涉及施工技术领域，具体来说是一种适用于通航河道水深速缓、水 位较稳定或者地质条件复杂的条件下施工的超千吨线钢桁梁浮托顶推架设施工 方法。
[背景技术]
钢桁梁安装过程中，国内一般采用门吊、走行吊施工法、浮吊施工法、悬 臂施工法、纵向拖拉法、横移施工法、缆索吊机法等施工方法，对于跨度大且 跨越通航河道的钢桁梁安装施工时，若采用上述方法，一是通航河道繁忙，不 允许船只长时间占用且不允许在河道中设置临时支墩，故上述方法不适宜该类 桥所处环境的施工。
丹阳市人民桥主桥设计为跨径104m钢桁梁，桥面宽32.9m，采用带竖杆的 华伦式三角形腹杆体系设计，主桥分为左右两幅，单幅重量达1300t，桥址所在 苏南运河是全国水运主通道之一，是京杭运河的重要组成部分，航道规划等级 为三级，施工期间要保证航道通航，主桥施工技术难度大，风险高。
[发明内容]
本发明的目的是为了保证施工期间航道通航，采用浮托顶推施工技术，解 决了该条件下大跨度越千吨级钢桁梁安装就位的施工难题，有效的缩短了工期、 降低了桥梁施工对通航的影响，确保了桥梁施工安全。
为了实现上述目的，设计一种超千吨线钢桁梁浮托顶推架设施工方法，其 特征在于该方法是将钢桁梁先在岸上组拼场地内组拼完毕，利用液压千斤顶连 续顶推纵移钢桁梁，使其悬臂适量，再将钢桁梁一端置于由驳船组成的承梁托 架支撑体系上，驳船排水上升、托梁，继续顶推钢桁梁前进，实时调整方向直 至到位，驳船注水、转换支承，墩顶落梁、安装支座，所述的方法包括以下步 骤：
1).鹰架平台搭设，所述的鹰架平台搭设包括滑道铺设、钢桁架组拼检验、 滑块安装、顶推设备安装，钢桁架组拼分两个边支架和一个中支架，边支架平 台及中支架平台采用钢管桩和钢管立柱，钢管桩与立柱之间设钢筋混凝土扩大 基础，钢管立柱之间采用等边角钢焊接成剪刀斜撑及横联系，钢管桩立柱顶部 横向及纵向分别设置H型钢作为分配横梁和纵向滑道梁；
2).驳船进场及验收，所述的驳船进场及验收包括方向定位锚施工、承梁 托架搭设、注入全部压舱水、驳船拖拉检验，承梁托架钢管支架，在驳船的船 体加劲面板龙骨处设置钢管临时支架立柱，横桥向钢管支架设置多根钢管立柱， 纵桥向采用3排钢管立柱，间距为360cm，钢管之间设置单肢等边角钢的水平 连杆和剪刀撑；钢管立柱端部则采用16b槽钢水平杆，钢管顶面横桥向设置型 钢分配横梁，其上安置纵滑道梁，主钢管立柱外围设置钢管斜撑；
3).完成步骤1及2后，在钢桁梁组拼平台及驳般承梁托架上设置顶推滑 道，将钢桁梁顶推悬臂，滑道为钢桁梁顶推时受力滑道，设置在钢桁梁两侧主 桁中心线底部，顶推滑道机构由钢桁梁组拼平台支墩顶H型钢、纵向双拼HN700 ×300型钢支撑滑道梁、不锈钢板、MGE自润滑板、顶推千斤顶、钢绞线和后锚 梁构成；
4).设备安装及调试：在钢桁梁组拼平台及驳般承梁托架上各安装一台顶 推千斤顶，同步性主控台安置在钢桁梁组拼空地上，连接好系统的油路及电路 后，进行调试，以保证正式顶推时千斤顶工作正常；启动泵站，选择手动运行 模式，在主控台操作面板上控制执行元件伸缸或缩缸动作，检查其进行的动作 是否正确，调节行程检测装置的检测元件，使检测装置的接触及检测正常；
5).调整驳船到位及托架标高；
6).驳船排水托梁；
7).顶推钢桁架前进，开始顶推钢桁梁纵移，适时调整方向，继续顶推钢 桁梁前进；顶推钢桁梁到位，此时钢桁梁悬壁适当，驳船驶入预定位置，排水 上升，承梁托架托梁；
