钢箱梁顶推施工方案
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一、工程概况
宁波市福明路(环城南路-兴宁路)跨越铁路宁波东站主桥上部结构采用55+45+220+45+55m 一联双塔双索面斜拉桥,采用半漂浮体系,主梁采用混合主梁,两侧边跨预应力混凝土箱梁长109.4m,中跨钢箱梁长201.2m(含钢混结合段长度),在钢箱梁与预应力混凝土箱梁相交位置放置2m长的钢混结合段。根据构造、运输及施工架设的需要,中跨钢箱梁划分为A、B和钢-混结合段共3种梁段。
跨铁路宁波东站主桥中跨上跨宁波东站多条股道,其中4、5、II、I、3线路已运营,8、6线路于近期开始停运改造成站台,图中D3~D15和新建线路将于近期实施。
为了减少上部结构施工对桥下铁路运营的影响,保证施工及行车安全,福明路跨铁路宁波东站立交桥主桥中跨钢箱梁采用顶推法施工。
二、顶推施工总体方案和主要步骤
1、总体方案和原理
钢箱梁采用柔性墩多点顶推法施工,在主跨布置安装顶推平台和临时墩,并在其上布置滑道。在平台上逐段焊接,用多点多台连续千斤顶同步张拉钢绞线使钢箱梁逐段向前滑移,循环作业使钢箱梁到达设计位置。钢箱梁顶推重量约为13.05t/m。钢箱梁在工厂生产,经公路运输至施工现场,全部节段均在支架平台上拼装、顶推,逐步顶推到位。工艺流程图如下:
施工准备
顶推安装平台施工
临时墩施工钢箱梁、导梁制造运输
安装顶推装置
铺设墩顶滑道
装导向纠偏装置
箱梁横移至桥轴线
拼装钢梁于台座上,检查焊接质量
前端拼接导梁
安装梁底锚具、钢绞线和侧限
预紧拉索
启动泵站、调压顶推
测量、调整,落梁于临时墩
测量同步监控
继续拼装、顶推余下段
各梁段顶推到位
拆除2#临时墩
顶推施工工艺流程图顶推施工过程采用多点多台ZLD100型自动连续千斤顶。
2、主要步骤
钢箱梁顶推施工过程主要分为以下几个步骤:
a、施工临时墩和顶推安装平台基础
b、钢箱梁和导梁工厂加工后运到施工现场
c、现场拼装导梁
d、现场组拼1-10#节段钢箱梁,连接钢导梁与1-10#节段钢箱梁;钢箱梁前行30m,导梁跨越1#临时墩。
e、拼装11-15#节段钢箱梁,与前端已顶推钢箱梁连接;钢箱梁前行30m,导梁跨越2#临时墩。
f、拼装16-25#节段钢箱梁,与前端已顶推钢箱梁连接;钢箱梁前行20m。
g、拼装26-35#节段钢箱梁,与前端已顶推钢箱梁连接;钢箱梁前行50m,导梁跨越3#临时墩。
h、拼装36-45#节段钢箱梁,与前端已顶推钢箱梁连接;钢箱梁前行14m,导梁跨越4#临时墩。
i、拼装46-54#节段钢箱梁,与前端已顶推钢箱梁连接;钢箱梁前行50m,导梁跨越5#临时墩。
j、拼装55-58#节段钢箱梁,与前端已顶推钢箱梁连接;钢箱梁前行28.1m,导梁跨越6#临时墩。
k、继续顶推钢箱梁前行30m,分次拆除导梁,直至整片梁顶推到位,拆除顶推设备。
三、顶推施工方案设计
主要从顶推安装平台、临时墩、钢箱梁运输和现场安装、钢导梁、顶推设备、滑道和横向限位装置、防护措施、跨既有线顶推措施、人员安排等方面进行考虑。
1、顶推安装平台
钢箱梁顶推安装平台布置在小里程侧边跨K40、K41墩之间,距K41墩月13.5m。平台长75m,高约10m,平台支架为万能杆件桁架结构,台顶布置滑道和横向限位装置。立柱基础为混凝土扩
