CN103266573A - 自锚式悬索桥钢箱梁三滑道同步顶推施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自锚式悬索桥钢箱梁三滑道同步顶推施工方法，通过在主塔横梁外侧设置顶推反力装置，在主跨区域设置5个临时墩，在沿桥纵轴方向主墩区域设置钢箱梁组装平台；临时墩和组装平台均采用钢管立柱及钢管连接系作为支撑体系，管顶横向布置三道滑道，在两侧滑道处的钢箱梁斜底板上设置上滑道；在组装平台上分轮次组装钢箱梁，利用钢绞线将水平千斤顶和设在钢箱梁底板上的拉锚器连接起来，通过水平顶推系统施力，将梁体向前顶推出组装平台，然后继续在组装平台进行下一轮次梁段的组装和顶推，待梁段全部顶推到位后，安装支座并落梁，完成钢箱梁安装施工。
Description
技术领域
本发明涉及在桥梁的安装架设中，一种专门用于在深谷和宽深河道上的桥梁、跨铁路桥梁和高架桥上采用的安装架设方法—自锚式悬索桥钢箱梁三滑道同步顶推施工方法。本发明不仅适用于等高直线梁，还适用于变高度梁和曲线梁。
背景技术
桥梁上部结构的施工方法很多，有一种顶推法施工不受通车、通航影响，梁段在桥头实行工厂化施工，质量、工期易于控制和保证。自1974年狄家河铁路桥采用顶推法安装以来，顶推法已在我国有近40年的发展历史，但大部分桥梁普遍采用的是双滑道顶推，受力明确，施工易于控制。随着我国交通事业的不断发展，桥梁建设日新月异，桥梁的结构形式更是变换多样，为了使顶推法适应桥梁结构的新变化，有必要对顶推法进行改进。
发明内容
本发明就是在传统顶推法的基础上进行了完善和发展，通过在两边滑道处的钢箱梁斜底板上设置上滑道，纵向布置三道滑道，滑道顶面按圆曲线设置，实现了钢箱梁在圆曲线上采用三滑道同步顶推施工。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：在主塔横梁外侧设置顶推反力装置，在主跨区域设置5个临时墩，在沿桥纵轴方向主墩区域设置钢箱梁组装平台；临时墩和组装平台均采用钢管立柱及钢管连接系作为支撑体系，管顶横向布置三道滑道，在两侧滑道处的钢箱梁斜底板上设置上滑道；
在组装平台上分轮次组装钢箱梁，利用钢绞线将水平千斤顶和设在钢箱梁底板上的拉锚器连接起来，通过水平顶推系统施力，将梁体向前顶推出组装平台，然后继续在组装平台进行下一轮次梁段的组装和顶推，待梁段全部顶推到位后，安装支座并落梁，完成钢箱梁安装施工。
所述的自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，包括以下步骤：
S1.组装平台设计：组装平台支架采用钢管及钢管连接系作为受力体系，连接系横桥向为K形、纵桥向为Z形和一字形，钢管纵向布置13排、横向布置4列，管底与混凝土基础预埋钢板焊接，管顶采用箱型作为组装平台纵梁，纵梁上部间断布置组装平台下滑道，组装平台下滑道顶面按线形布设；
组装操作平台由工钢、槽钢及花纹钢板铺设而成；
S2.临时墩设计：全桥共设置5组临时墩，每组临时墩横向布置4列、纵向2排钢管立柱，支架底端与混凝土基础预埋钢板焊接，立柱之间焊接钢管连接系，横桥向为K形、纵桥向为Z形；
横向对应于钢箱梁纵腹板下方设置三道上滑道，两边钢管顶部设置临时墩纵向分配梁和临时墩下滑道，中间钢管顶部设置临时墩横、纵向分配梁和临时墩下滑道；
临时墩下滑道顶面利用水准仪进行标高测量，设置纵向线形；
S3.钢导梁设计：钢导梁长度为跨径的0.68倍，截面为工字形，与钢箱梁腹板焊接，为减轻自重，采用从根部至前端为变钢度的导梁，形状为梯形；钢导梁纵向分为两段，之间通过螺栓连接；横向之间通过钢管架连接，共设置四道；
S4.千斤顶作业平台：在主塔混凝土横梁外侧焊接连续顶推千斤顶操作平台和喂滑块操作平台，平台上搭设连续顶推千斤顶支架，连续顶推千斤顶放置在支架上，千斤顶连接端顶在反力座上；
