【动画】桥梁顶推法施工介绍


顶推法是指当结构物要在既有线的路堤下方通过时,为了不扰动既有线,可以在路堤一侧将结构物分段建成,再用千斤顶顶推,使之穿过路堤的方法。

简述

自1959年德围的莱昂哈特(Leonhardt)和鲍尔教授在奥地利的阿格尔桥首次使用顶推法以来,世界各国采用顶推法施工的大桥超过200座。

顶推法施工是在沿桥轴线方向的桥台后设置预制场,设置钢导梁和临时墩、滑道、水平千斤顶施力装置的。具体而言,分节段预制混凝土梁段,用纵向预应力筋连成整体,将粱逐段顶出去(拖出去),再在窄出的制梁台座上继续下一梁段浇注,这样反复循环施工的方法即顶推法施工。顶推法施工是钢桥拖拉法架没原理的应用,所不同的是两者滑动和施力装置不同。

顶推法的特点是:不需要支架和大型机械,工程质量容易控制,占用场地少,不受季节影响。但仅适用于等高度的直线桥或等半径的曲线桥,顶推梁造价比同等跨径简支梁和现浇变截面连续梁造价高。

顶推法施工不仅用于连续梁桥(包括钢桥),同时也可用于其他桥型:如简支梁桥,也可先连续顶推施工,就位后解除梁跨间的连续;拱桥的拱上纵梁,可在立柱间顶推施工;斜拉桥的主梁采用顶推法等。

方式

顶推施工前,应根据主梁长度、设计顶推跨度、桥墩能承受的水平推力、顶推没备和滑动装置等条件,选择适宜的顶推方式。

(1)单点顶推:限用于直线桥、顶推梁段长度较短、桥墩可承受较大水平荷载、后座能提供足够的水平反力时,多数在箱梁两侧安设顶推千斤顶或拉杆牛腿。顶推的装置集中在主梁预制场附近的桥台或桥墩上,前方墩各支点上设置滑动支承。顶推时,滑块在不锈钢板上滑动,并在前方滑出,通过在滑道后方不断喂入滑块,带动梁身前进。它的施工程序为顶梁→推移→落下竖直千斤顶→收回水平千斤顶的活塞杆。

(2)多点顾推:存每个墩台上设置一对小吨位(400~800 kN)的水平千斤顶,将集中的顶推力分散列各墩上。由于利用水平千斤顶传给墩台的反力来平衡梁体滑移时在桥墩上产生的摩阻力,从而使桥墩在顶推过程中承受较小的水平力,所以可以在柔性墩上采用多点顶推施工。同时,多点顶推所需的顶推设备吨位小,容易获得。

顶推设备

(1)滑道

如何减小摩阻力是顶推施工的关键技术问题。施工中通过在梁底、墩顶设置滑道的办法来解决。滑道用聚四氟乙烯板和镍钢(不锈钢)板组成,滑移面的摩擦系数很小,约为0.02~0.04;顶推时,组合的聚四氟乙烯滑块在不锈钢板上滑动,并在前方滑出,通过在滑道后方不断喂入滑块,带动梁身前进。

滑道常用临时支承,由光滑的不锈钢板与组合的聚四氟乙烯滑块组成,其中的滑块由四氟板与具有加劲钢板的橡胶块构成。临时支承搁置在混凝土临时垫块上,待主梁就位后拆除,再更换正式支座。

(2)千斤顶与油泵。

顶推装置集中在主梁预制场附近的桥台或桥墩上,前方各支点上设置滑动支承。顶推装置分为两种:一种是由水平千斤顶通过箱梁两侧的牵动钢杆给预制梁一个顶推力;另一种是由水平千斤顶与竖直千斤顶配合使用,顶推预制梁前进,在顶推设备方面,国内一般较多采用拉杆式顶推方案,每个墩位上,设置一对液压穿心式水平千斤顶,每侧的}市杆使用一根或两根φ25 mm高强螺纹钢筋,杆的前端通过锥楔块同定在水平顶活塞杆的头部,另一端使用特制的拉锚器、锵定板等连接器与箱梁连接,水平千斤顶同定在墩身特制的台座上,同时在梁位下设置滑板和滑块。当水平千斤顶施顶时,带动箱梁在滑道上向前滑动。 

特点

(1)施工中无需支架和大型机械设备,施工平稳,安全可靠,可减少高空作业,顶推速度可达2 m/h以上;

(2)梁段预制和墩台施工可平行作业,在全线铺架前完成架梁任务,可缩短全线铺架工期,提前交付运营,尽早发挥投资效益;

(3)施工中不影响桥下通航和交通,不受桥下地形和水流的干扰;

(4)模板周转次数很高;

(5)不需要复杂技术和机具设备,工具便于筹备,一般的施工单位均可组织施工。

实用范围

(1)适合于跨越深谷、河流、公路、铁路等情况下,跨度为40~80 m的等高度预应力混凝土连续箱梁施工,桥梁孔跨数量一般不少于4跨,总长度一般在300 m左右,如果采用双向顶推,最长可达1000多米;

(2)适用于场地狭窄、工期紧又缺少大型专用架桥机设备以及桥址交通不便,大型机械难以运进的桥梁;

(3)适用于既有铁路钢梁更换而不再采用钢结构的桥梁。 

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