鋼筋混凝土箱梁頂推施工工藝控制

摘　要:箱梁頂推的施工工藝控制直接影響到橋梁的質(zhì)量及安全。介紹了頂推法施工的技術(shù)原理與方法,并對(duì)頂推施工的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土箱梁;頂推;施工工藝

中圖分類號(hào):U 445. 462　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B

引言

　　頂推法施工是在沿橋軸縱軸方向的臺(tái)后設(shè)置預(yù)制場(chǎng),分階段預(yù)制梁體,縱向預(yù)應(yīng)力張拉后,通過(guò)水平千斤頂施力,借助滑道(不銹鋼板) 、滑塊(由橡膠、薄鋼板、聚四氟乙烯板組成)等滑動(dòng)裝置,將梁逐段向前頂推就位,然后落梁更換正式支座的一種施工方法。以下介紹頂推法施工的有關(guān)施工技術(shù)。

1　頂推法施工原理

　　(1)單點(diǎn)頂推的動(dòng)力學(xué)原理可用下述數(shù)學(xué)表達(dá)式表示:當(dāng)集中的拉力H > Σ Ri ( fi ±a i )時(shí),梁體才能向前移動(dòng)。

　　(2)多點(diǎn)分散頂推施工的動(dòng)力學(xué)原理可用下述數(shù)學(xué)表達(dá)式表示:當(dāng)ΣFi > Σ ( fi ±ai ) Ni 時(shí),梁體才能向前移動(dòng)。

　　這個(gè)表達(dá)式的物理意義是:把頂推設(shè)備分散于各個(gè)橋墩(或橋臺(tái))臨時(shí)墩上,分散抵抗各墩的水平反力。如果千斤頂施力之和小于所有墩的水平摩阻力±梁的水平分力之和(上坡頂推為+ ,下坡頂推為- ) ,則梁體不動(dòng)。

2　頂推法施工的種類

　　頂推法施工的關(guān)鍵是在頂推動(dòng)力作用下,將梁體以較小的摩擦系數(shù)在四氟板和不銹鋼滑道板組成的滑道裝置上向前移動(dòng)。

2. 1　單點(diǎn)頂推法

　　頂推動(dòng)力裝置集中設(shè)置在靠近梁場(chǎng)的橋臺(tái)或橋墩上。在支承在縱向滑道上的垂直千斤頂和支承在墩(臺(tái))背墻的水平千斤頂?shù)穆?lián)動(dòng)下,以垂直千斤頂為支承推動(dòng)梁體向前移動(dòng)。單點(diǎn)頂推的另一種方式是使用固定的不銹鋼板做滑道,在滑道上設(shè)置滑塊支承梁體,在滑道前后設(shè)置垂直千斤頂用來(lái)起落梁體、移動(dòng)滑塊,水平千斤頂通過(guò)拉桿帶動(dòng)梁體前移,這是早期的做法。后來(lái)改為把滑道前后作為斜坡手工移動(dòng)滑塊,就不必用垂直千斤頂起梁移動(dòng)滑塊了。

2. 2　多點(diǎn)頂推法

　　單點(diǎn)頂推的嚴(yán)重缺點(diǎn)是作業(yè)前期或后期,垂直千斤頂頂部同梁體之間的摩擦力不能帶動(dòng)梁體前移,必須依靠輔助動(dòng)力才能完成頂推。另一個(gè)缺陷是沒(méi)有設(shè)置水平千斤頂?shù)母叨?尤其是柔性墩)在水平力的作用下容易產(chǎn)生較大的墩頂位移,甚至威脅到結(jié)構(gòu)的安全。為了克服單點(diǎn)頂推的上述缺點(diǎn),便產(chǎn)生了多點(diǎn)頂推法。

2. 3　臨時(shí)滑道支承裝置頂推施工法

　　方法是在永久墩臺(tái)和臨時(shí)墩頂設(shè)置臨時(shí)滑道裝置,待頂推梁體就位后,起梁,取掉滑道,更換支座,落梁。這種頂推施工法較為復(fù)雜,起梁、落梁必須設(shè)計(jì)嚴(yán)格的程序確保梁體安全,同時(shí)對(duì)永久墩臺(tái)支承墊石頂面標(biāo)高也有較高的要求。我國(guó)大部分橋梁都采用這種頂推方法。