S5.牵引拉杆：采用钢绞线柔性拉杆，直径为φ15.24mm，强度等级为1860Mpa。钢绞线穿过设于梁底的拉锚器，另一端穿过连续顶推千斤顶的前、后夹持器；沿顶推牵引钢绞线束布置中心线，钢箱梁底板上均匀布置固定装置，用于安、拆牵引钢绞线束，并提供支点，控制牵引钢绞线束的下垂度；
S6.拉锚器：由钢板组焊而成，与钢箱梁底板通过高强度螺栓进行连接，设置在钢箱梁端横隔板下方；
S7.上滑道：横向对应于钢箱梁纵腹板下方设置三道滑道，其中两边纵腹板在钢箱梁斜底板上焊接上滑道，全桥通长布置，其线形与钢箱梁纵向线形一致；
S8.组装平台下滑道、临时墩下滑道和主塔横梁下滑道为箱型结构，面板上铺2mm厚不锈钢板，不锈钢板表面粗糙度小于Ra5μm。滑道前后端一定范围内各有一段与滑道交角20度的斜面，以便于滑块的喂进和吐出；
S9.限位装置设计：限位装置由连接钢板、导向轮及支撑后背组成，支撑后背由工钢组焊而成，焊接在临时墩纵向分配梁或者组装平台纵梁的外侧；导向轮通过螺栓与支撑后背固定。安装时滚轴边距离上滑道腹板边2cm；
S10.上述临时结构设计完成后，安装组装平台钢管支架、横桥向分配梁、组装平台支架顶部纵梁、组装平台下滑道、钢箱梁组装操作平台及限位装置；
S11.安装临时墩钢管支架、横桥向分配梁、临时墩纵桥向分配梁、临时墩下滑道及限位装置；
S12.安装主塔横梁下滑道、连续顶推千斤顶操作平台、喂滑块操作平台，平台上搭设连续顶推千斤顶支架，连续顶推千斤顶放置在支架上；
S13.分别将临时墩纵桥向分配梁与主塔横梁下滑道、5个临时墩纵桥向分配梁与组装平台支架顶部纵梁用水平钢绞线束串联起来，张拉钢绞线束对5个临时墩进行整体稳固；
S14.钢导梁在地面拼装，整体吊装至组装平台下滑道上，再依次拼装第三到第十段钢箱梁，调整钢导梁及钢箱梁之间标高、线形、对接口间隙，最后焊接环缝。穿连续顶推千斤顶与拉锚器间的钢绞线束，穿完后在后锚点处单根预紧，使钢绞线束在顶推箱梁时受力均匀，达到同步顶推；
启动顶推泵站，由2台500t连续顶推千斤顶缓缓施力，张拉钢绞线使千斤顶与反力座顶紧密贴，钢箱梁向5#墩方向随之前进；
顶推过程中利用经纬仪观测轴线，如有偏位，用横向限位装置及时纠偏；利用全站仪观测临时墩钢管支架顶部水平位移，如超过设计值立即停止顶推，通过竖向千斤顶将钢箱梁顶起后，使临时墩恢复到原位置，再继续向前顶推；观测连续顶推千斤顶油压表读数，与按摩擦系数0.1计算的顶推力反算出来的油压表设定值进行比较，若超过设定值则应停止顶推，查明原因，解决后再进行顶推；
S15.重复步骤S14，分五个轮次完成剩余梁段的拼装和顶推；
当第五节段钢箱梁到主塔横梁上方时拆除拉锚器，倒换钢绞线，并将拉锚器安装至第二十四节段上；当向5#墩方向顶推第三至第四十节段梁4m距离时拆除钢导梁的第一节段，继续顶推12m距离时拆除钢导梁的第二节段，向前继续顶推钢箱梁至指定位置；
S16.钢箱梁顶推到位后，继续在组装平台下滑道上拼装第四十一至四十六节段梁，搭设临时支架，吊装第四十七节段梁；将5个临时墩及主塔横梁下滑道处安放起落梁千斤顶，准备好抽换钢板，各墩从头到尾一次降落10-20mm，完成全桥落梁；
落梁完成后安装合龙段梁，测量合龙口距离，必要时配切该梁段，焊接梁段环缝。
所述的自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，所述步骤S1中，组装平台下滑道顶面线形与钢箱梁纵向线形相同，按圆曲线布置；
所述的自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，所述步骤S2中，为便于落梁千斤顶落梁，纵桥向分配梁采用变截面箱型结构，中间截面高、两边截面低，且小截面处加密设置横隔板。
所述的自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，所述步骤S3中，钢导梁前端采用阶梯状结构，工形腹板两侧对称焊接加劲板。
