CN114875809A - 一种变截面钢梁双向顶推施工机构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁施工技术领域，公开了一种变截面钢梁双向顶推施工机构及施工方法，包括：顶推平台，位于桥梁边跨；步履式千斤顶，有多个；桥钢梁，其自合龙口沿横桥向桥梁两端划分为若干个钢梁节段；调平托架，有多组，均安装于桥钢梁底部，每个调平托架仅与一个钢梁节段相连，调平托架和桥钢梁组合形成平直的长条柱状。本发明由于采用逐次拼接、逐次顶推的安装方式，即使在安装过程中出现偏差，也可以很快发现并及时修正。同时每次吊装的部件体积相较于现有技术中整体吊装的方法小很多，可以采用小吊机就能完成任务，同时较小的部件受风力等环境因素的影响较小，整个安装过程更为安全。并且因为单次顶推的距离较小，易于控制，安全风险低。

Description

一种变截面钢梁双向顶推施工机构及施工方法

技术领域

本申请涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种变截面钢梁双向顶推施工机构及施工方法。

背景技术

目前，随着经济和技术的快速发展，桥梁工程数量迅速增加，特别是城市桥梁发展尤其迅速，城市桥梁一般会跨越既有快速路，为减小对既有交通影响，因钢梁承载能力高，施工简便，工期较短，跨线桥梁多设计为钢梁结构，跨线钢梁施工一般首选顶推施工方法。一般情况下钢梁顶推施工设置有导梁且顶推梁体为等高度截面，通过搭设拼装平台利用大型吊机进行钢梁节段拼装，在临时墩和墩顶处设置步履式千斤顶，然后进行顶推施工直至顶推到位。目前顶推施工是利用导梁，在墩顶或临时墩处设置步履式千斤顶进行作业，梁底通常为平面结构。该施工方法存在明显不足，首先，需要安装导梁，施工难度和钢材耗量都比较大，成本比较高，另一方面，等高截面的钢梁结构中，真正承受载荷的仅有其中一部分结构，其余的结构只是为了方便安装，对于材料的浪费比较严重，同时整个等高截面的钢梁结构需要一次性吊装完成，需要控制的位点多，安装难度大，危险性高。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种变截面钢梁双向顶推施工机构及施工方法，可以简便、低难度的安装变截面钢梁，同时还能省去部分钢材，降低成本，并且安全性较高。

为达到以上目的，一方面，采取的技术方案是：

此处暂时不用填写

优选的此处暂时不用填写

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请的变截面钢梁双向顶推施工机构及施工方法，由于采用逐次拼接、逐次顶推的安装方式，即使在安装过程中出现偏差，也可以很快发现并及时修正。同时每次吊装的部件体积相较于现有技术中整体吊装的方法小很多，可以采用较小的吊机就能完成任务，降低成本，同时较小的部件受风力等环境因素的影响较小，整个安装过程更为安全。并且因为单次顶推的距离较小，顶推结构重量和长度可以减小，易于过程控制，施工安全风险降低。

另一方面，通过调平托架使得本申请可以使得桥钢梁在拼接过程中高度一致，方便准确对接以及运输，降低了施工难度，并且在桥钢梁部分伸出顶推支架后拆除，降低重量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请中一个实施例的主视图。

图2为图1所示实施例中A-A处的剖视示意图。

图3为图1所示实施例在施工前的结构示意图。

图4为图1所示实施例在吊装横梁节段时的结构示意图。

图5为图4所示实施例在吊装中跨节段时的结构示意图。

图6为图5所示实施例在进行第一次顶推后的结构示意图。

图7为图6所示实施例在合龙后的结构示意图。

图8为图7所示实施例在施工完成后的结构示意图。

图9为图6所示实施例中已拼接的部分桥钢梁的爆炸示意图。

附图标记：

1、顶推平台；11、安装基础；12、钢管桩；13、第一分配梁；14、贝雷梁；15、第二分配梁；2、步履式千斤顶；3、桥钢梁；31、钢梁节段；311、横梁节段；312、中跨节段；313、边跨节段；4、调平托架；5、桥墩；6、施工平台。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本申请提供一种变截面钢梁双向顶推施工机构的实施例，包括顶推平台1、步履式千斤顶2、桥钢梁3和调平托架4。