2. 4　永久支承兼用滑道頂推施工法

　　這是一種較為先進(jìn)的施工方法,通過(guò)把永久支座進(jìn)行必要的臨時(shí)處理,將其變?yōu)榕R時(shí)滑道,待頂推結(jié)束,起梁,拆除臨時(shí)滑道,落梁,永久支座又恢復(fù)本來(lái)的支座功能。如國(guó)外的RS施工法,由于采用很薄的不銹鋼(0. 6 mm)和橡膠(3 mm)組成的連續(xù)滑板,就象放映電影膠片一樣自動(dòng)循環(huán),減少了起梁、落梁的復(fù)雜工序。但永久支承兼用滑道頂推施工法必須具備一定條件方能適用。

2. 5　預(yù)制組拼分段頂推法

　　先在墩(臺(tái))后設(shè)置制梁場(chǎng)、存梁場(chǎng)及拼梁線,按照設(shè)計(jì)的頂推單元?jiǎng)澐謱㈨斖茊卧殖扇舾蓚€(gè)塊件預(yù)制,經(jīng)過(guò)在拼梁線上組拼,張拉預(yù)應(yīng)力形成整體后,開(kāi)始頂推施工。預(yù)制組拼分段頂推法在臺(tái)后場(chǎng)地條件好、具備就地拼裝和運(yùn)輸能力、工期要求緊時(shí),也可以采用預(yù)制箱梁節(jié)段、墩(臺(tái))后拼裝、分階段頂推的施工方案。

2. 6　逐段預(yù)制逐段頂推法

　　先在墩(臺(tái))后設(shè)置制梁平臺(tái),將連續(xù)梁分成若干個(gè)節(jié)段制作,每一個(gè)頂推單元為一個(gè)預(yù)制的基本節(jié)段。頂推的方法是在墩頂設(shè)置頂推滑道及頂推千斤頂,通過(guò)千斤頂牽引頂推傳力拉索,帶動(dòng)梁體在滑道上向前移動(dòng);在前段梁頂出臺(tái)座后,在臺(tái)座上接灌下一梁段,從而逐漸將梁體頂向?qū)Π丁?/P>

3　頂推法關(guān)鍵技術(shù)

3. 1　制梁臺(tái)座和節(jié)段的制作

　　制梁臺(tái)座為預(yù)制梁節(jié)段和頂推作業(yè)的過(guò)渡場(chǎng)地,梁體節(jié)段的預(yù)制周期制約全橋的施工工期。每聯(lián)箱梁除首尾兩端節(jié)外,中間各節(jié)段長(zhǎng)度相等,一般為10～24 m,尤以16～20 m居多。在正常的頂推進(jìn)度下,節(jié)段作業(yè)的循環(huán)周期為7～15 d,我國(guó)的預(yù)制周期記錄是7 d。因?yàn)楣?jié)段的距離較長(zhǎng),這個(gè)速度是不慢的,要求外模板必須設(shè)計(jì)成大塊整體式,而內(nèi)模也要設(shè)計(jì)為可以整體拖出并整體推進(jìn)的機(jī)械化形式,同時(shí)還必須考慮梁體的蒸汽養(yǎng)生條件及其強(qiáng)度的生成時(shí)間。

3. 2　臨時(shí)墩的制作

　　箱梁支點(diǎn)負(fù)彎矩的增加與跨度的平方成正比,在箱梁截面和預(yù)應(yīng)力鋼束強(qiáng)度有限的情況下,跨度增加到一定限度預(yù)應(yīng)力鋼束就無(wú)法適應(yīng)了,所以箱梁頂推法有個(gè)“適用跨度”的問(wèn)題。提高適用跨度的途徑之一是設(shè)置臨時(shí)墩。當(dāng)連續(xù)梁的跨度大于頂推跨度時(shí),宜考慮設(shè)置中間臨時(shí)墩。對(duì)于不設(shè)中間臨時(shí)墩的頂推施工,為滿足安裝鋼導(dǎo)梁和連續(xù)梁前期頂推抗傾施工的過(guò)渡段,保證梁體線形與已經(jīng)頂推出去的梁體完全一致,應(yīng)避免大梁從制梁臺(tái)座上頂推出去以后與接灌的下一梁段出現(xiàn)大的轉(zhuǎn)角。

3. 3　滑道與側(cè)限的安裝

　　滑道及側(cè)限是箱梁平穩(wěn)安全滑移的保證,控制滑道與側(cè)限的因素有滑道標(biāo)高、平整精確度、側(cè)向限位安裝等因素。施工時(shí),應(yīng)計(jì)算出準(zhǔn)確的滑道頂標(biāo)高加以精確控制,其平整度偏差應(yīng)≯1 mm,并及時(shí)安裝側(cè)向限位系統(tǒng)。

