CN216892057U - 一种大跨度钢混混合梁桥钢箱梁段浮托顶推施工系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大跨度钢混混合梁桥钢箱梁段浮托顶推施工系统，包括两滑移轨道、顶推装置以及浮船支撑装置，两滑移轨道平行设于钢混结合段上，滑移轨道包括钢轨卡槽以及安装在钢轨卡槽上的钢轨，钢轨上安装有钢垫板，顶推装置安装在钢垫板上，顶推装置和浮船支撑装置均可支撑于钢箱梁节段且顶推装置可驱动钢箱梁节段移动。本实用新型的优点是：结构简单设计合理，施工方便且投入成本相对较低；对于大跨桥梁的架设可以保证其稳定性，避免河内桥墩的施工，缩短施工封航时间，减少对航运的干扰；滑移轨道与液压千斤顶结合，能有效地限制顶推过程中的偏移；钢箱梁与浮船支撑装置的拼装互不干扰，可平行作业，能有效缩短施工工期。

Description

一种大跨度钢混混合梁桥钢箱梁段浮托顶推施工系统

技术领域

本实用新型涉及桥梁顶推施工的技术领域，尤其是一种大跨度钢混混合梁桥钢箱梁段浮托顶推施工系统。

背景技术

随着社会经济和时代科技的快速发展，桥梁的施工技术也随之发展，对于跨河和跨海的桥梁工程项目，也有相应的一系列施工方法。对大部分跨河梁桥来说，运用较多的方法大致分为浮托法、顶推法以及悬臂浇筑这三种。但是三种方法都各有其不足之处，浮托法占用通航河道时间较长，顶推法易受到悬臂推进的限制，而悬臂浇筑法施工周期长且施工过程较为繁琐。

因此，需要一种可以解决上述问题的系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种大跨度钢混混合梁桥钢箱梁段浮托顶推施工系统，通过顶推装置和浮船支撑装置支撑钢箱梁节段，顶推装置驱动钢箱梁节段前移，同时浮船支撑装置也向前移动，实现了桥梁的快速顶推施工。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种大跨度钢混混合梁桥钢箱梁段浮托顶推施工系统，其特征在于：包括两滑移轨道、顶推装置以及浮船支撑装置，两所述滑移轨道平行设于钢混结合段上，所述滑移轨道包括钢轨卡槽以及安装在所述钢轨卡槽上的钢轨，所述钢轨上安装有钢垫板，所述顶推装置安装在所述钢垫板上，所述顶推装置和所述浮船支撑装置均可支撑于钢箱梁节段且所述顶推装置可驱动所述钢箱梁节段移动。

所述滑移轨道通过其底部的转正块水平设置在所述钢混结合段上。

所述顶推装置包括载重滚动小车、沉降间隙补充油缸、顶推油缸、液压夹轨器以及导向滚轮，所述载重滚动小车设置在所述钢垫板上，所述沉降间隙补充油缸安装在所述载重滚动小车顶部，所述顶推油缸两端分别同所述载重滚动小车和所述液压夹轨器连接，所述导向滚轮分别设于所述载重滚动小车前后端的左右两侧。

所述浮船支撑装置包括从下至上依次设置的浮船、临时支架、分配梁以及支撑装置，所述临时支架由若干贝雷梁组成，所述贝雷梁间通过桁架螺栓固定，所述支撑装置包括支撑千斤顶和侧向限位装置，所述支撑千斤顶间通过所述侧向限位装置连接。