本实施例以及后续实施例主要应用于三跨式桥梁以及形状类似于三跨式结构的其他类型桥梁。三跨式桥梁的三跨中，位于两侧的称为边跨，位于中间的称为中跨，一般在中跨的中央进行合龙。

本实施例的顶推平台1有两组，分别安装于桥梁的两个边跨，在施工时进行安装，在施工完成后需要拆除。顶推平台1主要为桥梁桥面板合龙提供基础。

步履式千斤顶2位于顶推平台1的顶部以及桥墩5的墩顶，用于支撑桥钢梁3的前进，一般在顶推平台1靠近桥边缘的位置设置有一个，同时在桥墩5顶部设置有一个即可完成支撑，有一些实施例中边跨长度过长，容易导致桥钢梁3下弯，也会在顶推平台1的其他位置设置多个步履式千斤顶2，起到支撑作用，避桥钢梁3下弯。

桥钢梁3是桥梁的主体结构，一般建设完成的桥梁中，桥钢梁3架设在桥墩5上，然后在桥钢梁3的顶面铺设桥面板，形成桥梁。本实施例中，桥钢梁3沿预定的合龙口两侧向桥梁两端的方向由若干个钢梁节段31组合形成。具体的，在一般的实施例中，如图1、图6和图9所示，合龙口的位置在桥钢梁3的中间位置，此时可以沿合龙口向两侧对称划分为若干块，相邻的两块钢梁节段31之间可以互相连接成一个整体。在特殊的地形要求中，合龙口也可以不位于中跨的中间部分，可能偏向于其中一个边跨，使得合龙口两侧的桥钢梁3的形状不同，此时不需要沿合龙口对称划分，而是根据单次顶推的能力划分成若干个钢梁节段31。

调平托架4，其安装于钢梁节段31的底部，并且调平托架4和钢梁节段31的组合体为长条柱状，这个结合体搭接于步履式千斤顶2的顶部，同时也即调平托架4抵接与步履式千斤顶2。具体的，如图9所示，调平托架4的主要作用是与变截面的桥钢梁3组合形成一个等截面的组合体，方便在顶推平台1上运输和顶推，规避了以往顶推式施工只能应用于等截面的问题。例如，在图5所示的实施例中，钢梁节段31和调平托架4之间的组合，形成了一个长方体的组合体，组合体可以非常方便的桥梁上推进，而无需考虑截面变化的问题。有一些其他实施例也可以根据具体的形状要求组合形成圆柱体、正方体等其他等截面的形状。

将桥钢梁3划分为多个钢梁节段31后，基于调平托架4和桥钢梁3的组合体是一个等截面形状的形状要求，其中部分钢梁节段31的底部并没有安装调平托架4。

其中调平托架4和对应的钢梁节段31之间需要一定的紧密连接，防止在顶推过程中，调平托架4影响钢梁节段31，导致桥钢梁3的直线度受到破坏，而在钢梁节段31完全推出顶推平台1后，需要拆除调平托架4，以减少伸出端的重量。因此有一些实施例中采用焊接的方式将调平托架4和对应钢梁节段31连接，但是这种方法需要在拆除调平托架4的时候割除连接处，对钢梁节段31的结构会产生一定的影响。

因此在一些优选的实施例中，所述调平托架4和对应钢梁节段31之间采用连接件连接，这样无论是采用割除的方式还是采用器械拆除连接件，损伤都可以限制在连接件上，不会影响桥钢梁3本身的结构。

