銀川濱河黃河大橋步履式頂推綜合項(xiàng)目施工關(guān)鍵技術(shù)

銀川濱河黃河大橋步履式頂推施工技術(shù)1工程概況1.1橋梁概況銀川濱河黃河大橋處于銀川主城區(qū)至寧東交通干線上，跨越濱河新區(qū)黃河兩岸，是內(nèi)陸開(kāi)放型經(jīng)濟(jì)試驗(yàn)區(qū)關(guān)鍵要道，大橋全長(zhǎng)1492m。其中西引橋長(zhǎng)400m，橋型部署為五跨80m鋼混組合連續(xù)鋼箱梁，分左右兩幅，平面處于R=3285mm水平曲線上,立面處于0.5下坡上，圖1.1-1，箱梁均為標(biāo)準(zhǔn)梁段，單片梁長(zhǎng)8米，寬16米，高3.72m，重約38t；主橋?yàn)樽藻^式懸索鋼箱梁橋，在平面上在直線上，在立面上在R=59000m,T=295,E=0.737豎曲線上，主橋上部為（88+218+218+88）m三塔四跨鋼混疊合梁，圖1.1-2，鋼箱長(zhǎng)分10m、14m、16m、三種，梁寬41.5米，高約3.6m,全橋總重7906t；東引橋?yàn)榱?0m鋼混組合梁，鋼梁機(jī)構(gòu)形式和西引橋相同。圖1.1-1西引橋橋型部署立面圖圖1.1-2主橋立面部署圖1.2橋梁鋼箱梁結(jié)構(gòu)形式西引橋鋼混結(jié)合梁標(biāo)準(zhǔn)梁段為長(zhǎng)8m、寬16m、3.72m高度槽型鋼梁+0.28m等厚度鋼筋混凝土橋面板，鋼梁每片設(shè)三道空腹式橫梁和兩道水平加勁板，鋼箱梁不計(jì)混凝土單片重約38t,分左右兩幅，全橋共100片，鋼箱梁結(jié)構(gòu)形式圖1.2-1。圖1.2-1引橋鋼箱梁標(biāo)準(zhǔn)梁段橫段面圖主橋鋼梁鋼箱長(zhǎng)分10m、14m、16m、三種，梁寬41.5米，高約3.6m，經(jīng)典梁段圖1.2-2。圖1.2-2主橋箱梁斷面圖依據(jù)其梁段長(zhǎng)度、鋼板厚度等劃分，鋼加勁梁分為鋼主纜錨固區(qū)梁段、A、B、C、D、E、共6種類(lèi)型。2施工方案2.1西引橋梁段運(yùn)輸起吊西引橋鋼箱梁較輕，且起吊高度約為15米，現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地和起到作業(yè)范圍和幅度滿足吊車(chē)作業(yè)條件，所以能夠進(jìn)行箱梁板單元焊接加工同時(shí)進(jìn)行引橋側(cè)PM44—PM45之間場(chǎng)地硬化處理。板單元加工成單片箱梁以后，利用履帶吊將箱梁吊裝到拼裝平臺(tái)臺(tái)架上。2.2主橋鋼箱梁吊裝依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和以往類(lèi)似施工經(jīng)驗(yàn)，主橋鋼箱梁能夠經(jīng)過(guò)駁船將鋼箱梁運(yùn)輸?shù)綏騻?cè)，或經(jīng)過(guò)運(yùn)梁小車(chē)將單片箱梁運(yùn)輸?shù)教嵘T(mén)架正下方，再經(jīng)過(guò)在主橋永久墩PM53—PM54之間靠PM53側(cè)搭設(shè)主橋箱梁提升門(mén)架。為了便于箱梁節(jié)段拼裝焊接，吊裝平臺(tái)提升架設(shè)計(jì)成可移動(dòng)式，鋼梁板單元在預(yù)制場(chǎng)制作組裝完成以后，能夠經(jīng)過(guò)運(yùn)梁駁船或其它運(yùn)輸系統(tǒng)將箱梁節(jié)段運(yùn)輸?shù)狡鸬鯀^(qū)域，先經(jīng)過(guò)可移動(dòng)式液壓提升門(mén)架將鋼箱梁提升到適宜高度（全部運(yùn)輸過(guò)程，在起吊時(shí)需利用臨時(shí)吊點(diǎn)），再利用滑移牽引方法將鋼箱梁滑移到拼裝平臺(tái)上進(jìn)行拼裝。