悬臂20m跨铁路钢箱梁顶推工法(计算)

悬臂20m跨铁路钢箱梁顶推工法(计算)

悬臂20米跨铁路钢箱梁

顶推架设工法

一、前言

随着我国桥梁建设的发展，中等跨度箱梁的顶推架设法已成为桥梁建设的一个重要发展方向。我局承担的天津开发区泰达大街京山桥，由于主桥跨越京山铁路线,钢箱梁架设采用顶推法进行架设施工。顶推是将钢箱梁在桥跨的一侧沿桥纵轴线方向逐段拼装，梁下及墩顶布设滑道和滑移装置，用千斤顶顶推钢箱梁，沿纵向滑移至预定桥孔，然后拆除辅助设施构件，移正钢梁，降落就位。这是一种新的行之有效的钢箱梁架设方式。

二、工法特点

1、不需要大型机械设备，利用门式排架及其配套装置解决梁片的吊运、平移；利用简单提升设备及配套机具解决钢箱梁提升和拼装，经济合理。

2、采用普通工字钢与聚四氟乙烯滑块组成滑道，减小摩擦阻力，省力、省料，顶进速度快，平均达0.5m∕min。

3、顶推设备自动化程度高，循环周期短，施工进度快，梁体在顶推过程中运行平稳、安全可靠。

4、梁段运输与拼装架设平行作业，按流水作业安排工艺流程，既保证施工质量，又便于施工管理和合理安排机具人力。

5、操作简便，便于掌握，一般工人经过短时间培训即可达到熟练程

6、不受桥址地形条件及坡高的限制，不影响桥下交通。

三、适用范围

1、适应于公路、铁路中等跨度的等高度钢箱梁。

2、适应于有水桥、跨谷桥、跨线桥及城市立交桥。当要求施工不影响桥下通航和交通时，本工法更能显出其优越性。

3、适应于工期紧张、用现有架梁设备很难完成的桥梁架设。

四、工艺原理

利用钢箱梁的可拼装性，在桥一端的拼装平台将钢梁进行逐段拼装；在钢梁拼装完成后，利用设置在墩顶上的水平千斤顶及其自动牵引装置牵引顶推传力索，通过主控台的集中控制，将整体顶推到位，再起梁，拆除滑道，安装支座，落梁，调整支座反力，完成钢箱梁顶推施工。五、主要设备

1、主要机械设备。

主要机械设备表

2、主要材料

主要材料表

六、施工准备

1、平整场地，设置钢梁拼装平台，铺设龙门吊走行线，组装龙门吊。

2、架设门式排架和移梁装置，安装吊运设备。

3、设置拼梁平台，安装连续滑道和顶推设备。

4、设置临时支墩，搭设钢梁拼装平台，制作、吊装、连接支承梁就

5、在墩顶设置滑道、滑块、纠偏装置。

6、安装顶推设备：顶推设备油缸的同步事先调好，顶推油缸的一端

连接在钢梁下尾端的拉锚器下，另一端连在锚固器上，然后加注液压油，连接管路和接通电源，试运转正常后待用。

七、施工工艺

1、工艺流程

2、临时支墩、滑道支承梁

沿桥的纵向设置临时支墩，每个临时支墩采用4个υ600mm钢管组成，做为顶推滑道的支撑系统，临时支墩设置钢箱梁腹板下。临时支墩上设滑道支承梁，滑道支承梁采用双层贝雷梁。墩间空间布置碗扣式脚手架，上铺木板做施工平台。

为提高临时支墩的稳定性，防止临时支墩在箱梁顶推过程中产生较大的水平位移，将临时支墩与相邻的主桥墩进行撑拉连接，使水平方向加固。

计算：

⑴、临时支墩稳定性计算（4根Φ600钢管，壁厚14mm）

N=1450KN 则每根柱受力363KN

则Ix=[πD4（1-α2）]/64 α＝d/D=614/630

A=[πD2（1-α2）]/4

i=(Ix/A)1/2 = 219.93mm

取柱高为８米，L=8000ｍｍ

λ＝L/i＝36.4

查表得：ψ＝0.949

σ＝N/(ψ?A)= 363000/14791.329=24.6N/mm2 <[σ]=215 N/mm2

符合要求

4×Φ600临时墩基础（3.6m×3.6m×0.6m）计算：

4×Φ600墩自重：每个G1=4.9t

承台自重:G2=3.6m×3.6m×0.6m×2.5=19.4t

贝雷梁和滑道自重: G3=12.5 m×(1.1+0.6)=21.3t

钢梁重:G4=12.5×16/2=100t

总重量:G=G1+G2+G3+G4=4.9+19.4+21.3+100=145.6t

承台面积：S=3.6m×3.6m=12.96m2

所需地基承载力：

G/S=145.6t/12.96m2=11.2t/m2=112Kpa

取1.5倍安全系数，实际地基承载力应大于169 Kpa ⑵、贝雷梁受力计算：

贝雷梁受力按12.5米简支梁计算，均布荷载为：滑道自重6KN/m、贝雷梁自重11KN/m、滑块反力250KN。

731250.00 剪力图

: 最大弯矩为1988.3KN·ｍ<[M]=8228.6KN·ｍ

最大剪力为731.3KN<[Q]=843.9KN

均满足要求。

3、顶推滑道、滑块

滑道要求钢度大，能均匀传递反力，结构简单，拆装方便。截面形式

为箱形，采用16mm和20mm厚普通钢板焊接而成，宽度为90cm，高度为70cm,每节长度为12米，连接采用套筒栓接，顶面铺设2mm厚不锈钢板作为滑道（见滑道图）。在钢箱梁受力节点的位置，布置临时钢支撑（高度20cm --42cm不等），采用砂箱、千斤顶配合钢支撑调整每段钢箱梁的曲线线形，钢支撑下设四氟乙烯橡胶滑块，共设滑块44个（和钢支撑一一对应），通过滑块和滑道之间的滑动实现钢箱梁的顶推。滑道和滑块之间涂抹黄油，用来降低摩擦系数。滑道安装完成，吊装钢箱梁进行组拼。

滑道构造图

4、顶推设备的配置

顶推设备包括：水平千斤顶及其配套的牵引装置、千斤顶支墩、集中控制装置等。

⑴、顶推千斤顶数量的确定和布置

根据顶推重量及设计滑道各支点顶推静摩擦因数可计算出连续钢梁顶推所需要的顶推力，从而确定顶推千斤顶的规格和数量，并按水平布置的原则将各千斤顶布置在主桥墩上，安装在该墩墩顶的顶推后背上。本工法采用两台ZLD150

自动连续千斤顶及与其配套的自动

夹索式顶推牵引装置。

⑵、千斤顶后背

顶推千斤顶后背为钢结构，在主桥墩顶预埋钢板，并在钢板上焊接顶推牛腿形成的，顶推后背沿桥梁中心线对称布置。

千斤顶后背图