在一些实施例中，桥钢梁3从合龙口向两侧按相同长度均匀划分，这种方式比较方便于运输，但是没有有效的利用桥钢梁3本身的结构优势，增加了施工难度。因此在一些优选的实施例中，将钢梁节段31按照安装位置分为中跨节段312、横梁节段311和边跨节段313。

其中横梁节段311位于桥梁中跨两侧桥墩5的顶部，其横截面最大，基重最高，通常会以横梁节段311作为基准控制段，在横梁节段311两侧安装中跨节段312和边跨节段313，然后进行顶推，误差最小。

中跨节段312安装于桥梁中跨，因为中跨是悬空设置，划分的数量越少，薄弱点越少，越容易对准。而边跨存在顶推平台1，所以边跨节段313划分的数量可以比较多，用以降低运输的难度。

一些进一步的改进中，中跨节段312的数量设置为只有一对，也即从合龙口两侧到横梁节段311处的一端梁为中跨节段312。同时中跨节段312的底部设置有多个调平托架4。这样的改进中，一方面可以保证中跨位置的安装更为稳定。

在一些优选的实施例中，可以参见图2，所述顶推平台1包括安装基础11、钢管桩12、第一分配梁13、贝雷梁14和第二分配梁15。

其中安装基础11用于避免压坏地基，一般为混凝土浇筑的大块硬质凸块。

钢管桩12分为多组，每组的数量均超过一根，相邻的钢管桩12之间通过连接系连接。

而第二分配梁15用于承载桥钢梁3以及调平托架4的重量，有一些实施例为了方便桥梁钢的导向还设置了导轨。贝雷梁14是用于将第二分配梁15的重量均匀的散布在第一分配梁13上，而第一分配梁13是将载荷均匀分散在每个钢管桩12上。

其中一种优选的实施例中，所有钢管桩12在横桥向方向上对称设置，且靠近桥梁横桥向中心的位置的钢管桩12的数量多于靠近侧边的数量，使得更能靠近中心的位置承重能力更强。

一般情况下，拆卸调平托架4需要使用吊机将工作人员吊起到调平托架4附近进行工作，这占用了机械又有风吹等危险性。

因此在一些优选的实施例中还设置有施工平台6，安装于中跨两侧的桥墩5侧壁，具体的，两个施工平台6都位于中跨，并且距离调平托架4底部具有一定距离，一些更优选的实施例中，为了避免调平托架4意外落下伤人，施工平台6和调平托架4不位于同一竖直线上，而是施工平台6在调平托架4的侧面。

本申请还提供一种基于前述变截面钢梁双向顶推施工机构的施工方法的实施例，包括：

S1.将钢梁节段31和对应的调平托架4连接形成连接组件。

具体的，在工厂分段加工时，需要先进行拼合实验，确定每个连接组件的形状都在预设要求之内，在一些实施例中，每个钢梁节段31下面可能不止一个调平托架4，需要一次性全部安装完成。

S2.选择预设数量的连接组件，自合龙口至边跨的方向吊装至顶推平台1并依次连接，连接完成后架设在对应的步履式千斤顶2顶部。

具体的，安装数量要以能平衡为准，一般是当第一个调平托架4完全伸出时，未伸出的部分能平衡伸出部分的重量，避免已经伸出的部分失衡坠落。

S3.启动所有步履式千斤顶2，将两个顶推平台1上的部分桥钢梁3进行同步顶推，每顶推出一个调平托架4的距离后，就将被推出调平托架4拆除，同时在远离合龙口的一端吊装连接组件并连接相应的钢梁节段31，直至合龙口合龙。

具体的，一般而言，为了方便控制，是合龙口两侧同步进行顶推，每将一个调平托架4顶到中跨内使得调平托架4完全悬空以后，就将调平托架4拆下，同时安装新的连接组件，直到合龙口合龙，再将合龙口锁定，完成合龙。

一些变截面钢梁双向顶推施工机构的实施例中，将钢梁节段31按照最终的安装位置分为中跨节段312、边框节段和横梁节段311。在实施这一类实施例时，施工方法也对应有进一步的优化。