2.3拼裝平臺(tái)搭設(shè)2.3.1西引橋拼裝平臺(tái)西引橋拼裝平臺(tái)是作為梁段拼裝承力結(jié)構(gòu)，在搭設(shè)時(shí)除了考慮必需承載力以外，還要考慮其必需通用性。因?yàn)橐龢蛟谄矫嫔咸幱谒角€上，立面上處于0.5坡度上，在搭設(shè)拼裝平臺(tái)時(shí)應(yīng)滿足箱梁不一樣曲線拼裝要求。在進(jìn)行拼裝平臺(tái)搭設(shè)時(shí)，采取鋼管樁立柱形式，管樁頂部設(shè)計(jì)成管樁冒，便于箱梁曲線弧度調(diào)整，同時(shí)為了能處理成橋后整體落梁不受影響，管樁搭設(shè)時(shí)應(yīng)低于橋梁成橋時(shí)底面高度50cm左右，采取墊墩和調(diào)平墊塊作為調(diào)整介質(zhì)，方便在進(jìn)行箱梁節(jié)段焊接時(shí)不一樣高度調(diào)整。2.3.2主橋拼裝平臺(tái)搭設(shè)在主墩PM54—PM53之間搭設(shè)鋼箱梁吊裝區(qū)和梁段拼裝區(qū)，拼裝區(qū)包含了導(dǎo)梁拼裝和箱梁節(jié)段拼裝，拼裝平臺(tái)作為鋼導(dǎo)梁和梁段調(diào)整和環(huán)縫焊共用平臺(tái)，含有雙重作用，基于施工需要，主橋拼裝平臺(tái)和移動(dòng)式提升門(mén)架處于同一平面位置。主橋拼裝平臺(tái)搭設(shè)和引橋拼裝平臺(tái)拼裝平臺(tái)類(lèi)似，但較引橋復(fù)雜，鋼管樁采取五排三聯(lián)結(jié)構(gòu)形式，左右兩側(cè)鋼管樁在箱梁縱梁正下方。2.4臨時(shí)墩搭設(shè)臨時(shí)墩搭設(shè)除了必需滿足其所需剛度和強(qiáng)度以外，還必需滿足設(shè)備部署和操作空間，同時(shí)還需依據(jù)橋型標(biāo)高不一樣進(jìn)行搭設(shè)，確保頂推過(guò)程中盡可能降低標(biāo)高調(diào)整。2.4.1西引橋臨時(shí)墩搭設(shè)西引橋永久墩部署為5×80米跨度，在頂推施工中屬于跨度較大結(jié)構(gòu)形式。頂推施工中箱梁懸臂過(guò)大會(huì)造成結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力劇增，給箱梁上墩帶來(lái)困難，為了盡可能降低箱梁撓度，滿足箱梁結(jié)構(gòu)受力要求，需要在永久墩之間設(shè)置臨時(shí)墩。進(jìn)過(guò)計(jì)算，在每?jī)蓚€(gè)永久墩跨中設(shè)置一臨時(shí)墩，將跨距變?yōu)?0米/跨是最經(jīng)濟(jì)有效，圖2.4.1-1所表示圖2.4.1-1西引橋水中臨時(shí)墩部署總圖為了降低鋼結(jié)構(gòu)用量，增強(qiáng)臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)鋼度，臨時(shí)墩和永久墩一樣采取鉆孔注漿混凝土臨時(shí)墩，墩身中間設(shè)置三道鋼管平聯(lián)。2.4.2、主橋臨時(shí)墩搭設(shè)主橋主跨為218米，邊跨為88米，跨度較大，依據(jù)步履頂推施工工法，需在西側(cè)邊跨兩永久墩中間設(shè)置一個(gè)臨時(shí)墩，在主跨兩主塔之間均布三個(gè)臨時(shí)墩，臨時(shí)墩設(shè)置一樣采取轉(zhuǎn)孔注漿混凝土臨時(shí)墩，圖3.4.3和3.4.4所表示。東側(cè)邊跨主墩PM53—PM54是導(dǎo)梁拼裝平臺(tái)、箱梁節(jié)段拼裝和環(huán)縫焊接平臺(tái)組合區(qū)域。