3. 4　導(dǎo)梁的制作

　　導(dǎo)梁設(shè)置在主梁的前端,一般為等截面的鋼桁梁或變截面的鋼板梁。導(dǎo)梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須符合導(dǎo)梁的受力狀態(tài),較長(zhǎng)的導(dǎo)梁可以減小主梁的負(fù)跨矩,但過(guò)長(zhǎng)也會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)梁與箱梁的連接處負(fù)彎矩和支反力相應(yīng)增加。實(shí)踐表明,合理的導(dǎo)梁長(zhǎng)度應(yīng)使主梁的最大懸臂負(fù)彎矩與使用狀態(tài)支點(diǎn)負(fù)彎矩基本接近,一般為頂推跨徑的0. 6～0. 7倍。導(dǎo)梁的剛度宜選主梁剛度的1 /5～1 /9,它對(duì)主梁內(nèi)力的影響遠(yuǎn)較其長(zhǎng)度對(duì)主梁內(nèi)力的影響小。在滿足剛度穩(wěn)定和強(qiáng)度的條件下,宜選用剛度較小及變剛度的導(dǎo)梁,這樣可減小頂推時(shí)最大懸臂狀態(tài)的負(fù)彎矩,從而使負(fù)彎矩的兩個(gè)峰值比較接近。

3. 5　頂推導(dǎo)向及糾偏

　　影響頂推的因素有起頂架位置及千斤頂、牽引索的安裝調(diào)試狀況,起頂架預(yù)埋時(shí)必須精確定位,及時(shí)安裝各泵站及千斤頂,精確開(kāi)展調(diào)試工作。為了在頂推過(guò)程中使梁體中線始終處于規(guī)范范圍內(nèi),必須設(shè)置橫向?qū)蜓b置(尤其在圓曲線上頂推更為必要) ,糾偏器裝在預(yù)制臺(tái)座前臨時(shí)墩的兩旁,一邊一個(gè),以控制每段梁尾端的橫向位置,保證梁尾與預(yù)制模板正位接頭。在梁的前進(jìn)方向,設(shè)置有兩對(duì)糾偏裝置,頂推時(shí),可視梁的行進(jìn)情況交替前移,并認(rèn)真觀測(cè)主梁和永久墩的彈性橫向位移偏差。

4　頂推法施工注意事項(xiàng)

　　(1)頂推施工中必須控制梁段中線處在允許范圍,要求導(dǎo)梁和梁體的中線偏差≯2. 0 mm,相鄰兩跨支點(diǎn)同側(cè)滑移裝置的頂面高偏差±1. 0 mm,同墩兩支點(diǎn)滑移裝置的頂面高偏差±0. 5 mm。為達(dá)到規(guī)范要求,每次頂推后都要進(jìn)行測(cè)量校正。

　　(2)頂推過(guò)程中梁體的前移必須是在四氟板墊塞上滑移,四氟滑板兩面應(yīng)保持清潔(不能用汽柴油清理) ,清理干凈后將白色面涂上用于減少摩擦的潤(rùn)滑硅脂。施工中需要配足人員,端正插入墊塞,保持黑色的一面貼緊箱梁腹板,白色一面朝向不銹鋼滑板,不可放反。若頂推過(guò)程中四氟板未及時(shí)跟進(jìn),應(yīng)立即停止頂推,頂起箱梁腹板,放進(jìn)四氟板后再繼續(xù)頂推。

　　(3)每節(jié)段開(kāi)始頂推時(shí),應(yīng)先推進(jìn)5 cm,立即停止,回油,再推進(jìn)5 cm,再停止,回油,如此反復(fù)二三次,以松動(dòng)各滑動(dòng)面及檢查各部分設(shè)施的運(yùn)動(dòng)情況,之后再開(kāi)始正式頂推。

　　(4)頂推作業(yè)時(shí),各千斤頂應(yīng)相互保持聯(lián)系,同步逐級(jí)加力。如果發(fā)現(xiàn)導(dǎo)梁桿件變形或螺絲松動(dòng),導(dǎo)梁與箱梁聯(lián)結(jié)處變形或混凝土開(kāi)裂情況時(shí),應(yīng)立即停止頂推,進(jìn)行處理。

5　結(jié)語(yǔ)

　　我國(guó)修建的各類橋梁中,中等跨度的多跨長(zhǎng)箱梁橋占有相當(dāng)?shù)谋壤?而大型架梁吊裝設(shè)備又嚴(yán)重不足,所以頂推法不失為一種較好的建橋方法,具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn):

　　[ 1 ] 陳永宏. 平勝大橋自錨式懸索橋鋼箱梁頂推施工[ J ]. 橋梁建設(shè), 2006, ( z1) : 33 - 35.