所述的自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，所述步骤S4中，反力座设置在主塔混凝土横梁顶部，采用钢筋混凝土结构，连续顶推千斤顶布置在主塔混凝土横梁外侧，千斤顶连接端钢板一半顶在反力座上，一半顶在主塔混凝土横梁上。
所述的自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，所述步骤S7中，钢箱梁两边纵腹板处在斜底板上焊接上滑道，其线形与钢箱梁纵向线形相同；上滑道采用的是工形结构，其腹板两侧焊接加劲板。
所述的自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，所述步骤S9中，限位装置由反力牛腿和滚轮组成，反力牛腿焊接在临时墩分配梁或者组装平台纵梁的外侧，滚轮采用四氟乙烯滚轮，安装时滚轴边距离上滑道腹板边2cm，可以调节导向轮后螺栓之间的距离来调整导向轮与上滑道腹板之间空隙。
所述的自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，所述步骤S10或步骤S11中，组装平台钢管支架、临时墩钢管支架每4根钢管立柱及连接系组成框架作为一个安装单元，采用两台履带吊抬吊进行安装。
所述的自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，所述步骤S16中，采用将梁顶起，交替抽换钢板的方法将落梁到位，横桥向同时落梁。
本发明采用上述技术方案所产生的有益效果在于：应用范围广，不仅适用于连续梁，还适用于连续刚构、简支梁、拱桥和斜拉桥；不仅适用于等高直线梁，还适用于变高度梁和曲线梁。本发明设备操作简单、环境污染小、安全系数高、施工质量好，与传统支架法比较，既节省了支架材料费用又节省了机械费用。
本发明是对传统顶推法的发展和完善，构思巧妙，适用性强，在同行业技术领先，已成功应用于北京密云潮白河大桥项目建设，通过在两边滑道处的钢箱梁斜底板上设置上滑道，纵向布置三条滑道，滑道顶面按圆曲线设置，成功实现了钢箱梁在高支架圆曲线上三滑道同步顶推施工。
附图说明
图1是钢箱梁顶推纵桥向布置图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的aa剖视图；
图4是图1的bb剖视图；
图5是图1的a大样滑动装置示意图；
图6是图3的b大样临时墩限位装置示意图；
图中，1、主塔，2、主塔横梁，3-1、连续顶推千斤顶，3-2、千斤顶反力座，3-3、钢绞线束，3-4、拉锚器，
4、组装平台，4-1、组装平台支架，4-2、组装平台横向分配梁，4-3、组装平台纵梁，4-4、组装平台下滑道，4-5、操作平台，
5、临时墩，5-1、临时墩支架，5-2、临时墩横向分配梁，5-3、临时墩纵向分配梁，5-4、临时墩下滑道，
6、主塔横梁下滑道，7、钢导梁，8、临时墩串联钢绞线，9、横向限位装置，10、上滑道，11、落梁千斤顶，12、滑块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明为自锚式悬索桥钢箱梁三滑道同步顶推施工方法，整体设计方案包括：在6#主塔横梁2外侧设置连续顶推千斤顶3-1，在主跨区域设置5个临时墩，在沿桥纵轴方向7#主墩区域设置钢箱梁组装平台4。在钢箱梁组装平台下滑道4-4上分轮次组装钢箱梁，利用钢绞线束3-3将连续顶推千斤顶3-1和设在钢箱梁底板上的拉锚器3-4连接起来，通过连续顶推千斤顶3-1施力，将梁体向前顶推出钢箱梁组装平台4，然后继续在钢箱梁组装平台下滑道4-4进行下一轮次梁段的组装和顶推，待梁段全部顶推到位后，安装支座并利用落梁千斤顶11落梁，完成钢箱梁安装施工。
如图1所示为本发明在北京密云潮白河大桥应用时的钢箱梁顶推纵桥向布置图，包括以下步骤：