所述钢箱梁节段两端均分别设有导梁且所述导梁底部安装有若干支撑钢管，所述支撑钢管安装在滚轮台车上且所述滚轮台车顶部设有油缸。

本实用新型的优点是：

1、结构简单设计合理，施工方便且投入成本相对较低；

2、采用浮托顶推方法施工，对于大跨桥梁的架设可以保证其稳定性，避免了河内桥墩的施工，缩短了施工封航时间，减少了对航运的干扰；

3、采用了独特设计的滑移轨道与液压千斤顶结合，能有效地限制顶推过程中的偏移；

4、钢箱梁与浮船支撑装置的拼装互不干扰，可以平行作业，能有效缩短施工工期。

附图说明

图1为本实用新型系统施工步骤流程图；

图2为本实用新型顶推装置结构示意图；

图3为本实用新型滑移轨道结构示意图；

图4为本实用新型浮船支撑装置结构示意图；

图5为本实用新型落梁过程示意图；

图6为本实用新型支撑装置结构示意图；

图7为本实用新型滚轮台车结构示意图；

图8为本实用新型系统施工示意图（一）；

图9为本实用新型系统施工示意图（二）；

图10为本实用新型系统施工示意图（三）；

图11为本实用新型系统施工示意图（四）；

图12为本实用新型系统施工示意图（五）

图13为本实用新型系统施工示意图（六）。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-13所示，图中标记分别表示为: 钢箱梁节段1、钢混结合段2、浮船支撑装置3、临时支架4、导梁5、顶推装置6、液压夹轨器7、沉降间隙补充油缸8、滑移轨道9、钢轨10、钢轨卡槽11、浮船12、高铁13、贝雷梁14、支撑钢管15、落梁千斤顶16、转正块17、分配梁18、载重滚动小车19、导向滚轮20、支撑千斤顶21、侧向限位装置22、滚轮台车23、滚轴履带24、油缸25、顶推油缸26、安装点A、安装点B。

实施例：如图1-13所示，本实施例涉及一种大跨度钢混混合梁桥钢箱梁段浮托顶推施工系统，其主要包括两组滑移轨道9、顶推装置6以及浮船支撑装置3，两组滑移轨道9平行设于钢混结合段2上，顶推装置6安装在滑移轨道9上，浮船支撑装置3设于河内，利用顶推装置6和浮船支撑装置3支撑钢箱梁节段1，顶推装置6驱动钢箱梁节段1前移，同时浮船支撑装置3也向前移动，实现了桥梁的快速顶推施工。

如图3所示，由于主桥混凝土梁面有3%横坡，且钢箱梁节段1较高，为保证顶推过程的稳定性，在两组滑移轨道9下设置转正块17（下滑道），使钢箱梁节段1底面保持水平，单个转正块17宽1.5m，采用C30砼现浇。滑移轨道9包括钢轨卡槽11和钢轨10，钢轨卡槽11安装在转正块17上，钢轨10设置在钢轨卡槽11中，并且钢轨10上安装有钢垫板，钢垫板用于放置顶推装置6，滑移轨道9和钢垫板组成了上滑道。本实施例中，钢轨10数量为三根，其型号选用P50。

如图2所示，顶推装置6包括载重滚动小车19、沉降间隙补充油缸8、顶推油缸26、液压夹轨器7、导向滚轮20、顶推液压泵站和夹轨器泵站，载重滚动小车19设置在钢垫板上且载重滚动小车19底部为滚轴履带结构，其滚动摩阻力小，摩阻系数可取0.05～0.10，所需用的顶推力较小，沉降间隙补充油缸8安装在载重滚动小车19顶部，沉降间隙补充油缸8用于支撑钢箱梁节段1，且在平移过程中出现高差沉降时调整钢梁支撑点的水平高度。顶推油缸26两端分别同载重滚动小车19和液压夹轨器7连接，当液压夹轨器7夹住钢轨10时，顶推千斤顶8可驱动载重滚动小车19前移，以推动钢箱梁节段1前移。导向滚轮20分别设于载重滚动小车19滚轴履带结构前后端的左右两侧，导向滚轮20靠近钢轨10侧部设置，以此来控制载重滚动小车方向，当钢箱梁节段1横向偏移较大时，导向滚轮20与钢轨10间挤紧，阻力较大，顶推时发出异响或后端顶推力明显增大，此时需立即停止顶推，通过调整后端顶推油缸26的位置或者缆索进行纠偏。顶推液压泵站和夹轨器泵站设置于钢箱梁节段1梁面处，顶推液压泵站同顶推油缸26连接，夹轨器泵站同液压夹轨器7连接。