上述步骤S2还应当包括如下步骤：

S21.将两个横梁节段311分别吊装至对应侧的顶推平台1。

S21.将合龙口至对应横梁节段311的所有连接组件依次连接，连接完成后架设在对应的步履式千斤顶2顶部。

具体的，在施工过程中，先将横梁节段311吊装至一个稳定的位置，利用横梁节段311自身重量大，截面大的优势，形成一个稳固的基础，防止在连接过程中产生诸如晃动等各种不利因素。再进行拼装，使得拼接的钢桁梁形态更良好，误差更小。

还有一些优选的实施例中，还具备下述步骤：

S4.启动所有步履式千斤顶2，调整桥钢梁3至预设位置，并将合龙处锁定。

具体的，桥钢梁3安装完成后，其形状因为施工过程中的各种扰动，不一定处于最佳位置，例如桥钢梁3的线型因为拼接时候的误差会有轻微上下起伏等，在对桥钢梁3进行完全锁定前，还需要对其进行微调，使得形状要求符合标准。

S5.拆除位于顶推平台1和桥钢梁3之间的所有调平托架4。

S6.拆除顶推平台1。

以图1所示的变截面钢梁双向顶推施工机构的实施例为例对本方法进行说明：

S001.根据设计图纸将桥钢梁3进行划分为多个钢梁节段31，划分结果如图9所示，以其中一侧为例，包括五个中跨节段312、一个横梁节段311和多个边跨节段313，因为篇幅限制，其中部分边跨节段313并没有示出，在划分完成后，通知工厂生产每个钢梁节段31，并为其中部分钢梁节段31配置调平托架4，使得每个钢梁节段31和对应的调平托架4配合起来后都形成截面相同的连接组件，同时在工厂生产出来时，需要测试钢梁节段31和调平托架4之间配合程度是否能达到要求。在施工场地将钢梁节段31和对应的调平托架4通过螺栓固定形成连接组件。

S002.如图4所示，先将横梁节段311吊装到顶推平台1上，形成稳固基础，再将合龙口至横梁节段311的所有连接组件依次连接，形成一长条等截面的连接组件，结果如图5所示，并安置在步履式千斤顶2的顶部，其中连接组件之间仅连接相邻的钢梁节段31，而相邻的调平托架4之间不互相连接。

S003.如图6所示，同时启动步履式千斤顶2，向合龙口同步顶推。每顶推出一个调平托架4的距离，先行暂停，工作人员在施工平台6上将调平托架4和钢梁节段31之间的连接件全部拆除，进而拆除调平托架4。并且在另一端安装新的连接组件，并将钢梁节段31之间固定连接。依次顶推，直至合龙口合龙，完成所有钢梁节段31的安装，此时对合龙口进行临时锁定。

S004.启动所有步履式千斤顶2，调整整个桥钢梁3的形状和位置，消除施工过程中的误差和外界干扰，使得桥钢梁3符合设计要求，然后再将合龙口永久锁定。

S005.如图7所示，此时钢梁节段31已经形成一个完整的桥钢梁3，可以依靠自身进行承载，因此可以拆除桥钢梁3和顶推平台1之间的调平托架4。

S006.最后拆除顶推平台1，以及附带在顶推平台1上的步履式千斤顶2，完成施工后续步骤。

本申请不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种变截面钢梁双向顶推施工机构，用于三跨式桥梁，其特征在于，包括：

顶推平台(1)，有两组，位于桥梁边跨；

步履式千斤顶(2)，有多个，设置于每个桥墩(5)的墩顶以及每个顶推平台(1)的顶部，且每个顶推平台(1)顶部有至少一个步履式千斤顶(2)；

桥钢梁(3)，由若干个钢梁节段(31)沿纵桥向连接形成；

调平托架(4)，有多个，均安装于钢梁节段(31)底部，每个调平托架(4)仅与一个钢梁节段(31)相连，调平托架(4)和钢梁节段(31)组合形成等截面结构，所述调平托架(4)和钢梁节段(31)的组合搭接于步履式千斤顶(2)顶部。