為了能夠滿足箱梁節(jié)段拼裝調(diào)梁需要，降低調(diào)梁設(shè)備投入，需在PM53—PM54之間需設(shè)置三個(gè)臨時(shí)墩，由此處理了前期頂推箱梁節(jié)段少，頂推運(yùn)行困難問(wèn)題。2.5設(shè)備部署2.5.1西引橋設(shè)備部署在1#臨時(shí)墩—6#臨時(shí)墩上安裝BDT步履式頂推設(shè)備，每套步履頂推設(shè)備部署在對(duì)應(yīng)墩身墩頂，共20套(每墩各2套)。西引橋?yàn)椴坌弯摿?，其最好受力部位在斜腹板和底板交接處，所以設(shè)備部署在兩斜腹板和底板交接處，圖2.5.1-1所表示：圖2.5.1-1西引橋步履頂推設(shè)備墩頂部署圖2.5.2主橋設(shè)備部署受主塔結(jié)構(gòu)影響，鋼箱梁挑梁在塔柱處斷開(kāi)，所以在預(yù)制場(chǎng)進(jìn)行板單元拼裝制作時(shí)，每片箱梁挑梁?jiǎn)为?dú)制，待箱梁頂推過(guò)墩后再進(jìn)行單獨(dú)焊接，頂推施工時(shí)不考慮挑梁參與總體受力。臨時(shí)墩設(shè)備置于墩頂，主塔處設(shè)備置于橫梁上，每個(gè)臨時(shí)墩上部署一套步履頂推設(shè)備，共26套。依據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)形式，步履頂推設(shè)備分左右側(cè)置于箱梁縱梁正下方為最好受力位置，左右縱梁部署一套，及邊跨跨中橋面板施工完成后，利用現(xiàn)有頂推設(shè)備中500噸豎向千斤頂在4個(gè)主墩上起梁并拆除墊梁，落梁至永久支座上。先施工右幅橋，再施工左幅橋。右幅橋頂推就位后，將頂推設(shè)備搬運(yùn)至左幅橋，進(jìn)行左幅橋頂推施工；左幅橋頂推就位后，利用現(xiàn)有頂推設(shè)備中500噸豎向千斤頂，安裝至右幅橋4個(gè)主墩上，進(jìn)行右幅橋落梁施工;右幅橋落梁完成后，進(jìn)行左幅橋落梁施工。臨時(shí)墩采取打插鋼管樁群形式，管樁搭設(shè)完成以后在鋼管樁上端設(shè)置上下分配梁。為了頂推施工需要，除了考慮步履頂推設(shè)備部署位置以外，還要在順橋方向上設(shè)墊梁，作為頂推行程倒換所用，墊梁高度要求比步履頂推設(shè)備本體高度高出5cm～8cm。依據(jù)頂推進(jìn)度，分階段性在臨墩L7至LD上安裝BDT步履式頂推設(shè)備，要求導(dǎo)梁在上墩前將步履頂推設(shè)備安裝調(diào)試好，全橋共10套(每墩各2套)。2.6施工步驟2.6.1引橋施工步驟第一步：進(jìn)行引橋永久墩和臨時(shí)墩樁基鉆孔注漿工作，逐段綁扎鋼筋澆筑墩身。因?yàn)橛谰枚丈w梁順橋向?qū)挾炔荒軡M足設(shè)備部署要求，所以永久墩在進(jìn)行承臺(tái)澆筑時(shí)需在大小里程側(cè)分別設(shè)置預(yù)埋板，墩身澆筑完成以后在永久墩承臺(tái)上搭鋼管樁，作為頂推臨時(shí)墊梁。第二步：永久墩PM45及臨時(shí)墩1#～3#號(hào)墩澆筑完成以后，可同時(shí)進(jìn)行引橋拼裝平臺(tái)搭設(shè)工作，和此同時(shí)，在PM45—PM46之間外側(cè)搭設(shè)棧橋，作為梁段吊裝時(shí)吊車(chē)作業(yè)路面。第三步：拼裝平臺(tái)搭設(shè)完成以后，在右幅拼裝平臺(tái)上安裝步履頂推設(shè)備，用測(cè)量?jī)x器測(cè)量個(gè)點(diǎn)標(biāo)高，按線性標(biāo)高將各支點(diǎn)預(yù)先墊好，用吊車(chē)將導(dǎo)梁起吊，在拼裝平臺(tái)上進(jìn)行導(dǎo)梁拼裝，再將1#～5#梁段起吊和導(dǎo)梁焊接。