橋梁頂推法施工技術與施工工藝介紹

橋梁頂推法施工技術與施工工藝介紹

第23講頂推法23.1施工技術概述23.2施工工藝介紹23.1

施工技術概述頂推法23.1施工技術概述頂推法的基本思路：

預應力混凝土連續(xù)梁橋頂推法施工是沿橋縱軸方向，在橋臺后設置預制場澆筑梁段，達到設計強度后，施加預應力，向前頂推，空出底座繼續(xù)澆筑梁段，隨后施加預應力與先一段梁聯(lián)結，直至將整個橋梁梁段澆筑并頂推完畢，最后進行體系轉換而形成連續(xù)梁橋。1、什么叫頂推法施工?一、定義頂推施工法（Incrementallaunchingmethod)

在橋頭沿橋縱軸線方向將逐段預制張拉的梁向前推出使之就位的橋梁施工方法。連續(xù)梁頂推法施工示意圖滑動裝置液壓千斤頂二、頂推施工法溯源頂推法的構思來源于鋼橋的縱向拖拉施工法。頂推法用水平千斤頂取代了卷揚機和滑車，用板式滑動支座取代了滾筒；

1959年，前聯(lián)邦德國的萊昂哈特（Leonhardt）教授在建造奧地利的阿格爾橋時首次使用；1963年委內(nèi)瑞拉卡羅尼河橋頂推施工中引入了鼻梁（導梁）和輔助墩；1964年，頂推法得到近一步改進，采用了分段預制、逐段頂推、逐段接長、連續(xù)施工的工藝；1974年，我國在狄家河鐵路橋施工中，首次采用頂推法三、頂推施工法的特點：1.節(jié)省施工用地，工廠化制作，能保證構件質量。橋梁節(jié)段固定在一個場地預制，便于施工管理改善施工條件，避免高空作業(yè)；節(jié)約勞力，施工安全。

2.結構整體性好；3.機具設備簡便，無需大型起吊設備、大量的施工腳手架，可不中斷交通或通航；4.模板、設備可多次周轉使用，頂推法可以使用簡單的設備建造中跨橋梁，施工平穩(wěn)無噪聲；5.適用范圍：中等跨徑的等截面梁、連續(xù)梁，簡支梁，拱橋（橋面縱梁，斜拉橋（主梁）等結構。6.施工節(jié)段的長度一般可取用10m～30m；每個節(jié)段的施工周期為7d～10d。不適應多跨變高梁，曲率變化的曲線橋和豎向曲率大的橋梁，受頂推懸臂彎矩的限制，頂推跨徑大于70~80米不經(jīng)濟。頂推過程中的反復應力，使梁高取值大，臨時束多，張拉工序繁瑣。隨著橋長的增大，施工進度較慢。頂推法施工是鋼橋拖拉法架設原理的應用，所不同的是滑動和施力裝置不同。分類鋼橋拖拉架設預應力混凝土頂推法施工滑動裝置平滾，滾動摩擦，平滾輪軸受力有限，滾動摩擦系數(shù)大，在0.15以上平面滑道，平面摩擦，承壓力可根據(jù)需要選擇，摩擦系數(shù)μ在0.05~0.08之間施力裝置卷揚機拖，施加噸位小，起動、停止時慣性有沖擊力大液壓千斤頂，施加噸位大，可根據(jù)需要選擇，施力平穩(wěn)、均勻。頂推法23.1施工技術概述10x32m,梁高2.5米，曲線半徑150米意大利山谷橋頂推法23.1施工技術概述非洲南部的科馬提河橋頂推法23.1施工技術概述湖南安化資資江大橋7X50m頂推施工頂推法23.1施工技術概概述廣東韶關五五里亭大橋橋頂推法23.1施工技術概概述頂推法23.1施工技術概概述頂推法施工工頂推施工方方法一、頂推施施工工序二、頂推施施工分類按頂推動力力裝置的多多少：單點頂推和多點頂推；按動力裝置置的類別可可分為步距式頂推推和連續(xù)頂推；按支承系統(tǒng)統(tǒng)：臨時滑道支支承裝置頂頂推施工和永久支承裝裝置頂推施施工；按頂推方向向：單向頂推和雙向（相對對）頂推；按箱梁節(jié)段段的成形方方式可分為為預制組裝、分段頂推和逐段預制、逐段頂推（一）單點頂頂推（TL頂推）。