顶推施工

第九章顶推法和逐孔施工法顶推法：沿桥轴后方，在台后设置预制场，分段预制梁段并利用纵向预应力筋将各段梁体连成整体，然后通过水平液压千斤顶施力，借助不锈钢板与聚四氟乙烯板组成的滑动装置，将梁段向对岸推进。分段预制，分段顶推，全部顶推就位后，落梁、更换正式支座，完成施工。逐孔施工法（移动模架施工法）：从桥梁的一端开始，采用一套施工设备或一、二孔施工支架逐孔施工，周期循环，直至全桥浇注完毕。适用范围：中等跨径、等截面的直线或曲线桥梁。9—1顶推施工法顶推施工法源于——钢桥拖拉架设法以千斤顶代替——卷扬机和滑车组——改善启动时的冲动以滑板、滑道代替——滚筒——避免线接触，保证薄壁箱式结构的屈折安全一、施工概况•机具设备简便，无需大型起吊设备•节省施工用地，工厂化制作，能保证构件质量•模板可周转•不影响通航•节约劳力，施工安全•适应于连续梁，结合梁（桥面板），简支梁，拱桥（桥面纵梁，斜拉桥（主梁）等结构•不适应多跨变高梁，曲率变化的曲线桥和竖向曲率大的桥梁•受顶推悬臂弯矩的限制，顶推跨径大于70~80米不经济•顶推过程中的反复应力，使梁高取值大，临时束多，张拉工序繁琐•随着桥长的增大，施工进度较慢顶推施工法的特点顶推施工法的施工工序预制：在桥轴线端部设预制厂制梁顶推：待砼达到强度后，张束，向前顶推支座安装：梁就位后，整体顶梁，安装正式支座张拉后期预应力筋更换支座桥面工程放松部分预应力筋，拆除辅助设施桥面横向联系管道压浆顶推预制节段预制场准备工作制作底座预制节段张拉预应力筋顶推就位安装顶推设备模板工作、钢筋和混凝土准备管道压浆预制场地预制场地是预制梁体和顶推过渡的场地，包括主梁节段的浇筑平台和模板、钢筋和钢索的加工场地，混凝土搅拌站以及砂、石、水泥的堆放和运输路线用地预制场地长度预制场地的长度需要有预制节段长的三倍以上，涉及因素有：•主梁节段分段长•每节段为全断面或分次浇筑•拼装导梁的场地•第一跨顶出时，梁体的倾覆稳定安全预制梁段的技术要求•底板平整度，要有一定的刚度和硬度•严格控制钢筋、预应力筋孔道、预埋件的位置•严格控制混凝土的浇筑质量•尽可能采用机械化装拆模板二、顶推施工梁的内力分析、力筋布置、施工验算（一）顶推施工梁内力变化连续梁运营状态下支点截面出现最大负弯短峰值，跨中附近出现最大正弯短但在施工过程中，梁控制截面位置不断变化，每一个截面内力在不断变化，正负弯短交叉出现。一般第一孔出现较大正负弯短峰值，之后各孔正负弯短值较稳定，顶推末尾几孔弯短值较小。（二）力筋布置类型（1）兼顾营运与施工所需力筋；（2）满足施工需要配置力筋；（3）顶推完成，满足营运要求增加力筋。（1）、（2）类筋称前期力筋：要求构造简单，便于施工。采用直线型布筋，使梁体接近轴心受压，控制顶推过程中截面上下缘不出现拉应力或不超过抗弯强度要求。（3）后期力筋可采用直索与弯索，锚固在箱梁的齿板上。布筋和张拉施工要求：（1）在同一截面上，布筋对称、均匀，不要过于集中；（2）弯筋尽量避免平弯，应锚固在横梁后面的竖向齿板上；（3）纵向力筋在同一截面不能断筋过多，以防应力集中；也不能过于分散，增加齿板数量；（4）为能重复利用临时钢索材料，后期力筋可设计采用比临时钢索短力筋；（5）为加强箱梁与导梁叠合部位连接，抵抗悬臂状态应力，在导梁附近的箱梁增设一定数量力筋；（6）力筋张拉顺序：先临时索后永久索；先长索后短索；先直索后弯索，上下交替，左右对称进行；（7）根据受力需要，可设置三向预应力筋。（三）施工验算的内容1、各截面的施工内力计算和强度验算将每跨梁体分为10~15等份，计算各截面在不同施工状态产生的内力并验算截面强度。