8).驳船排水落梁，墩顶钢支墩承梁；
9).撤出顶推设备及驳船，开通航道；
10).拆除鹰架及滑道，落梁、安装支座。
顶推钢桁架前进具体包括：
1).将油路同时接通前退锚顶和后退锚顶，开动泵站，将前工具夹片和后 工具夹片顶开，同时保压，将油路卸荷，顶锚板在弹簧作用下回位，把夹片压 紧，检查顶锚板上各钢绞线与锚板孔是否对正，同时保证钢绞线没有交叉和扭 转，最后用手动拉紧器或其它设备预紧各钢绞线，使各根钢绞线松紧程度基本 一致，操作各泵站，预紧各千斤顶钢绞线，使各千斤顶钢绞线松紧程度基本一 致；
2).钢绞线预紧，先用人工手拉钢绞线到拉不动，然后用顶推千斤顶手动 或自动带紧到仅留一点弧度,再用前顶式单根千斤顶预紧钢绞线使各根拉力基本 一致即可；
3).顶推操作，首先选择手动模式，逐一将顶推千斤顶前、后主顶的活塞 回到行程开关SQ1、SQ4位置后，开始手动顶推，主控台操作人员按下“前顶 进”按钮，油泵操作人员调整溢流阀的工作限压，注意观察应力变化，检查各 受力结构变形情况，如有异常立即报告，同时也检查油泵，顶推顶，前后夹持 器，压力表，钢绞线是否异常；
4).在手动操作顶推系统牵引桁架滑移启动后，经检查无异常变化，随即 转换至自动运行模式，进行主梁的自动连续顶推。
本发明同现有技术相比，其优点在于：
1.设备简单，操作方便，劳动强度低，成本投入低，施工效率高，易于推广， 污染河水，不损坏河堤，施工封航时间短，对航运干扰小；
2.主要工序如钢桁梁组拼、驳船托架都可以平行作业，有利于缩短工期；
3.钢梁在顶推过程中，前端受驳船上的承梁托架支承，后端由膺架支承， 采取必要的技术措施可对驳船承梁托架支点的上下、左右、前后三向同时控制， 保证施工作业的安全和质量；
4.支墩顶部设置MGE自润滑板滑道，顶推水平力较小，采用液压千斤顶顶 推设备连续顶推，设备轻型简便，顶推启动和停止控制平稳，保证临时鹰架的 稳定，施工安全系数高；
5.采用结构分析计算软件建立工况分析模型，设定预警值，在顶推过程中 实时监测钢桁梁线型、鹰架位移，比照计算软件分析结果，及时调整顶推状态， 保证钢桁梁姿态符合要求。
[附图说明]
图1是本发明的步骤流程图；
图2是本发明中顶推滑道的主视图；
图3是本发明中顶推滑道的侧视图；
图中：1.滑道梁  2.MGE自润滑板+不锈钢板  3.钢管柱顶横梁  4. 钢管柱；
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的 人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发 明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明是将钢桁梁杆件单元在工厂加工好后运输至施工现场， 然后在河岸的膺架平台上进行组拼，组装完成并验收合格后，采用千斤顶连续 顶推装置进行顶推，借助MGE自润滑板与不锈钢板特制的滑动装置，将钢桁梁 向对岸顶进，达到预设悬臂量后，再将钢桁梁一端置于由驳船组成的承梁托架 支撑体系上，驳船排水上升、托梁，继续顶推钢桁梁前进，实时调整方向直至 到位，驳船注水、转换支承，墩顶落梁、安装支座。
具体步骤包括：
1).钢桁梁组拼平台施工