頂推的裝置集集中在主梁預預制場地附近近的橋臺或橋橋墩上，前方方墩各支點上上設置滑動支支承。設備數(shù)量少，，易于集中和和同步；功率率大，墩臺受受力大。1、頂推裝置1）由水平千斤斤頂通過沿箱箱梁兩側的牽牽動鋼桿給預預制梁一個頂頂推力；2）由水平千斤斤頂與豎直千千斤頂聯(lián)合使使用，頂推預預制梁前進。。它的程序為為頂梁→推移移→落下豎直直千斤頂→收收回水平千斤斤頂?shù)幕钊麠U桿。頂推裝置集中中在臺后；前方各支點上上設置滑動支支承；滑塊在不銹鋼鋼板上滑動并并在前方滑出出，在滑道后后方不斷喂入入滑塊，梁身身前進。2、滑動支承滑道設置在墩墩上的混凝土土臨時墊塊上上，由光滑的的不銹鋼板與與聚四氟乙烯烯滑塊組成，，其中的滑塊塊由四氟板與與具有加勁鋼鋼板的橡膠塊塊構成。頂推推時，組合的的聚四氟乙烯烯滑塊在不銹銹鋼板上滑動動，并在前方方滑出，通過過在滑道后方方不斷喂入滑滑塊，帶動梁梁身前進。單點頂推施工工一般程序a)頂梁b)推移c)收豎頂d)收水平頂水平千斤頂與與豎直千斤頂頂聯(lián)合應用二、多點頂推推（SSY法）在每個墩臺上設置一對小噸位水平千斤頂，，將集中的頂頂推力分散到到各墩上；同時、同步施施力的保證：：采用一套液壓壓與電路相結結合的控制系統(tǒng)，集中控制、分分級調壓，保保證同時啟動動、同步前進進、同時停止止。意外急停措施施：各機組和觀測測點上，觸發(fā)發(fā)任一急停按按鈕，全部機機組能同時停停止工作1、每個橋墩在在頂推過程中中承受的水平平力較小，可可在柔性墩上上實施多點頂頂推。2、所需的頂推推設備噸位小小，容易獲得得，我國在近近年多用拉桿桿式多點頂推推。3、多點頂推施施工的關鍵在在于同步。4、多聯(lián)橋的頂頂推，可以分分聯(lián)頂推，通通聯(lián)就位，也也可聯(lián)在一起起頂推。精軋螺紋鋼筋筋作拉桿的頂頂推裝置頂推施工的臨臨時設施一、頂推平臺臺頂推平臺設計計原則：平臺長度：主主要是結合受受力考慮，避避免梁段連接接處為最不利利狀態(tài)；計算內(nèi)容：強強度、剛度、、穩(wěn)定性。二、導梁（鼻鼻梁）鋼桁梁或鋼板板梁長度：剛度：連結：0.6~0.7倍頂推跨度主梁剛度的1/5～1/9螺栓受正負力力，易松動三、橫向導向向四、輔助墩（（臨時墩）五、頂推設備備六、滑道滑道構造示意意設置在墩上的的混凝土臨時時墊塊上，由由光滑的不銹銹鋼板與組合合的聚四氟乙乙烯滑塊組成成，其中的滑滑塊由四氟板板與具有加勁勁鋼板的橡膠膠塊構成。頂頂推時，，組合的聚四四氟乙烯滑塊塊在不銹鋼板板上滑動，并并在前方滑出出，通過在滑滑道后方不斷斷喂入滑塊，，帶動梁身前前進。