验算荷载：梁体自重、施工机具重力、预加力、顶推力、地震力；其他影响因素（梁底不平、临时墩弹性压缩）2、顶推过程中的稳定计算（1）倾覆稳定计算：最不利状态发生在顶推初期，导梁或箱梁尚未进入前方桥墩，呈最大悬臂状态。抗倾覆稳定系数大于1.2（2）滑动稳定：顶推初期，由于顶推滑动装置摩擦系数很小，抗滑能力很弱，当受到较大的水平力时，可能滑动失稳。滑动稳定系数大于1.23、钢索引伸量的计算“双控”—应力控制为主，伸长值校合4、施工中临时结构的设计与计算对前端钢导梁、临时墩、临时拉索等进行设计和内力计算。5、确定顶推设备、计算顶推力顶推力P=W（μ±i）K1μ=0.05；K1=1.2千斤顶顶推能力PT=K2P/nK2=1.2~1.256、顶推过程中，桥墩台的施工验算H=Wtg(θ±φ）7、顶推施工时，梁的挠度计算三、顶推方法的分类单点顶推：一对顶推装置集中在桥台上或某一桥墩，其它墩台仅设滑道。顶推力要求大。多点顶推：在每个桥墩、台（不包括临时墩）上都设有一对顶推装置。要求千斤顶同步运行。水平——竖直千斤顶法：由水平千斤顶和竖向千斤顶交互使用而产生顶推力拉杆千斤顶法——由固定在墩台上的水平张拉千斤顶，通过张拉锚碇在主梁上的拉杆而使梁体前移顶推的工作原理水平——竖直千斤顶法顶梁—推移—落竖顶—收水平顶拉杆千斤顶法拉杆穿入千斤顶柱塞和锚碇架内，并用夹片夹住，启动千斤顶移梁使用与永久支座合一的滑动支承临时滑动支承顶推施工中横向导向位置：在预制梁段刚离开预制场的部位；在顶推施工最前端的桥墩上减少顶推施工时内力的措施•主梁前端设导梁•跨中设临时墩，缩小顶推跨径（至40~60米）•桥墩顺桥向设临时撑架，缩小顶推跨径•主梁前端设临时塔架，以斜缆索系于梁上锚固•当中孔跨径较大，又无法设临时墩，则变单向顶推为双向顶推导梁长度一般为顶推跨径的0.6~0.7倍。导梁长，可减少主梁悬臂负弯矩，但过长则会导致导梁与箱梁接头处负弯矩和支反力的相应增加。导梁过短，则增加主梁的施工负弯矩。合理的导梁长度应使主梁最大悬臂负弯矩和营运阶段的支点负弯矩基本相近设计错误导致顶推梁桥倒塌全桥长360m，桥面宽10.5m，等截面梁高2.5m施工方法：前5孔采用常规的钢导梁法（跨径48m）；第6孔采用塔架法事故：当主梁前端进入最后一孔时，塔架进入主孔7m时，主梁下方因承受剪力过大，引起倒塌。分析认为，如果在主孔通过后，立即撤除临时缆索塔架，倒塌就不会发生；塔架使梁体承受的剪力增加一倍。包头黄河公路大桥全长810m，主孔为三联4×65m的预应力混凝土等高度连续梁，桥面宽12m，主梁为单箱单室梯形箱梁，混凝土标号为C50和C40两种，预应力体系为24Φ5高强钢丝辅以F氏锚和镦头锚。•每联箱梁共分17个节段预制，除首尾两个节段各长8.125m外，其余15个中间节段均为16.25m。当第一节段底板预制时，同时将导梁下弦在平台滑道上拼好，以求导梁下弦与箱梁底标高相等且平顺；每一节段混凝土分二次浇筑。•采用多点拉杆式顶推装置进行逐段预制、逐段顶推的方法。每次顶推的有效行程约50～55cm。每次周期顶推的距离等于16.25m，约需4～6小时。•为减少顶推过程中主梁的受力，在梁体前端设有导梁，跨中设有临时墩。•由于全桥共为三联预应力混凝土连续梁，每联之间在施工中无连接。为此，全联预应力混凝土梁预制完毕后，需装上尾导梁，作长距离的全联顶推至预定的孔跨。•全联顶推到位后，拆除首尾导梁，即按设计步骤张拉后期束，先期临时束拆除，各临时墩支点卸载。•后期束张拉完毕后，根据设计允许相邻墩高差1cm的条件，分墩顶起箱梁拆除滑道，安装支座。广州市广北立交桥变截面连续箱梁桥面宽：27m跨径组合：60+100+60施工方法：变截面箱梁顶推和中孔吊装架设