如图4和图6所示，浮船支撑装置3包括浮船12、临时支架4、分配梁18以及支撑装置，本实施例中，由于临时支架4较高，采用两艘1200t浮船12拼接（1200t驳船规格：总长55.0m×船宽10.8m×型深3.3m），在浮船12舱底铺设钢板加固，临时支架4由多组贝雷梁14（连接贝雷梁和支撑贝雷梁）组成，并通过桁架螺栓将连接贝雷梁和支撑贝雷梁连接，完成支撑梁的整体安装。在临时支架4上共设置3道分配梁18，每道分配梁18上在钢箱梁腹板位置设置支撑装置，支撑装置包括支撑千斤顶21和侧向限位装置22，支撑千斤顶21间通过侧向限位装置22连接加固，支撑千斤顶21用于支撑钢箱梁节段1，本实施例中，支撑千斤顶21行程为1.2m，在浮船支撑装置3开始顶撑钢箱梁节段1时将行程调至最大，随钢箱梁节段1不断前移时逐渐回缩，使钢箱梁节段1始终保持梁面纵坡。

如图5和图7所示，钢箱梁节段1两端均分别设有导梁5，并且导梁5底部安装有四组支撑钢管15，每组支撑钢管15包括2个支撑钢管15，支撑钢管15底部设有滚轮台车23，滚轮台车23底部设有滚轴履带24，其顶部设有油缸25，用于支撑支撑钢管15。

如图1-13所示，本实施例还包括一种施工方法，该施工方法可应用于高架主线桥（全线高架）。其由东侧引桥、主桥和西侧引桥组成，主桥下穿杭宁高铁及上跨京杭运河，东侧引桥上跨杭宁高速。主桥采用桥面分幅形式，桥面宽2×13.5m，引桥采用整幅桥形式，标准断面桥面全宽26.5m。主桥采用（40+80+180+80+40）m钢混混合连续梁，主跨180m，其中跨中88m（不含两端2.5m的格构室）范围采用钢箱梁，其余均采用预应力混凝土箱梁。跨中及边跨梁高为4.1m，中支点处梁高为9.1m，梁底按照1.8次抛物线进行变化。钢箱梁分左右两幅，材质为Q345qD，左右幅桥钢箱梁1重量为1898.6t。采用两侧带挑臂的等高度单箱单室结构，平面位于圆曲线上，外侧箱梁中心线圆曲线半径R877.25米，内侧箱梁中心线圆曲线半径R862.75米；钢箱梁主要由顶板、底板、腹板、横隔板、横肋及各自的加劲肋组成，外型几何尺寸与砼箱梁保持一致，桥面设3%单向横坡，横坡指向曲线内侧，箱梁中心线处梁高4.1米。单幅钢箱梁部分分为3个节段，分别为钢混结合段GL1和GL1'梁段，长5300mm，重70t。左幅跨中合拢段长83133mm，右幅长81667mm。箱体及节段间连接全部采用焊接。该施工方法具体如下：

1、滑移轨道9和钢箱梁节段1的拼装

根据钢箱梁节段1受力分布,将滑移轨道9设置在钢混结合段2上。在钢箱梁节段1两侧腹板下各布置1组滑移轨道9，并在滑移轨道9底部安装转正块17，使滑移轨道9保持水平，进而使钢箱梁节段1底面保持水平，保证了顶推过程的稳定性。将钢箱梁零件单元在工厂加工好后运输至施工现场，并在滑移轨道6上进行钢箱梁节段1的拼装。

2、京杭运河常水位距离顶推时钢箱梁节段1底面约15m，因此临时支架4较高，为增大临时支架4稳定性，采用两艘1200t浮船拼接（1200t驳船规格：总长55.0m×船宽10.8m×型深3.3m），在浮船舱底铺设钢板加固，采用贝雷梁14搭设。支架按顶推过程中共同承受800t荷载进行设计,由分配梁18传导至贝雷梁14。共设置3道分配梁18，每道分配梁18上在钢箱梁腹板位置设置支撑装置。支撑装置由底座、支撑千斤顶21、侧向限位装置22组成，支撑千斤顶21行程为1.2m，在浮船支撑装置3开始顶撑钢箱梁节段1时将行程调至最大，随钢箱梁节段1不断前移时逐渐回缩，使钢箱梁节段1始终保持梁面纵坡。