滑動支座頂推施工計算算一、內(nèi)力分布布◎頂推過程中，，梁體內(nèi)力不不斷發(fā)生改變變，梁段各截截面在經(jīng)過支支點時要承受受負彎矩，在在經(jīng)過跨中區(qū)區(qū)段時產(chǎn)生正正彎矩◎導梁的長度、剛度對施工內(nèi)力影影響較大，為為減少施工內(nèi)內(nèi)力可考慮使使用輔助墩及及纜索◎施工階段的內(nèi)內(nèi)力狀態(tài)與使使用階段的內(nèi)內(nèi)力狀態(tài)不一一致◎配筋必須滿足足施工階段內(nèi)內(nèi)力包絡圖頂推梁施工彎彎矩包絡圖施工中的最大大正彎矩主梁最大正彎彎矩發(fā)生在導導梁剛頂出支支點外時施工中的最大大負彎矩最大負彎矩——與導梁剛度及及重量有關導梁剛接近前前方支點剛通過前方支支點二、力筋布置置預應力筋布置置3類力筋布置（1）兼顧運營與與施工——永久索（2）施工要求——前期索（3）運營要求——后期索（永久久索）（1）對稱、分散散均勻；（2）少用平彎；；（3）前期索多用用短索；（4）力筋張拉：：先臨時后永永久、先長索索后短索、先先直索后彎索索、上下交替替、左右對稱稱。三、施工計算算（1）梁截面強度度檢算（2）整體穩(wěn)定計計算（3）臨時結構計計算（4）頂推力與頂頂推設備:（5）墩臺檢算（6）梁的撓度計計算傾覆穩(wěn)定系數(shù)數(shù)大于1.2滑動穩(wěn)定系數(shù)數(shù)大于1.2頂推平臺平面面布置圖頂推步驟示意意圖頂推法23.1施工技術概述述橋面工作質檢預制場地準備安裝頂推設備制作底板預制節(jié)段混凝土張拉預應力筋頂推預制節(jié)段逐段頂推就位張拉后期預應力筋更換支座頂推法的施工工工序2、施工特點優(yōu)點機具設備簡便便，無需大型型起吊設備節(jié)省施工用地地，工廠化制制作，能保證證構件質量模板可周轉不影響通航節(jié)約勞力，施施工安全適應于連續(xù)梁梁，簡支梁，，拱橋（橋面面縱梁，斜拉拉橋（主梁））等結構頂推法23.1施工技術概述述缺點不適應多跨變變高梁，曲率率變化的曲線線橋和豎向曲曲率大的橋梁梁受頂推懸臂彎彎矩的限制，，頂推跨徑大大于70~80米不經(jīng)濟頂推過程中的的反復應力，，使梁高取值值大，臨時束束多，張拉工工序繁瑣隨著橋長的增增大，施工進進度較慢頂推法23.1施工技術概述述23.2施工工藝介紹紹頂推施工的基基本思路是：在橋臺后的的預制場地預預制15米-30米的梁單元，，并不斷預制制接長.同時將它通過過聚四氟乙烯烯滑板支座將將其頂推至最最終位置，從從而實現(xiàn)無支支架施工。頂推法23.2施工工藝介紹紹頂推法施工關關鍵技術預制場縱向預應力鋼導梁臨時墩滑道道水平千斤頂施施力頂推法23.2施工工藝介紹紹頂推預制場預制臺座過渡孔：平臺：滿足箱箱梁預制頂推推符合橋梁的的設計高度預制模板外模：保證箱箱梁外形尺寸寸、美觀內(nèi)模：保證箱箱梁內(nèi)部尺寸寸通過在預制臺臺座前布置小小距離過渡墩墩，使梁段逐逐步頂推過渡渡到標準跨徑徑底模：保證箱箱梁預制滿足足設計線型和和標高一、預制場頂推法23.2施工工藝介紹紹預制場地的長長度需要有預預制節(jié)段長的的三倍以上，，涉及因素有有：主梁節(jié)段分段段長每節(jié)段為全斷斷面或分次澆澆筑拼裝導梁的場場地第一跨頂出時時，梁體的傾傾覆穩(wěn)定安全全預制場地是預預制梁體和頂頂推過渡的場場地，包括主主梁節(jié)段的澆澆筑平臺和模模板、鋼筋和和鋼索的加工工場地，混凝凝土攪拌站以以及砂、石、、水泥的堆放放和運輸路線線用地頂推法23.2施工工藝介紹紹預制場地頂推法23.2施工工藝介紹紹頂推裝置安裝頂推裝置置模板工作是保保證預制質量量的關鍵，梁梁底的平整度度將影響頂推推時梁的內(nèi)力力，所以預制制平臺的平整整度要嚴格控控制。