第四步：鋼梁焊接完成后，開(kāi)啟頂推系統(tǒng)將鋼梁向前頂推，拼裝平臺(tái)空出下輪鋼梁節(jié)段拼裝位置。第五步：用吊車(chē)將下多個(gè)鋼梁節(jié)段吊到拼裝平臺(tái)上，并焊接好。第六步：箱梁焊接完成以后，繼續(xù)頂推，并進(jìn)行下個(gè)鋼梁節(jié)段拼裝焊接。第七步：循環(huán)第四步至第六步直到頂推到位，逐段拆除導(dǎo)梁；第八步：根據(jù)一樣方法和步驟進(jìn)行左幅頂推。2.6.2主橋施施工步驟第一步：進(jìn)行主塔施工，兩邊跨主墩中間設(shè)置分別設(shè)置一個(gè)臨時(shí)墩，在兩主跨之間均布三個(gè)臨時(shí)墩，依據(jù)橋型標(biāo)高完成臨時(shí)墩樁基鉆孔注漿，綁扎鋼筋澆筑塔身和臨時(shí)墩墩身，在墩頂設(shè)置墊梁。第二步：在主橋PM53—PM54之間打插鋼管樁，完成提升門(mén)架、拼裝平臺(tái)、導(dǎo)梁拼裝平臺(tái)搭設(shè)。第三步：在拼裝平臺(tái)側(cè)三個(gè)臨時(shí)墩上部署6臺(tái)步履頂推設(shè)備；利用汽吊將導(dǎo)梁吊裝到拼裝進(jìn)行拼裝，安裝提升門(mén)架提升系統(tǒng)。第四步：利用液壓提升系統(tǒng)吊裝1#箱梁，在拼裝平臺(tái)上利用步履頂推設(shè)備對(duì)導(dǎo)梁和首節(jié)梁段進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整完成以后利用鋼管樁上墊墩墊塊墊實(shí)，再利用液壓提升系統(tǒng)懸掛調(diào)整第2#梁段和1#梁段，利用一樣方法將2#梁段墊實(shí)，最終進(jìn)行兩個(gè)節(jié)段環(huán)縫焊接。第五步：將提升千斤頂卸載，解除吊具，利用浮吊提前將剩下全部墩上頂推設(shè)備安裝到位；開(kāi)啟6臺(tái)步履頂推設(shè)備將梁段向前頂推18m，使導(dǎo)梁前端上墩達(dá)成主墩7#、8#設(shè)備；進(jìn)行第3#梁段吊裝，用一樣方法進(jìn)行梁段調(diào)整和環(huán)縫焊接。因?yàn)橹鳂蛱幱谪Q曲線上，每頂推一段距離需要對(duì)墩頂標(biāo)高進(jìn)場(chǎng)調(diào)整，當(dāng)碰到需要進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整時(shí)，能夠用抽換墊梁上墊塊進(jìn)行調(diào)整。第六步：繼續(xù)向前頂推32m，反復(fù)第四步到第五步方法，按每2—3節(jié)拼一推方法，逐段進(jìn)行拼接頂推；當(dāng)導(dǎo)梁到下一墩頂時(shí)，如碰到上墩困難情況，則利用兩臺(tái)YDGC3000S-200頂舉千斤頂進(jìn)行迎墩，使導(dǎo)梁順利上墩。第七步：按一樣方法反復(fù)以上多個(gè)步驟，不停投入下一個(gè)墩上步履頂推設(shè)備,逐段拆除導(dǎo)梁完成全橋頂推。第八步：頂推到位以后，利用步履頂推設(shè)備豎向頂舉功效進(jìn)行整體落梁（如遇空間不夠，可將豎向頂卸下單獨(dú)用于豎向頂舉），將箱梁安全落在各墩頂支座上。3設(shè)備介紹BDT步履式頂推裝置包含1塊滑箱、1條滑道、4臺(tái)頂升千斤頂、4臺(tái)平移千斤頂、4套糾偏裝置、1套液壓泵站及1套分控制系統(tǒng)。整套步履頂推設(shè)將傳統(tǒng)頂推頂、頂舉頂、糾偏頂合為一體，含有了將頂推、糾偏、落梁和一體。