组拼平台分两个边支架和一个中支架，边支架平台采用φ600×10mm钢管桩 和φ478×8mm钢管立柱，中支架平台采用φ600×10mm钢管桩和φ478×8mm钢 管立柱。钢管桩与立柱之间设400×200×100cm钢筋混凝土扩大基础，钢管立 柱之间采用∠100×10mm等边角钢焊接成剪刀斜撑及横联系。钢管桩立柱顶部横 向及纵向分别设置H型钢作为分配横梁和纵向滑道梁。
2).驳船承梁托架施工
承梁托架钢管支架，在驳船的船体加劲面板龙骨处设置钢管临时支架立柱， 横桥向钢管支架设置φ478×8mm钢管立柱+2根φ600×10mm钢管立柱+3根φ 478×8mm钢管立柱+2根φ600×10mm钢管立柱+φ478×8mm钢管立柱，其间距 分别为200cm和342.5cm。纵桥向采用3排钢管立柱，间距为360cm。钢管之间 设置单肢
∠100×10mm等边角钢的水平连杆和剪刀撑；钢管立柱端部则采用[16b槽 钢水平杆。钢管顶面横桥向设置型钢分配横梁，其上安置纵滑道梁。主钢管立 柱外围设置φ273×6mm钢管斜撑。
3).钢桁梁杆件单元出厂验收及现场组拼
钢桁梁杆件单元在工厂预处理并加工好以后运输至施工现场，在现场进行 组拼，然后完成钢桁梁的组拼、无损检测和涂装等工作，最后按照设计图纸和 进行验收，钢桁架组拼主要采用250t履带吊在组拼平台上进行吊装组拼，严格 按设计及规范要求进行，确保组拼质量满足要求。
4).顶推滑道构造
在钢桁梁组拼平台及驳般承梁托架上设置顶推滑道，滑道为钢桁梁顶推时 受力滑道，设置在钢桁梁两侧主桁中心线底部，顶推滑道机构由钢桁梁组拼平 台支墩顶H型钢、纵向双拼HN700×300型钢支撑滑道梁、不锈钢板、MGE自润 滑板、顶推千斤顶、钢绞线和后锚梁构成，顶推滑道构造见图2。
顶推前对鹰架及承梁托架焊接部位、千斤顶等进行严格检查，对重要结构 部位的焊缝采用探伤方法进行检测，顶推设备，除进行空载运行检查外，还要 对各顶推机具的同步性进行调试。
5).设备安装与调试
a).在设计的两个平台上各安装一台顶推千斤顶，同步性主控台安置在钢桁 梁组拼空地上；
b).连接好系统的油路及电路后，进行调试，以保证正式顶推时千斤顶工作 正常，启动泵站，选择手动运行模式，在主控台操作面板上控制执行元件伸缸 或缩缸动作，检查其进行的动作是否正确，调节行程检测装置的检测元件，使 检测装置的接触及检测正常，系统手动试机完成后，选择自动模式系统，检查 系统各千斤顶的动作协调性及同步性，如不满足设计要求，应认真查找原因， 排除故障，待系统的动作完全协调后方表明系统调试正常合格；
c).顶推前还应检查启动液压泵站，调节一定的压力，伸缩液压千斤顶主油 缸，检查A腔、B腔的油管连接是否正确，检查截止阀能否截止对应的油缸；
d).待液压顶推系统设备检测无误后开始试顶推。开始试顶推时，液压千斤 顶伸缸压力逐渐上调，依次为所需压力的20％，40％，在一切都正常的情况下， 可继续加载到60％，80％，90％，95％，100％，钢桁梁刚开始有移动时暂停顶推作 业，保持液压顶推设备系统压力，对液压千斤顶及设备系统、结构系统进行全 面检查，在确认整体结构的稳定性及安全性绝无问题的情况下，才能开始正式 顶推。
6).开始顶推
在滑移设施安装结束，桁架杆件连结紧固并落架于滑移装置后，即可进行 桁架桥的顶推滑移施工。