預制周期時加加快施工速度度的關鍵。預預制工作應采采用流水作業(yè)業(yè)，培養(yǎng)專業(yè)業(yè)化的施工隊隊伍，還可采采用加入添加加劑的方法提提高混凝土的的早期強度。。頂推法23.2施工工藝介紹紹預制設備頂推法23.2施工工藝介紹紹制作底板底板要有一定定的剛度，硬硬度和平整度度預制場的縱向向立面布置應應結合考慮平平面布置，將將鋼筋棚、預預應力下料、、砂石堆放、、砼拌和站結結合考慮。頂推法23.2施工工藝介紹紹頂推法23.2施工工藝介紹紹預制梁段的技技術要求底板平整度，，要有一定的的剛度和硬度度嚴格控制鋼筋筋、預應力筋筋孔道、預埋埋件的位置嚴格控制混凝凝土的澆筑質質量盡可能采用機機械化裝拆模模板預制梁段頂推法23.2施工工藝介紹紹預應力筋的張張拉頂推法23.2施工工藝介紹紹臨時墩的布置置圖臨時墩頂推平臺，臨臨時墩頂推法23.2連續(xù)梁頂推施施工技術頂推平臺、龍龍門吊及臨時時墩布置圖頂推法23.2連續(xù)梁頂推施施工技術頂推平臺沉降降量大的處理理方法對于頂推平臺臺沉降的處理理，采用在各各滑道上增設設鋼板的方法法進行。臨時墩沉降量量大的處理方方法臨時墩沉降采采用墊鋼板處處理，每個臨臨時墩所墊鋼鋼板的厚度需需根據(jù)監(jiān)控人人員對各臨時時墩的沉降量量的計算結果果決定。對于1#臨時墩，由于于臨時墩上方方有鋼箱梁，，不能將大縱縱梁連同上面面的滑道梁和和鋼箱梁用千千斤頂一起頂頂起，故先用用幾個400t千斤頂將鋼箱箱梁頂起，千千斤頂坐落在在臨時墩大縱縱梁上，再用用10t千斤頂將滑道道梁頂起7cm左右，在滑道道梁下方每塊塊橡膠墊塊上上墊鋼板，鋼鋼板由3層組成，厚度度分別為24mm+24mm+5mm，根據(jù)每塊橡橡膠墊塊的大大小將鋼板事事先割成塊狀狀，以便人工工搬運。對于2#～5#臨時墩，由于于臨時墩頂還還未承受壓力力，施工難度度小，可以將將大縱梁連同同滑道梁一起起用千斤頂頂頂起，將鋼板板墊在大縱梁梁下方的橫梁梁上，這樣所所需的鋼板量量相對較少。。沉降量過大的的解決方法頂推法23.2連續(xù)梁頂推施施工技術設置在墩上的的混凝土臨時時墊塊上，由由光滑的不銹銹鋼板與組合合的聚四氟乙乙烯滑塊組成成，其中的滑滑塊由四氟板板與具有加勁勁鋼板的橡膠膠塊構成。頂頂推時，，組合的聚四四氟乙烯滑塊塊在不銹鋼板板上滑動，并并在前方滑出出，通過在滑滑道后方不斷斷喂入滑塊，，帶動梁身前前進。滑動支座二、鋼導梁作用減小頂推過程程中梁的前端端懸臂負彎矩矩構造鋼桁梁和鋼板板梁頂推法23.2施工工藝介紹紹技術要求鋼導梁受力主主要為正彎距距和剪力，負負彎距較小，，長度一般為為頂推跨徑0.6～0.7倍導梁的剛度宜宜選主梁的1/9～1/5。合理的導梁長長度應是主梁梁最大懸臂負負彎矩與使用用狀態(tài)（運營營階段）支點點負彎矩基本本接近頂推法23.2施工工藝介紹紹頂推法23.2施工工藝介紹紹導梁長度一般為頂頂推跨徑的0.6~0.7倍導梁長，可減減少主梁懸臂臂負彎矩，但但過長則會導導致導梁與箱箱梁接頭處負負彎矩和支反反力的相應增增加導梁過短，則則增加主梁的的施工負彎矩矩合理的導梁長長度應使主梁梁最大懸臂負負彎矩和營運運階段的支點點負彎矩基本本相近導梁導梁設置在主主梁的前端，，為鋼桁梁或或鋼板梁，主主梁前端裝有有預埋構件與與鋼導梁栓接接。