钢箱梁顶推施工工艺技术方案
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
工作流程示意
步骤说明
步骤一：
1、垫箱通过纵向顶推油缸滑至右端。
2、顶升千斤顶通过控制系统伸缸到设定的行程，将垫箱和钢箱梁顶起，离开垫梁一小段距离，控制在5cm左右。
步骤二：
1、通过控制系统同步控制顶推千斤顶伸缸，推动垫箱带动钢箱梁向前移动至设定好的活塞行程位置，钢箱梁前移。
步骤三：
1、当钢箱梁移动系统设定的位移量后，顶升千斤顶活塞缩缸回程，使钢箱梁落在垫梁上，进行力系转换。
钢梁G7节段顶推过程中，要适时拆除钢导梁。
5、钢梁就位后，采用起重设备吊装G8节段；进行小行程顶推，调整钢梁至设计位置并与G1节段焊接，拆除临时垫梁，支撑顶升油缸同步下降，使得主桥完全落到永久支座上面。
4
1
1、钢梁节段划分原则
针对该工程的现场情况、钢箱梁的结构特点、道路运输情况和制作厂的生产能力，钢箱梁节段按一下原则划分：
图1顶推设备效果图
2、结构尺寸
本工程主桥钢箱梁顶推施工采用640t级步履式顶推设备，其结构尺寸如下图所示。
图2顶推设备构造图
3、工作原理
步履式顶推设备利用“顶”、“推”、“降”、“缩”4个步骤交替进行，先将钢梁整体托起；再由顶推油缸向前推送一个行程；然后顶升油缸回油，将钢梁整体下降，临时搁置于垫梁上；最后顶推油缸缩缸到底，完成一个行程的顶推；继续实现下一个循环；通过顶推步骤的循环，最终将钢梁顶推到设计位置，其工作原理如下图所示。
2.2
本工程钢梁顶推施工的工艺流程见下图。
图4施工工艺流程图
3
科技三路主桥钢梁顶推施工三维示意图见下图。
图5顶推施工三维示意图
1、吊装场地及临时支撑基础的硬化处理，施打钢管桩基础安装顶推临时支墩及普通临时支墩，安装垫梁和步履式顶推装置。
2、将导梁拼装为21m长和12m长两组单元件，利用200t履带吊吊装导梁及钢箱梁，吊装顺序为从7#墩向9#墩侧进行吊装。吊装至G2节段后，开始箱梁主体的焊接，箱梁主体焊接完毕后，采用200t履带吊吊装箱梁的翼缘板。前2节段焊缝焊接完毕并检测合格后，开始箱梁的涂装。
钢箱梁顶推施工工艺技术
1
根据现场施工环境综合考虑，本工程跨外环线钢梁采用步履式多点同步连续顶推工艺施工。其原理是利用顶推设备实现箱梁的顺桥向、竖向、横桥向的移动，通过集中控制系统跟踪各顶推油缸的顶推力和行进位移，严格控制顶推施工的同步性。
1.1
步履式顶推设备的选型是由梁体重量、导梁重量、跨径、顶推支墩最大支反力以及现场环境等多项因素决定。以科技三路主桥为例：顶推钢梁总重975t（含导梁重量50t），顶推距离92.2m，其最大跨径为53m，共设置3组顶推支墩，在最不利工况下，单个顶推设备需承受的最大支反力为375t。根据以上要求，顶推设备设计如下：
1、结构组成
步履式顶推设备主要包括滑动面结构、上部垫箱结构、下部支撑结构、竖向顶升油缸、横向调整油缸和纵向顶推油缸等。
设备顶部为支撑垫箱，垫箱与下支撑架之间通过四氟滑板和不锈钢板进行滑动，纵向顶推力由安装在垫箱内的顶推移动油缸（设计顶升力70t，行程35cm）提供，竖向顶升力由安装在下支撑架底部的4台顶升油缸（单个设计顶升力160t，行程30cm）提供，横向水平调整由安装在下支撑架两侧的4台横向调整油缸（单个设计顶升力35t，行程5cm）完成。顶推设备如下图所示。
3、分控制器硬件组成
分控制器主要包括两个模块，泵站驱动模块和传感器采集模块。
4、控制策略
在实际工程中，由于顶推结构特点各不相同，施工工况复杂多变，必须采取合适的控制策略，通过计算机软件灵活的配置功能来实施。科技三路桥梁工程制定了“位移同步，载荷跟踪”的控制策略，以各个支墩顶升油缸的支撑力为依据，以顶推油缸的顶推力和位移作为控制参数，实现力和位移（速度）的综合控制。
（1）最大程度减少现场焊接工作量。满足规范要求，要使横向对接焊缝尽量的少，并且满足社会上现有运输能力。
（2）尽量符合桥梁受力原理。根据桥体的受力原则，在划分粱段时应避开桥面系结构及拱的跨中。
5、控制模式