每套步履式頂推裝置還可連接到一套總控制系統(tǒng)，步履式頂推裝置滑箱是支撐主梁受力結(jié)構(gòu)，上部放置5cm橡膠板或高密度木板，能夠使主梁局部受力均衡；滑箱下部焊有不銹鋼板，和滑道上聚四氟乙烯板組成滑移面。聚四氟乙烯板上表面做成蘑菇頭狀，其間可涂硅油，降低滑移面摩擦阻力；滑道兩側(cè)部署四套帶導(dǎo)向輪糾偏裝置，既可處理順橋向?qū)騿?wèn)題，又可處理橫橋向調(diào)整問(wèn)題；四臺(tái)頂升千斤頂活塞頭裝有球頭，可自適應(yīng)小范圍坡度。4頂推施工控制4.1水平頂推同時(shí)性當(dāng)頂升頂活將頂推滑箱和主梁頂起后，頂推千斤頂伸缸將主梁頂推前移，此過(guò)程需進(jìn)行位移同時(shí)控制、橫向調(diào)整控制。主控臺(tái)除了控制全部橋墩上頂推千斤頂統(tǒng)一動(dòng)作之外，還必需確保全部頂推千斤頂每行程同時(shí)。頂推控制策略是以位移控制為主。同一橋墩上水平頂推同時(shí)控制：以L7#左邊墩上1#千斤頂為主動(dòng)點(diǎn)及比較基準(zhǔn)（伸缸速度一定），L7#右邊墩上2#千斤頂為隨動(dòng)點(diǎn)并和1#頂比較。2#頂行程＞1#頂時(shí)（位移量差設(shè)定值為2mm），則減小LB#頂百分比閥流量。反之，則增大對(duì)應(yīng)百分比閥流量。同墩兩側(cè)頂推同時(shí)要求≤4㎜。不一樣橋墩上水平頂推同時(shí)控制：以L7#橋墩上1#頂為主動(dòng)點(diǎn)及比較基準(zhǔn)，其它橋墩千斤頂和之比較。各墩千斤頂頂位移量差超出設(shè)定值（3mm）時(shí)則減小或增大對(duì)應(yīng)百分比閥流量。各墩頂推同時(shí)要求≤5㎜。頂推設(shè)備調(diào)試時(shí)可先行按同時(shí)精度要求（墩間同時(shí)在5mm之內(nèi)，同墩兩側(cè)同時(shí)在4mm之內(nèi)）調(diào)整百分比閥流量，以確保頂推施工中同時(shí)控制。4.2頂舉千斤頂同時(shí)性豎向頂舉頂活塞伸出時(shí)頂推滑箱和梁頂起，此過(guò)程主控臺(tái)除了控制集群頂舉千斤頂統(tǒng)一動(dòng)作之外，還要經(jīng)過(guò)安裝在滑道和墊梁之間位移傳感器檢測(cè)頂升高度，確保各頂舉頂同時(shí)。頂舉控制策略是以位移控制為主，壓力控制為輔同時(shí)控制。豎向頂舉頂將主梁頂離墊梁、回縮時(shí)將主梁下降回落到墊梁時(shí)保持同時(shí)。每套頂推裝置安裝2套位移傳感器（對(duì)角設(shè)置），同一墩臺(tái)以一側(cè)為基準(zhǔn)，位移傳感器安裝在滑道和墊梁之間以檢測(cè)頂升高度，此過(guò)程同時(shí)精度控制在4mm之內(nèi)。每套頂推裝置（4臺(tái)豎向頂舉千斤頂）上安裝1個(gè)壓力變送器，計(jì)算機(jī)可監(jiān)測(cè)各受力點(diǎn)載荷改變情況，正確地協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)載荷分配。每個(gè)受力點(diǎn)最高壓力、同一橋墩上各受力點(diǎn)之間最大壓差可經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制器、主控臺(tái)設(shè)定。當(dāng)載荷達(dá)成設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停機(jī)，并報(bào)警示意。4.3頂推過(guò)程中動(dòng)態(tài)糾偏橋墩上兩套頂推裝置間裝有1套用于檢測(cè)箱梁軸線光電開(kāi)關(guān)（要求每個(gè)箱梁在制作時(shí)用通長(zhǎng)黑色