頂推法法23.2施工工工藝介介紹鼻梁（（導梁梁）頂推法法23.2施工工工藝介介紹三、臨臨時墩墩減小頂頂推的的標準準跨徑徑，來來減小小梁頂頂推過過程交交替變變化的的正、、負彎彎矩。。特別別當頂頂推跨跨徑超超過50m以上，，或者者頂推推其他他形式式的橋橋梁，，如斜斜拉橋橋，鋼鋼管系系桿拱拱橋，，或連連續(xù)剛剛構橋橋梁時時采用用。作用頂推法法23.2施工工工藝介介紹設計原原則臨時墩墩受力力主要要為梁梁體的的垂直荷荷載和頂推水水平摩摩阻力力。并要要考慮慮頂推推的啟啟動和和停止止的慣性作作用。要考考慮施施工期期間通通航和和洪水水雜物物作用用對臨臨時墩墩影響響臨時墩墩要滿滿足強度和剛度要求。。要考考慮臨臨時墩墩的變變形（（受力力和溫溫度））對頂頂推標高誤誤差的影響響要考慮慮臨時時墩拆除，恢復復航道道方案案，這這筆費費用也也要列列入成成本頂推法法23.2施工工工藝介介紹結構形式優(yōu)點缺點備注鋼管臨時墩安裝、拆除快，回收價值高剛度小，溫差影響大，一次投入大適應于水中臨時墩鋼筋混凝土空心墩剛度大、拆除快施工麻煩適應于水中臨時墩鋼筋混凝土實心墩剛度大、造價低拆除困難適應于岸上臨時墩薄鋼管空心混凝土墩施工速度快，造價低，拆除快，剛度大

是比較合理的臨時墩臨時墩墩身結結構形形式比比較表表頂推法法23.2施工工工藝介介紹頂推法法23.2施工工工藝介介紹輔助墩墩四、滑滑道只要0.05～0.08的水平平力就就能夠夠將笨笨重的的箱梁梁（一一般在在1萬～2萬噸左右））拖動動作用從下至至上：：由滑道調調平墊墊塊、滑道板板、滑板組成頂推法法23.2施工工工藝介介紹設置在在墩上上的混混凝土土臨時時墊塊塊上，，由光光滑的的不銹銹鋼板板與組組合的的聚四氟氟乙烯烯滑塊塊組成，，其中中的滑滑塊由由四氟氟板與與具有有加勁勁鋼板板的橡橡膠塊塊構成成。頂推時時，組組合的的聚四四氟乙乙烯滑滑塊在在不銹銹鋼板板上滑滑動，，并在在前方方滑出出，通通過在在滑道道后方方不斷斷喂入入滑塊塊，帶帶動梁梁身前前進。。頂推法法23.2施工工工藝介介紹滑動支支座滑道板板頂推法法23.2施工工工藝介介紹注意事事項滑道上上滑板板外邊邊與箱箱梁底底外邊邊緣齊齊邊（（橫向向位置置要正正確））滑道在在頂推推過程程不允允許拖拖動，，固定定要牢牢固，，但要要考慮慮拆除除方便便滑道要要采取取潤滑滑措施施，保保證滑滑道干干凈頂推法法23.2施工工工藝介介紹五、箱箱梁的的頂推推多點頂頂推柔性墩墩為了滿滿足通通航要要求，，橋墩墩設計計得高高；為為了滿滿足泄泄洪，，盡量量減小小橋墩墩對河河床斷斷面的的壓縮縮，橋橋墩截截面尺尺寸設設計得得小，，所以以橋墩墩“高瘦”，橋墩承承受單向水水平推推力較小，，所以以將頂頂推的的水平平千斤斤頂出出力分分散各各個橋橋墩上上（叫叫多點），單單個橋橋墩來來講，，使頂頂推千千斤頂頂?shù)某龀隽εc與梁在在橋墩墩上摩阻力力相平衡衡，橋橋墩不不承受受過大大的水水平推推力頂推法法23.2施工工工藝介介紹a)頂梁b)推移c)收豎頂頂d)收水平平頂頂推法法23.2施工工工藝介介紹工程實實例：：沅陵沅沅水大大橋該橋位位于沅沅陵縣縣城，，屬于于五強強溪電電站水水庫內(nèi)內(nèi)淹沒沒區(qū)，，由于于水位位上漲漲，橋橋墩設設計高高達50多米。。主橋主主孔為為85m+140m+85m連續(xù)剛剛構，，副孔孔為10孔42m頂推法法施工