控制系统具有人工手控和自动控制两种操作模式。通过计算机软件配置，可单动、可分组动，也可群组动，操作灵活方便。这样既能实现整个施工精准同步，又能对于一些异常情况进行人工干预，保证系统能应对各种复杂的工况和突发情况。
2
2.1
本工程跨外环线钢梁采用步履式多点同步连续顶推，先将现场的临时支架安装好，同时在工厂将钢箱梁及导梁制造好，然后运输至桥位的拼装场地上进行导梁的拼装，接着将拼装好的导梁和箱梁吊装至拼装平台上，将导梁和G2~G7节段钢梁分六次拼装及顶推（其中G1节段为钢混结合段，已在6#墩处吊装完成）。钢箱梁顶推到位后，吊装并焊接G8节段，调整钢梁至设计位置，整体落梁。
步骤四：
1、顶推千斤顶收缸回程至原始状态，完成一个顶推源自文库程，循环施工，顶推钢箱梁前行。
图3步履式顶推设备工作原理图
1.2
集中控制系统主要包括实时控制系统硬件模块、实时控制系统软件模块、实时控制网络、泵站电子控制单元（ECU）、传感器控制单元（SCU）。
本套控制系统在每组顶推支墩上设有一个分控制器，分控制器主要的作用是采集传感器的反馈数据，接收主控制器的指令驱动液压电磁阀，分控制器通过CAN总线与1套主控制器连接；主控制器实现对整个系统的集中控制，包括：顶升、顶推装置的控制，压力数据、位移数据的计算处理以及各种故障的报警。
3、箱梁前2节段验收通过后，进入箱梁顶推工序。顶推前对箱梁进行试顶推，试顶推通过后才能进行正式顶推。采用步履式顶推千斤顶对箱梁进行第一次顶推，顶推前行12m。
4、第一轮顶推完成之后，复测尾端梁段的轴线、标高等参数，根据测量结果计算下一轮次的拼装线形，重复步骤2、3完成G4、G5、G6、G7节段钢梁的拼装和顶推。在顶推过程中，对钢梁的线形及应力进行实时监控，确保结构的安全性。
1、控制系统网络拓扑结构
通过泵站驱动模块和传感器采集模块，以及分控制器、主控制器组成了一个闭环的反馈系统，在CAN总线传输协议和介质基础上，可以实时的调节各点的顶推的位移、角度和载荷。
2、主控制器硬件组成
主控制器是一个标准的嵌入式工控机平台，处理各种传感器发送过来的信号，经过一定的控制算法和控制策略之后，输出控制信号。
步骤说明
步骤一：
1、垫箱通过纵向顶推油缸滑至右端。
2、顶升千斤顶通过控制系统伸缸到设定的行程，将垫箱和钢箱梁顶起，离开垫梁一小段距离，控制在5cm左右。
步骤二：
1、通过控制系统同步控制顶推千斤顶伸缸，推动垫箱带动钢箱梁向前移动至设定好的活塞行程位置，钢箱梁前移。
步骤三：
1、当钢箱梁移动系统设定的位移量后，顶升千斤顶活塞缩缸回程，使钢箱梁落在垫梁上，进行力系转换。
钢梁G7节段顶推过程中，要适时拆除钢导梁。
5、钢梁就位后，采用起重设备吊装G8节段；进行小行程顶推，调整钢梁至设计位置并与G1节段焊接，拆除临时垫梁，支撑顶升油缸同步下降，使得主桥完全落到永久支座上面。
4
1
1、钢梁节段划分原则
针对该工程的现场情况、钢箱梁的结构特点、道路运输情况和制作厂的生产能力，钢箱梁节段按一下原则划分：
图1顶推设备效果图
2、结构尺寸
本工程主桥钢箱梁顶推施工采用640t级步履式顶推设备，其结构尺寸如下图所示。
图2顶推设备构造图
3、工作原理
步履式顶推设备利用“顶”、“推”、“降”、“缩”4个步骤交替进行，先将钢梁整体托起；再由顶推油缸向前推送一个行程；然后顶升油缸回油，将钢梁整体下降，临时搁置于垫梁上；最后顶推油缸缩缸到底，完成一个行程的顶推；继续实现下一个循环；通过顶推步骤的循环，最终将钢梁顶推到设计位置，其工作原理如下图所示。
2.2
本工程钢梁顶推施工的工艺流程见下图。
图4施工工艺流程图
3
科技三路主桥钢梁顶推施工三维示意图见下图。
图5顶推施工三维示意图
1、吊装场地及临时支撑基础的硬化处理，施打钢管桩基础安装顶推临时支墩及普通临时支墩，安装垫梁和步履式顶推装置。
2、将导梁拼装为21m长和12m长两组单元件，利用200t履带吊吊装导梁及钢箱梁，吊装顺序为从7#墩向9#墩侧进行吊装。吊装至G2节段后，开始箱梁主体的焊接，箱梁主体焊接完毕后，采用200t履带吊吊装箱梁的翼缘板。前2节段焊缝焊接完毕并检测合格后，开始箱梁的涂装。