S1.组装平台4设计：组装平台支架4-1采用钢管及钢管连接系作为受力体系，连接系横桥向为K形、纵桥向为Z形和一字形，钢管纵向布置13排、横向布置4列，管底与混凝土基础预埋钢板焊接，管顶采用箱型作为纵梁4-3，纵梁4-3上部间断布置组装平台下滑道4-4，组装平台下滑道4-4顶面按线形布设；
组装操作平台4-5由工钢、槽钢及花纹钢板铺设而成；
步骤S1中，组装平台下滑道4-4顶面线形与钢箱梁纵向线形相同，按圆曲线布置；
上述步骤中还包括：组装平台支架4-1钢管立柱规格φ530×10mm、底部与基础预埋钢板之间焊接加劲肋板，以抵抗顶推过程中管底局部应力过大造成失稳。支撑组装操作平台4-5的连接系采用格栅桁架、上部主梁为工钢，以保证组装平台下部接触面水平，并且组装操作平台4-5在地面分单元拼装，在平台上再进行单元间的焊接。
S2.临时墩5设计：全桥共设置5组临时墩，每组临时墩5横向布置4列、纵向2排钢管立柱，支架5-1底端与混凝土基础预埋钢板焊接，立柱之间焊接钢管连接系，横桥向为K形、纵桥向为Z形；
横向对应于钢箱梁纵腹板下方设置三道上滑道10，两边钢管顶部设置纵桥向分配梁5-3和临时墩下滑道5-4，中间钢管顶部设置临时墩横、纵桥向分配梁5-2、5-3和临时墩下滑道5-4；
临时墩下滑道5-4顶面利用水准仪进行标高测量，设置纵向线形；
步骤S2中，为便于落梁千斤顶11落梁，临时墩纵向分配梁5-3采用变截面箱型结构，中间截面高、两边截面低，且小截面处加密设置横隔板。
上述步骤中还包括：临时墩支架5-1立柱规格φ820×10mm，分两个单元制作，每4根钢管立柱及其连接系在地面拼成一个整体单元，整体吊装。临时墩5安装过程中，每完成一个结构件安装都要对顶面进行标高测设，并且临时墩支架5-1钢管底部贴应变片，顶推中监控钢管受力状态。
S3.钢导梁7设计：钢导梁7长度为跨径的0.68倍，截面为工字形，与钢箱梁腹板焊接，为减轻自重，采用从根部至前端为变钢度的导梁，形状为梯形；钢导梁7纵向分为两段，之间通过螺栓连接；横向之间通过钢管架连接，共设置四道；
步骤S3中，钢导梁7前端采用阶梯状结构，工形腹板两侧对称焊接加筋板。
上述步骤中还包括：钢导梁7前端设计成阶梯形，便于导梁上墩时通过千斤顶进行支顶。钢导梁腹板两侧与滑动面接触处加密布置加劲板，减小导梁的局部变形。
上述S1-S3步骤完成后，需要对顶推过程中的支反力和三滑道支点的敏感性进行分析计算，本发明采用土木工程套装软件对钢箱梁顶推全过程进行受力计算，经分析：本发明选取了21种支点反力和钢导梁7挠度可能出现最大值的工况进行计算，从中找出支点最大反力值和钢导梁7前端最大挠度值。通过计算：当钢导梁7端部悬出第1个临时墩15m时，第2个临时墩支点反力最大为7364KN；当钢导梁7端部接近第4个临时墩，但尚未接触时，钢导梁7完全悬臂，前端挠度最大为57.5mm。
三滑道支反力分配计算：第2个临时墩支点反力最大值为7364KN，考虑施工荷载等因素，计算时总的支点反力取7834KN。对不同工况下横向力的分配进行了计算，见下表：
根据横向三支点最大反力值和钢导梁7端部最大挠度值对临时设施进行结构设计。
S4.千斤顶作业平台：在主塔1混凝土横梁2外侧焊接连续顶推千斤顶3-1操作平台和喂滑块12操作平台，平台上搭设连续顶推千斤顶支架，连续顶推千斤顶3-1放置在支架上，千斤顶连接端顶在反力座3-2上。
步骤S4中，反力座3-2设置在主塔混凝土横梁2顶部，采用钢筋混凝土结构，连续顶推千斤顶3-1布置在主塔混凝土横梁外侧，千斤顶连接端钢板一半顶在反力座3-2上，一半顶在主塔混凝土横梁2上。
上述步骤中还包括：反力座3-2采用混凝土结构，内部绑扎钢筋，与主塔混凝土横梁2同时浇筑。
S5.牵引拉杆：采用钢绞线3-3柔性拉杆，直径为φ15.24mm，强度等级为1860Mpa。钢绞线3-3穿过设于梁底的拉锚器，另一端穿过连续顶推千斤顶3-1的前、后夹持器；沿顶推牵引钢绞线束3-3布置中心线，钢箱梁底板上均匀布置固定装置，用于安、拆牵引钢绞线束3-3，并提供支点，控制牵引钢绞线束的下垂度。