3、顶推装置6的安装与调试

a）顶推装置6设计

合拢段钢梁最大重量为820吨，顶推工程中单侧最大支点反力约212吨。每组顶推装置6（载重滚动小车19）承载力按6000KN设计制作，共制作3组，其中两组设置在钢箱梁节段1尾部（第一顶推装置），另一组设置在距钢箱梁节段1前端26m处（第二顶推装置）。每组顶推装置6（载重滚动小车19）上面安装1个600吨沉降间隙补充油缸8，用于在平移过程中出现高差沉降时调整钢梁支撑点的水平高度。顶推力由两个100吨、行程为1000mm的顶推油缸26提供，一个行程约5min，每个行程前进75cm；推过程中钢箱梁节段1尾部的两组顶推装置6最大受力为450t，所需最大顶推力取：450*0.1=45t，两个100t顶推油缸26满足顶推力要求；

b）顶推装置6调试

钢箱梁节段1用四个双作用油缸顶升到可以入载重滚动小车19的高度后，将载重滚动小车19安装在设计位置后，双作用油缸回缩，钢箱梁节段1落在载重滚动小车19的沉降间隙补充油缸8上，移出双作用油缸。将2套顶推油缸26分别安装在载重滚动小车19和液压夹轨器7间；连接液压泵站与油缸间的液压油管；启动液压夹轨器泵站，按下夹紧按钮，液压夹轨器7上油缸活塞杆伸出，轨道夹紧；再启动启动顶推液压泵站电机，将手动换向阀手柄拨到顶推油缸26伸出位置，此时顶推油缸活塞杆伸出，推动载重滚动小车19上的钢箱梁节段1一起行走1000mm，放开手动换向阀手柄，手柄自复位中间位，此时为卸荷状态。按下液压夹轨器松开按钮，液压夹轨器7松开，再将手动换向阀手柄拨到油缸回缩位置，顶推油缸26的活塞杆回缩时带动液压夹轨器7一起回缩到位，放开手动换向阀手柄，手柄自复位到中间位，系统处于卸荷状态，再次按下液压夹轨器夹紧按钮；油缸一个行程缩缸结束，完成调试。

4、顶推钢箱梁节段1，其顶推过程如下：

a）将钢箱梁节段1慢慢逐步顶推至主跨悬臂端，此段长度约170m，在此过程中可模拟悬臂顶推工况，获得此时顶推最佳速度及纠偏方法等。为缩短封航时间以及为浮船支撑装置3提供就位条件，将钢箱梁节段1往前顶推27m；

b）浮船支撑装置3在拼装水域提前压水，临时支架4顶端距离钢箱梁节段1悬臂支撑位置约20cm。开始封航，浮船支撑装置3移至钢箱梁节段1下部，使分配梁18对准节点，缓慢抽去船舱内压仓水，使临时支架4与梁底密贴，理论上并不受力，检查临时支架4稳定性和抗滑行，无误后再抽出舱内计算压水方量，托起钢箱梁节段1前端；

c）逐步向前顶推，当前部的导梁5距离高铁13约2m时，停止顶推。再次测定复核前部的导梁5顶距离高铁13梁底距离是否大于1m，并派专人进行防护，放慢顶推速度；

d）前部的导梁5通过高铁13梁底后，恢复正常速度顶进。当钢箱梁节段1距离对岸11.5m，拆除第二顶推装置，并在前悬臂端安装定位桩、牵引绳，辅助钢箱梁节段1前行就位。此时由两第一顶推装置与浮船支撑装置3共同受力，继续向前顶推8.5m；

e）当钢箱梁节段1距离对岸3m，拆除后部的导梁5下支撑钢管15对应轨道，在四组支撑钢管15下安装四组200t滚轮台车23，此时第一顶推装置上油顶卸载，撤出第一顶推装置上，由浮船支撑装置3和后端的滚轮台车23共同受力；

f）继续向前顶推3m，钢箱梁节段1初步顶推就位。拆除前部的导梁5下方轨道，安装4组支撑钢管15，并在四组支撑钢管15下安装四组滚轮台车23，此时由前、后部的导梁5辅助顶撑钢箱梁节段11，浮船支撑装置3压水撤出，解除封航，然后逐步落梁就位。