2.根据权利要求1所述的一种变截面钢梁双向顶推施工机构，其特征在于：

所述调平托架(4)为桁架结构，且所述调平托架(4)和对应钢梁节段(31)之间采用连接件可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的一种变截面钢梁双向顶推施工机构，其特征在于，所述钢梁节段(31)包括：

安装于桥梁中跨两侧桥墩(5)顶的横梁节段(311)，数量有两个；

安装于桥梁中跨的中跨节段(312)，数量至少有一对；

安装于桥梁边跨以及桥梁两端桥墩(5)顶的边跨节段(313)，数量至少有一对；

所述调平托架(4)位于中跨节段(312)和边跨节段(313)的底部。

4.根据权利要求3所述的一种变截面钢梁双向顶推施工机构，其特征在于：所述中跨节段(312)的数量仅有一对，每个中跨节段(312)底部连接有多个调平托架(4)。

5.根据权利要求1所述的一种变截面钢梁双向顶推施工机构，其特征在于，所述顶推平台(1)包括：

安装基础(11)，数量至少有两个，其设置于地面；

钢管桩(12)，数量有多个，分别安装于安装基础(11)顶部，相邻的钢管桩(12)之间通过连接系连接；

第一分配梁(13)，其安装于所有钢管桩(12)的顶部；

贝雷梁(14)，其安装于第一分配梁(13)的顶部；

第二分配梁(15)，其安装于贝雷梁(14)的顶部，且部分所述步履式千斤顶(2)安装于第二分配梁(15)顶部。

6.根据权利要求5所述的一种变截面钢梁双向顶推施工机构，其特征在于，所述钢管桩(12)沿横桥向对称设置，且位于桥梁横桥向中心位置的钢管桩(12)的数量多于位于桥梁横桥向两端的钢管桩(12)。

7.根据权利要求1所述的一种变截面钢梁双向顶推施工机构，其特征在于，还包括：

用于拆卸调平托架(4)的施工平台(6)，有一对，安装于桥梁中跨两侧的桥墩(5)侧壁。

8.一种权利要求1所述的一种变截面钢梁双向顶推施工机构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将钢梁节段(31)和对应的调平托架(4)连接形成连接组件；

S2.选择预设数量的连接组件，自合龙口至边跨的方向吊装至顶推平台(1)并依次连接，连接完成后架设在对应的步履式千斤顶(2)顶部；

S3.启动所有步履式千斤顶(2)，将两个顶推平台(1)上的部分桥钢梁(3)进行同步顶推，每顶推出一个调平托架(4)的距离后，就将被推出调平托架(4)拆除，同时在远离合龙口的一端吊装连接组件并连接相应的钢梁节段(31)，直至合龙口合龙。

9.根据权利要求8所述的一种施工方法，其特征在于，所述钢梁节段(31)按照施工完成后的安装位置分为：

安装于桥梁跨中两侧桥墩(5)顶的横梁节段(311)，数量有两个；

安装于桥梁中跨的中跨节段(312)，数量至少有一对；

安装于桥梁边跨以及桥梁两端桥墩(5)顶的边跨节段(313)，数量至少有一对；

所述调平托架(4)位于中跨节段(312)和边跨节段(313)的底部；

所述步骤S2还包括如下步骤：

S21.将两个横梁节段(311)分别吊装至对应侧的顶推平台(1)；

S21.将合龙口至对应横梁节段(311)的所有连接组件依次连接，连接完成后架设在对应的步履式千斤顶(2)顶部。

10.根据权利要求8所述的一种施工方法，其特征在于，还包括下述步骤：

S4.启动所有步履式千斤顶(2)，调整桥钢梁(3)至预设位置，并将合龙处锁定；

S5.拆除位于顶推平台(1)和桥钢梁(3)之间的所有调平托架(4)；

S6.拆除顶推平台(1)。

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