大基础。桁架端部上角点可设缆风绳,固定于K40墩承台特别设立的分配梁上,且需预拉,以抵抗顶推时产生的水平力。
在顶推安装平台两侧设一台龙门吊机,用于钢箱梁起吊、纵移、拼装。龙门吊轨道基础应填实预压。在靠近支架附近空地设置一条存梁台座,台座基础为混凝土条形基础,上铺枕木以支垫钢箱梁。根据施工场地实际情况考虑横移平台。钢箱梁横移至龙门吊范围后即吊入安装平台,或暂时存放在存梁台座上。
顶推前进方向
立面图
平面图
2、临时墩
(1)、临时墩与铁路关系
由于主桥中跨钢箱梁跨越宁波铁路东站,钢箱梁底1#~6#临时墩均位于站场范围。临时墩布置主要考虑铁路限界要求。
①、1、6#临时墩位于股道范围外;
②、根据目前提供的站场资料,容整所D3~D10为存车线,D11、D12为检查地沟线,均不
能占用,2#墩布置在D13道。临时墩跨径布置为:20m+60.5m+33m+50m+30.5m ,1~3#临时墩间跨度变化较大,导致钢箱梁施工过程受力更不利。2#墩顶推施工完毕后拆除;
③、3#墩位于容整所股道与近期股道之间,5#墩位于远期股道,不影响近期股道运营; ④、4#临时墩位于改造站台,墩位尽量往小里程方向布置,大里程方向预留3.5m 宽度供行人通过。
(2)、临时墩墩身
沿主桥轴线方向布置1~6#临时墩,跨径为20m+60.5m+33m+50m+30.5m 。单组临时墩由8根920×14mm 钢管组成,墩顶设置临时墩施工平台,布置千斤顶、滑道和限位装置。临时墩沿桥梁轴线平行方向宽度≤4.6m ,沿桥梁轴线垂直方向宽度≤14.6m 。单组临时墩顶推施工过程中所承
受的最大竖向反力≤10056KN 。顶推完毕后,考虑原2#临时墩拆除,原3#临时墩所承受的最大竖
向反力为≤10561KN 。墩顶水平力按摩擦系数0.05考虑。
(3)、临时墩基础
临时墩底横向布置两个分离的平台,尺寸为4.6×4.6×2.0m ,承台底各对称布置4根1.2m 钻孔灌注桩。
①、1、6#临时墩位于股道范围外,3#墩位于容整所股道与近期股道之间,承台顶面标高稍
低与承台附近站场地面标高;
②、4#临时墩位于改造站台,承台顶面标高稍低于承台附近站台顶面标高;
③、2#墩占用容整所D13道,临时墩墩身顶推施工完毕后拆除,为了减少临时墩结构拆除时间、降低对铁路营运影响,承台和桩基考虑不拆除,承台顶面标高位于D13股道路基顶面1.5m
以下,同时应保证承台顶面后填路基与附近路基密实度一致;
④、5#墩位于远期股道,不影响近期股道运营,承台顶面标高设置原则可与2#墩一致,也可以考虑施工完毕后拆除承台和桩基,根据实际情况确定。
3、钢箱梁运输和安装
钢箱梁在工厂按设计预拱度整节制造,制造完成后公路运输至现场。用龙门吊将钢箱梁吊至拼装台座预定位置,对各梁段进行纵向连接作业,箱梁腹板和底板部位通过高强螺栓进行栓接,
顶板部位进行焊接,连接过程注意控制箱梁线形。
4、钢导梁
顶推钢导梁可采用变截面钢桁架梁,由两条主桁加连接杆组成。长30m ,控制重量为80t ,与钢箱梁用高强螺栓连接,接头处拼接板、填板及接头两端板面均需要做表面处理,使得其抗滑系数不小于0.5,导梁接头范围内的钢箱梁U 肋、纵隔板的加劲肋暂时不焊接连接,在钢箱梁顶推到位导梁拆除后在现场焊接。钢导梁共分3节,每节间用普通螺栓,以便制造和拼装拆除。应保证导梁到达临时墩横向两个墩顶时同时受力。钢导梁在工厂分单元制造并运输至工地,在工地进行拼装。