上述步骤中还包括：本桥顶推总重量4200t，采用2束钢绞线牵引，单根钢绞线受力1860MPa×140mm2×70%=18.228t，故每束钢绞线选用17根，安全储备系数1.47。
S6.拉锚器3-4：由钢板组焊而成，与钢箱梁底板通过高强度螺栓进行连接，设置在钢箱梁端横隔板下方。
上述步骤中还包括：为了减小底板的局部应力，与拉锚器3-4接触的钢箱梁底板面需设置补强板，同时，为了施工安全，拉锚器轴线的正前方需布设安全防护钢板。
S7.上滑道10：横向对应于钢箱梁纵腹板下方设置三道滑道，其中两边纵腹板在钢箱梁斜底板上焊接上滑道10，全桥通长布置，其线形与钢箱梁纵向线形一致。
步骤S7中，钢箱梁两边纵腹板处在斜底板上焊接上滑道10，其线形与钢箱梁纵向线形相同；上滑道10采用的是工形结构，其腹板两侧焊接加筋板。
S8.组装平台下滑道4-4、临时墩下滑道5-4和主塔横梁下滑道6为箱型结构，面板上铺2mm厚不锈钢板，不锈钢板表面粗糙度小于Ra5μm。滑道前后端一定范围内各有一段与滑道交角20度的斜面，以便于滑块12的喂进和吐出。
上述步骤中还包括：组装平台下滑道4-4、临时墩下滑道5-4和主塔横梁下滑道6顶面钢板不小于30mm，顶板上的不锈钢板接缝采用氩弧焊焊接，并打磨匀顺，滑道安装时，在不锈钢钢板与滑块12之间涂抹硅脂油；滑块12喂入端滑道斜面长度不小于500mm，且需圆弧过渡；补充的滑块12应涂以润滑剂,并端正插入，任何情况下,各墩顶滑道上的滑块不得少于3块。
S9.限位装置9设计：限位装置9由连接钢板、导向轮及支撑后背组成，支撑后背由工钢组焊而成，焊接在临时墩纵向分配梁5-3或者组装平台纵梁4-3的外侧；导向轮通过螺栓与支撑后背固定；安装时滚轴边距离上滑道10腹板边2cm。
步骤S9中，限位装置9由反力牛腿和滚轮组成，反力牛腿焊接在临时墩分配梁5-3或者组装平台纵梁4-3的外侧，滚轮采用四氟乙烯滚轮，安装时滚轴边距离上滑道10腹板边2cm，可以调节导向轮后螺栓之间的距离来调整导向轮与上滑道10腹板之间空隙。
S10.上述临时结构设计完成后，安装组装平台钢管支架4-1、横桥向分配梁4-2、组装平台支架顶部纵梁4-3、组装平台下滑道4-4、钢箱梁组装操作平台4-5及限位装置9；
S11.安装临时墩钢管支架5-1、横桥向分配梁5-2、临时墩纵桥向分配梁5-3、临时墩下滑道5-4及限位装置9；
S12.安装主塔横梁下滑道6、连续顶推千斤顶3-1操作平台、喂滑块12操作平台，平台上搭设连续顶推千斤顶支架，连续顶推千斤顶3-1放置在支架上；
S13.分别将临时墩纵桥向分配梁5-3与主塔横梁下滑道6、5个临时墩纵桥向分配梁5-3与组装平台支架顶部纵梁4-3用水平钢绞线束8串联起来，张拉钢绞线束8对5个临时墩进行整体稳固。
上述步骤中还包括：钢绞线安装完成后，在后锚点处单根预紧，预紧力F=1860×140×70%×10%=1.82吨。预紧后使钢绞线受力均匀，并检验钢绞线与千斤顶锚具之间是否夹紧。
S14.S11和S12步骤所述的临时结构安装完成后，即可以进行梁段拼装顶推。顶推轮次划分：全桥共划分为50个钢箱梁制作节段，其中参与顶推的钢箱梁共39段，分6轮顶推。具体轮次安排为：
| 轮次 | 梁段号 | 轮次 | 梁段号 |
| 第一轮 | 导梁+(N20~N13) | 第四轮 | 导梁+（N20~S6） |
| 第二轮 | 导梁+（N20~N7) | 第五轮 | 导梁+（N20~S11) |
| 第三轮 | 导梁+（N20~0） | 第六轮 | 导梁+（N20~S17) |
在组装平台4上进行第一轮次钢箱梁拼装，穿连续顶推千斤顶3-1与拉锚器3-4间的钢绞线束3-3，穿完后在后锚点处单根预紧，使钢绞线束3-3在顶推箱梁时受力均匀，达到同步顶推；
顶推人员配备：顶推系统主控站、各千斤顶3-1均设专人操作与控制,每个滑道两侧配两名填塞倒用滑板12的工人,所有顶推作业由总指挥统一发布命令,人员间联系用无线对讲机。