5、顶推纠偏措施

a）被动纠偏装置

在载重滚动小车19履带结构前后端左右两侧分别设置导向滚轮20，以此来控制载重滚动小车19方向。当钢箱横1向偏移较大时，导向滚轮20与钢轨10间挤紧，阻力较大，顶推时发出异响或后端顶推力明显增大，此时需立即停止顶推，通过调整后端顶推油缸26的位置或者缆索进行纠偏。

b）主动纠偏装置

顶推施工前在桥梁上游50m及下游50m两侧河岸上设置四个地锚，通过钢丝绳连接船舶方向控制缆（绞车），钢丝绳直径为60mm。钢箱梁浮托顶推过程中，借助岸上地锚，利用船舶自带方向控制缆辅助稳定浮船支撑装置3运行方向或纠正运行方向，一般情况下，船舶通过岸上设备顶推缓慢纵向移动，基本不需要调节浮船支撑装置3运行方向。

6、高位落梁

钢箱梁节段1顶推至设计位置后，在混凝土梁面无任何支撑点，因此需在合拢段钢箱梁顶面设置支撑钢管15和落梁千斤顶16用以辅助落梁，保证钢箱梁节段1进行精准就位。

因落梁支撑点在混凝土大悬臂端上，为减少悬臂端的受力，在单侧导梁5上设置四组支撑钢管15（两个支撑钢管15为一组），保证落梁时节段共同受力，其方法如下：

a）在安装点A架设一个支撑钢管15并在其上放置一个落梁千斤顶16，使落梁千斤顶16全部伸出直至与导梁5底部相接触，在安装点B架设另一个支撑钢管15使其高度与安装点A的落梁千斤顶16顶部相差10cm（安装点A、B对应的导梁5位置上须做加强处理）；

b）缓慢使落梁千斤顶16下降直至下降10cm，此时安装点A处的落梁千斤顶16、安装点B处的支撑钢管15顶部相平齐；

c）将安装点A的千斤顶16继续下降2cm；

d）在安装点A重新装上落梁千斤顶16，并使落梁千斤顶16全部伸出，将安装点B处的支撑钢管15移除10cm，然后重复此循环直至将钢箱梁节段1下降至支座上。

虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

Claims (5)

1.一种大跨度钢混混合梁桥钢箱梁段浮托顶推施工系统，其特征在于：包括两滑移轨道、顶推装置以及浮船支撑装置，两所述滑移轨道平行设于钢混结合段上，所述滑移轨道包括钢轨卡槽以及安装在所述钢轨卡槽上的钢轨，所述钢轨上安装有钢垫板，所述顶推装置安装在所述钢垫板上，所述顶推装置和所述浮船支撑装置均可支撑于钢箱梁节段且所述顶推装置可驱动所述钢箱梁节段移动。

2.如权利要求1所述的一种大跨度钢混混合梁桥钢箱梁段浮托顶推施工系统，其特征在于：所述滑移轨道通过其底部的转正块水平设置在所述钢混结合段上。

3.如权利要求1所述的一种大跨度钢混混合梁桥钢箱梁段浮托顶推施工系统，其特征在于：所述顶推装置包括载重滚动小车、沉降间隙补充油缸、顶推油缸、液压夹轨器以及导向滚轮，所述载重滚动小车设置在所述钢垫板上，所述沉降间隙补充油缸安装在所述载重滚动小车顶部，所述顶推油缸两端分别同所述载重滚动小车和所述液压夹轨器连接，所述导向滚轮分别设于所述载重滚动小车前后端的左右两侧。

4.如权利要求1所述的一种大跨度钢混混合梁桥钢箱梁段浮托顶推施工系统，其特征在于：所述浮船支撑装置包括从下至上依次设置的浮船、临时支架、分配梁以及支撑装置，所述临时支架由若干贝雷梁组成，所述贝雷梁间通过桁架螺栓固定，所述支撑装置包括支撑千斤顶和侧向限位装置，所述支撑千斤顶间通过所述侧向限位装置连接。

5.如权利要求1所述的一种大跨度钢混混合梁桥钢箱梁段浮托顶推施工系统，其特征在于：所述钢箱梁节段两端均分别设有导梁且所述导梁底部安装有若干支撑钢管，所述支撑钢管安装在滚轮台车上且所述滚轮台车顶部设有油缸。

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