a).将油路同时接通前退锚顶和后退锚顶，开动泵站，将前工具夹片和后工 具夹片顶开，同时保压，将油路卸荷，顶锚板在弹簧作用下回位，把夹片压紧， 检查顶锚板上各钢绞线与锚板孔是否对正，同时保证钢绞线没有交叉和扭转， 最后用手动拉紧器或其它设备预紧各钢绞线，使各根钢绞线松紧程度基本一致， 操作各泵站，预紧各千斤顶钢绞线，使各千斤顶钢绞线松紧程度基本一致；
b).钢绞线预紧，先用人工(约3～5人)手拉钢绞线到拉不动，然后用顶 推千斤顶手动或自动带紧到仅留一点弧度,再用前顶式单根千斤顶预紧钢绞线 使各根拉力基本一致即可(一般控制单根拉力在30KN)；
c).顶推操作，首先选择手动模式，逐一将顶推千斤顶前、后主顶的活塞回 到行程开关SQ1、SQ4位置后，开始手动顶推，主控台操作人员按下“前顶进” 按钮，油泵操作人员调整溢流阀的工作限压，注意观察应力变化，检查各受力 结构变形情况，如有异常立即报告，同时也检查油泵，顶推顶，前后夹持器， 压力表，钢绞线是否异常；
d).在手动操作顶推系统牵引桁架滑移启动后，经检查无异常变化，随即转 换至自动运行模式，进行主梁的自动连续顶推。
由于实际施工工况在顶推时结构受力复杂多变，为最大限度的减少不平衡 水平拉力，对临时反力支架带来的危害较大，为此必须采取恰当的控制策略， 针对本工程采取“顶推力控制为主、速度控制为辅、载荷追踪、均衡受控”的 控制策略，以临时反力支架顶部总拉力为控制，顶推千斤顶的顶推力和速度作 为受控量，实现力与速度的双控，临时支架顶不平衡水平力控制在150kN，主控 台的拉应力为2MPa。
7).顶推过程中的纠偏措施
为了保证梁按设计轴线滑动，纠偏及导向工作是必不可少的，而且是非常 重要的工作，为有效地解决顶推过程中偏转问题就必须采用横向纠偏装置施加 横向力进行纠偏，本桥采用滚轮装置进行纠偏，纠偏受力点设在钢桁梁两端。
在顶推的同时高程的偏位也同样存在，即桁架桥端部下挠，为此也必须进 行纠偏，主要采用船舶排水浮托顶升的方法，一般控制在下挠5cm左右进行纠 偏，禁止上挠浮托顶推。
8).支架拆除与高位落梁
钢桁梁顶推至设计位置并支撑于临时支墩上后，开始拆除顶推滑道及下部 支架，拆除完成后开始进行体系转换即落梁，为保证落梁施工顺利安全进行， 本桥选用工艺比较成熟的液压同步控制系统进行落梁施工。
实施例1
丹阳人民大桥，大跨度钢桁梁顶推施工，丹阳市人民大桥桥址位于丹阳市 中山路，跨越苏南运河，该运河是京杭运河的重要组成部分，航道规划等级为 三级，因老桥不能满足该通航等级要求而拆除重建，按城市Ⅱ级主干道标准进 行改造。丹阳市人民桥主桥为跨径104m钢桁梁，桥面宽32.9m，采用带竖杆的 华伦式三角形腹杆体系设计，主桥分左右两幅，主桁高10～15m，主桁中心距 15.7m，上、下弦及端斜杆采用箱形截面，截面宽500mm，高720mm，最大板厚 50mm，工厂焊接，工地通过高强螺栓在节点处拼接，其余斜腹杆采用H型截面， 最大板厚40mm，桥面系为叠合梁，由下部的钢梁和上面的桥百板叠合面成，桥 面板通过剪力钉与下面的纵、横梁连接，单幅钢桁梁重约1300t。
丹阳人民大桥采用浮托顶扒法进行施工，岸边设组拼胎架和滑移滑道，水 中设驳船承梁托架一处，顶推顺序依次由西岸向东岸进行。钢桁梁在工厂加工 完成后由汽车运输至现场在西岸组拼胎架上进行组拼。组拼完成后开始进行顶 推施工，全部顶推到位后撤出驳船承梁托架，拆除接装胎架及滑道系统，然后 调整好线形，经过体系转换，安装支座，施工完成。