启动顶推泵站，由2台500t连续顶推千斤顶3-1缓缓施力，张拉钢绞线3-3使千斤顶3-1与反力座3-2顶紧密贴，钢箱梁向5#墩方向随之前进；
顶推过程中利用经纬仪观测轴线，如有偏位，用横向限位装置9及时纠偏；利用全站仪观测临时墩钢管支架5-1顶部水平位移，如超过设计值立即停止顶推，通过竖向千斤顶11将钢箱梁顶起后，使临时墩5恢复到原位置，再继续向前顶推；观测连续顶推千斤顶3-1油压表读数，与按摩擦系数0.1计算的顶推力反算出来的油压表设定值进行比较，若超过设定值则应停止顶推，查明原因，解决后再进行顶推；
S15.重复步骤S14，分五个轮次完成剩余梁段的拼装和顶推；
当第五节段钢箱梁到主塔横梁2上方时拆除拉锚器3-4，倒换钢绞线3-3，并将拉锚器3-4安装至第二十四节段上；当向5#墩方向顶推第三至第四十节段梁约4m距离时拆除钢导梁7的第一节段，继续顶推12m距离时拆除钢导梁7的第二节段，向前继续顶推钢箱梁至指定位置；
上述步骤中还包括：为保证各连续顶推千斤顶3-1在顶推过程中的同步及出力一致，将连续顶推泵站限压，并在顶推过程中观察，调整限压，当某千斤顶3-1出力过大时，将其限压稍微调低2-3Mpa；当某千斤顶3-1出力过小时，将其钢绞线3-3重新拉紧压力稍微调高3-4Mpa；在顶推过程中，尽量将同一墩上泵站的油压差值控制在3Mpa以内。
每个泵站上都设有压力变送器，可准确的检测每个泵站承载力的大小。在整个工作过程中，将每个泵站的压力以该泵站的最高设定压力比较，若小于设定值则系统继续工作，若大于等于设定值则系统停机并在屏幕上显示相关信息。
为了确保钢箱梁顶推顺利、安全实施，有必要对顶推全过程进行监控量测，具体方案就是为每个临时墩5墩顶布置3个位移监控点来测量临时墩5水平位移，墩底布置4个应力监控点来监控临时墩受力状态，每个钢箱梁安装2个应力传感器来监测钢箱梁应力变化，钢箱梁顶面设立标尺来控制钢箱梁轴线位置，监测连续顶推千斤顶3-1油压表读数来计算摩擦系数大小。
其中，钢箱梁顶推过程中临时墩5墩顶位移采用全站仪进行观测，墩顶位移限值50mm。下表为施工中临时墩5墩顶位移测量记录表，墩顶位移最大值44.4mm<50mm，表明临时墩（5）结构是安全可靠的。
其中，钢箱梁顶推前根据摩擦系数设定值0.1和支架反力值计算出顶推力大小，由此顶推力反算出油压表限值，并将每轮次钢箱梁顶推油压表读数值与油压表限值进行比较。从现场实际看油压表读数值均小于油压表限值，表明各轮次摩擦系数均小于0.1，临时结构满足施工要求。
S16.钢箱梁顶推到位后，继续在组装平台下滑道（4-4）上拼装第四十一至四十六节段梁，搭设临时支架，吊装第四十七节段梁；将5个临时墩及主塔横梁下滑道6处安放起落梁千斤顶11，准备好抽换钢板，各墩从头到尾一次降落10-20mm，完成全桥落梁；
落梁完成后安装合龙段梁，测量合龙口距离，必要时配切该梁段，焊接梁段环缝。
上述步骤中必须确保有足够多的垫块用于倒换，垫块在准备就位后必须经现场指挥人员确认后方可开始落梁操作，保证落梁工作的连续性。
Claims (9)
1.自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，其特征包括：主塔（1）横梁外侧设置顶推反力装置，在主跨区域设置5个临时墩，在沿桥纵轴方向主墩（5#、6#、7#）区域设置钢箱梁组装平台（4）；临时墩（5）和组装平台均采用钢管立柱及钢管连接系作为支撑体系，管顶横向布置三道滑道，在两侧滑道处的钢箱梁斜底板上设置上滑道（10）；
在组装平台上分轮次组装钢箱梁，利用钢绞线将水平千斤顶和设在钢箱梁底板上的拉锚器连接起来，通过水平顶推系统施力，将梁体向前顶推出组装平台，然后继续在组装平台进行下一轮次梁段的组装和顶推，待梁段全部顶推到位后，安装支座并落梁，完成钢箱梁安装施工。
2.根据权利要求1所述的自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，其特征包括以下步骤：