钢箱梁顶推施工工艺技术
1
根据现场施工环境综合考虑，本工程跨外环线钢梁采用步履式多点同步连续顶推工艺施工。其原理是利用顶推设备实现箱梁的顺桥向、竖向、横桥向的移动，通过集中控制系统跟踪各顶推油缸的顶推力和行进位移，严格控制顶推施工的同步性。
1.1
步履式顶推设备的选型是由梁体重量、导梁重量、跨径、顶推支墩最大支反力以及现场环境等多项因素决定。以科技三路主桥为例：顶推钢梁总重975t（含导梁重量50t），顶推距离92.2m，其最大跨径为53m，共设置3组顶推支墩，在最不利工况下，单个顶推设备需承受的最大支反力为375t。根据以上要求，顶推设备设计如下：
1、结构组成
步履式顶推设备主要包括滑动面结构、上部垫箱结构、下部支撑结构、竖向顶升油缸、横向调整油缸和纵向顶推油缸等。
设备顶部为支撑垫箱，垫箱与下支撑架之间通过四氟滑板和不锈钢板进行滑动，纵向顶推力由安装在垫箱内的顶推移动油缸（设计顶升力70t，行程35cm）提供，竖向顶升力由安装在下支撑架底部的4台顶升油缸（单个设计顶升力160t，行程30cm）提供，横向水平调整由安装在下支撑架两侧的4台横向调整油缸（单个设计顶升力35t，行程5cm）完成。顶推设备如下图所示。
3、分控制器硬件组成
分控制器主要包括两个模块，泵站驱动模块和传感器采集模块。
4、控制策略
在实际工程中，由于顶推结构特点各不相同，施工工况复杂多变，必须采取合适的控制策略，通过计算机软件灵活的配置功能来实施。科技三路桥梁工程制定了“位移同步，载荷跟踪”的控制策略，以各个支墩顶升油缸的支撑力为依据，以顶推油缸的顶推力和位移作为控制参数，实现力和位移（速度）的综合控制。
（1）最大程度减少现场焊接工作量。满足规范要求，要使横向对接焊缝尽量的少，并且满足社会上现有运输能力。
（2）尽量符合桥梁受力原理。根据桥体的受力原则，在划分粱段时应避开桥面系结构及拱的跨中。
5、控制模式
控制系统具有人工手控和自动控制两种操作模式。通过计算机软件配置，可单动、可分组动，也可群组动，操作灵活方便。这样既能实现整个施工精准同步，又能对于一些异常情况进行人工干预，保证系统能应对各种复杂的工况和突发情况。
2
2.1
本工程跨外环线钢梁采用步履式多点同步连续顶推，先将现场的临时支架安装好，同时在工厂将钢箱梁及导梁制造好，然后运输至桥位的拼装场地上进行导梁的拼装，接着将拼装好的导梁和箱梁吊装至拼装平台上，将导梁和G2~G7节段钢梁分六次拼装及顶推（其中G1节段为钢混结合段，已在6#墩处吊装完成）。钢箱梁顶推到位后，吊装并焊接G8节段，调整钢梁至设计位置，整体落梁。
步骤四：
1、顶推千斤顶收缸回程至原始状态，完成一个顶推源自文库程，循环施工，顶推钢箱梁前行。
图3步履式顶推设备工作原理图
1.2
集中控制系统主要包括实时控制系统硬件模块、实时控制系统软件模块、实时控制网络、泵站电子控制单元（ECU）、传感器控制单元（SCU）。
本套控制系统在每组顶推支墩上设有一个分控制器，分控制器主要的作用是采集传感器的反馈数据，接收主控制器的指令驱动液压电磁阀，分控制器通过CAN总线与1套主控制器连接；主控制器实现对整个系统的集中控制，包括：顶升、顶推装置的控制，压力数据、位移数据的计算处理以及各种故障的报警。
3、箱梁前2节段验收通过后，进入箱梁顶推工序。顶推前对箱梁进行试顶推，试顶推通过后才能进行正式顶推。采用步履式顶推千斤顶对箱梁进行第一次顶推，顶推前行12m。
4、第一轮顶推完成之后，复测尾端梁段的轴线、标高等参数，根据测量结果计算下一轮次的拼装线形，重复步骤2、3完成G4、G5、G6、G7节段钢梁的拼装和顶推。在顶推过程中，对钢梁的线形及应力进行实时监控，确保结构的安全性。
1、控制系统网络拓扑结构
通过泵站驱动模块和传感器采集模块，以及分控制器、主控制器组成了一个闭环的反馈系统，在CAN总线传输协议和介质基础上，可以实时的调节各点的顶推的位移、角度和载荷。
2、主控制器硬件组成
主控制器是一个标准的嵌入式工控机平台，处理各种传感器发送过来的信号，经过一定的控制算法和控制策略之后，输出控制信号。