S1.组装平台（4）设计：组装平台支架（4-1）采用钢管及钢管连接系作为受力体系，连接系横桥向为K形、纵桥向为Z形和一字形，钢管纵向布置13排、横向布置4列，管底与混凝土基础预埋钢板焊接，管顶采用箱型作为纵梁（4-3），纵梁（4-3）上部间断布置组装平台下滑道（4-4），组装平台下滑道（4-4）顶面按线形布设；
组装操作平台（4-5）由工钢、槽钢及花纹钢板铺设而成；
S2.临时墩（5）设计：全桥共设置5组临时墩，每组临时墩(5) 横向布置4列、纵向2排钢管立柱，支架（5-1）底端与混凝土基础预埋钢板焊接，立柱之间焊接钢管连接系，横桥向为K形、纵桥向为Z形；
横向对应于钢箱梁纵腹板下方设置三道上滑道（10），两边钢管顶部设置纵桥向分配梁（5-3）和临时墩下滑道（5-4），中间钢管顶部设置临时墩横、纵桥向分配梁（5-2、5-3）和临时墩下滑道（5-4）；
临时墩下滑道（5-4）顶面利用水准仪进行标高测量，设置纵向线形；
S3.钢导梁（7）设计：钢导梁（7）长度为跨径的0.68倍，截面为工字形，与钢箱梁腹板焊接，为减轻自重，采用从根部至前端为变钢度的导梁，形状为梯形；钢导梁（7）纵向分为两段，之间通过螺栓连接；横向之间通过钢管架连接，共设置四道；
S4.千斤顶作业平台：在主塔（1）混凝土横梁（2）外侧焊接连续顶推千斤顶（3-1）操作平台和喂滑块（12）操作平台，平台上搭设连续顶推千斤顶支架，连续顶推千斤顶（3-1）放置在支架上，千斤顶连接端顶在反力座（3-2）上；
S5.牵引拉杆：采用钢绞线（3-3）柔性拉杆，直径为φ15.24mm，强度等级为1860Mpa；钢绞线（3-3）穿过设于梁底的拉锚器，另一端穿过连续顶推千斤顶（3-1）的前、后夹持器；沿顶推牵引钢绞线束（3-3）布置中心线，钢箱梁底板上均匀布置固定装置，用于安、拆牵引钢绞线束（3-3），并提供支点，控制牵引钢绞线束的下垂度；
S6.拉锚器（3-4）：由钢板组焊而成，与钢箱梁底板通过高强度 螺栓进行连接，设置在钢箱梁端横隔板下方；
S7.上滑道（10）：横向对应于钢箱梁纵腹板下方设置三道滑道，其中两边纵腹板在钢箱梁斜底板上焊接上滑道（10），全桥通长布置，其线形与钢箱梁纵向线形一致；
S8.组装平台下滑道（4-4）、临时墩下滑道（5-4）和主塔横梁下滑道（6）为箱型结构，面板上铺2mm厚不锈钢板，不锈钢板表面粗糙度小于Ra5μm。滑道前后端一定范围内各有一段与滑道交角20度的斜面，以便于滑块（12）的喂进和吐出；
S9.限位装置（9）设计：限位装置（9）由连接钢板、导向轮及支撑后背组成，支撑后背由工钢组焊而成，焊接在临时墩纵向分配梁（5-3）或者组装平台纵梁（4-3）的外侧；导向轮通过螺栓与支撑后背固定，安装时滚轴边距离上滑道（10）腹板边2cm；
S10.上述临时结构设计完成后，安装组装平台钢管支架（4-1）、横桥向分配梁（4-2）、组装平台支架顶部纵梁（4-3）、组装平台下滑道（4-4）、钢箱梁组装操作平台（4-5）及限位装置（9）；
S11.安装临时墩钢管支架（5-1）、横桥向分配梁（5-2）、临时墩纵桥向分配梁（5-3）、临时墩下滑道（5-4）及限位装置（9）；
S12.安装主塔横梁下滑道（6）、连续顶推千斤顶（3-1）操作平台、喂滑块（12）操作平台，平台上搭设连续顶推千斤顶支架，连续顶推千斤顶（3-1）放置在支架上；
S13.分别将临时墩纵桥向分配梁（5-3）与主塔横梁下滑道（6）、5个临时墩纵桥向分配梁（5-3）与组装平台支架顶部纵梁（4-3）用 水平钢绞线束（8）串联起来，张拉钢绞线束（8）对5个临时墩进行整体稳固；
S14.钢导梁（7）在地面拼装，整体吊装至组装平台下滑道（4-4）上，再依次拼装第三到第十段钢箱梁，调整钢导梁（7）及钢箱梁之间标高、线形、对接口间隙，最后焊接环缝。穿连续顶推千斤顶（3-1）与拉锚器（3-4）间的钢绞线束（3-3），穿完后在后锚点处单根预紧，使钢绞线束（3-3）在顶推箱梁时受力均匀，达到同步顶推；
启动顶推泵站，由2台500t连续顶推千斤顶（3-1）缓缓施力，张拉钢绞线（3-3）使千斤顶（3-1）与反力座（3-2）顶紧密贴，钢箱梁向5#墩方向随之前进；
顶推过程中利用经纬仪观测轴线，如有偏位，用横向限位装置（9）及时纠偏；利用全站仪观测临时墩钢管支架（5-1）顶部水平位移，如超过设计值立即停止顶推，通过竖向千斤顶（11）将钢箱梁顶起后，使临时墩（5）恢复到原位置，再继续向前顶推；观测连续顶推千斤顶(3-1)油压表读数，与按摩擦系数0.1计算的顶推力反算出来的油压表设定值进行比较，若超过设定值则应停止顶推，查明原因，解决后再进行顶推；
S15.重复步骤S14，分五个轮次完成剩余梁段的拼装和顶推；
当第五节段钢箱梁到主塔横梁（2）上方时拆除拉锚器（3-4），倒换钢绞线（3-3），并将拉锚器（3-4）安装至第二十四节段上；当向5#墩方向顶推第三至第四十节段梁约4m距离时拆除钢导梁（7）的第一节段，继续顶推12m距离时拆除钢导梁（7）的第二节段，向 前继续顶推钢箱梁至指定位置；
S16.钢箱梁顶推到位后，继续在组装平台下滑道（4-4）上拼装第四十一至四十六节段梁，搭设临时支架，吊装第四十七节段梁；将5个临时墩及主塔横梁下滑道（6）处安放起落梁千斤顶（11），准备好抽换钢板，各墩从头到尾一次降落10-20mm，完成全桥落梁；
落梁完成后安装合龙段梁，测量合龙口距离，必要时配切该梁段，焊接梁段环缝。
3.根据权利要求2所述的自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，其特征在于：所述步骤S1中，组装平台下滑道（4-4）顶面线形与钢箱梁纵向线形相同，按圆曲线布置。
4.根据权利要求2所述的自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，其特征在于：所述步骤S2中，为便于落梁千斤顶（11）落梁，临时墩纵向分配梁（5-3）采用变截面箱型结构，中间截面高、两边截面低，且小截面处加密设置横隔板。
5.根据权利要求2所述的自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，其特征在于：所述步骤S3中，钢导梁（7）前端采用阶梯状结构，工形腹板两侧对称焊接加筋板。
6.根据权利要求2所述的自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，其特征在于：所述步骤S4中，反力座（3-2）设置在主塔混凝土横梁（2）顶部，采用钢筋混凝土结构，连续顶推千斤顶（3-1）布置在主塔混凝土横梁外侧，千斤顶连接端钢板一半顶在反力座（3-2）上，一半顶在主塔混凝土横梁（2）上。
7.根据权利要求2所述的自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，其特征在于：所述步骤S7中，钢箱梁两边纵腹板处在斜底板上焊接上滑道（10），其线形与钢箱梁纵向线形相同；上滑道（10）采用的是工形结构，其腹板两侧焊接加劲板。
8.根据权利要求2所述的自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，其特征在于：所述步骤S9中，限位装置（9）由反力牛腿和滚轮组成，反力牛腿焊接在临时墩分配梁（5-3）或者组装平台纵梁（4-3）的外侧，滚轮采用四氟乙烯滚轮，安装时滚轴边距离上滑道（10）腹板边2cm，可以调节导向轮后螺栓之间的距离来调整导向轮与上滑道（10）腹板之间间隙。
9.根据权利要求2所述的自锚式悬索桥钢箱梁单向单点三滑道同步顶推施工方法，其特征在于：所述步骤S16中，采用将梁顶起，交替抽换钢板的方法将落梁到位，横桥向同时落梁。
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