大跨度自锚式悬索桥超宽钢箱梁顶推施工技术控制
大跨径钢箱梁顶推施工存在的难点及其对策

大跨径钢箱梁顶推施工存在的难点及其对策大跨径钢箱梁顶推施工是桥梁工程中常见的一种施工方法,其特点是结构形式简洁、承载能力大、施工速度快等优点,因此在大跨径桥梁的建设中得到了广泛应用。
由于其特殊的结构形式和施工方式,大跨径钢箱梁顶推施工也存在一些难点和挑战。
本文将针对大跨径钢箱梁顶推施工存在的难点进行分析,并提出相应的对策,以期为相关工程建设提供参考。
一、大跨径钢箱梁顶推施工的难点1. 结构稳定性难以保证大跨径钢箱梁的结构形式复杂,结构稳定性是施工中需要重点关注的问题。
在顶推施工过程中,由于梁体自重和推移力的作用,容易导致结构发生变形或者失稳,从而影响到施工的进展和质量。
2. 施工准备工作复杂大跨径钢箱梁顶推施工需要提前进行充分的施工准备工作,包括场地平整、支撑体系的构建、推移轨道的铺设等。
这些工作需要耗费大量的时间和人力物力,同时也需要对施工现场进行严格的管理和控制。
3. 推移系统的设计与搭建推移系统是大跨径钢箱梁顶推施工的关键组成部分,它直接影响到梁体的推移速度和稳定性。
推移系统的设计与搭建需要考虑到施工现场的实际情况和梁体的特点,因此存在一定的技术难度。
4. 施工安全隐患大跨径钢箱梁顶推施工存在较大的安全隐患,例如推移过程中可能发生梁体失稳、轨道倾斜、设备故障等情况,这些都可能对施工人员和周边环境造成严重的危害。
二、大跨径钢箱梁顶推施工的对策1. 合理的结构设计针对大跨径钢箱梁的顶推施工,需要提前进行充分的结构设计和分析,确保梁体在推移过程中能够保持结构的稳定性和安全性。
可以通过采用合理的梁体截面形式、布置预应力筋等方式来提高梁体的抗弯和抗剪承载能力。
2. 完善的施工方案在进行大跨径钢箱梁顶推施工前,需要制定详细的施工方案和程序,包括推移轨道的选型和搭建、支撑系统的设计和施工、推移速度和力的控制等内容。
还需要针对施工现场的实际情况进行充分的调查和研究,确保施工方案的科学性和可行性。
3. 精心的推移系统设计推移系统的设计与搭建对于大跨径钢箱梁顶推施工至关重要。
自锚式悬索桥钢箱梁顶升施工的监控要点

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第2 2卷 第 4期
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钢箱梁顶推施工安全专项方案

钢箱梁顶推施工安全专项方案钢箱梁顶推施工是一种常见的桥梁施工方式,其操作过程中存在着一定的施工安全风险。
为了保障工人的生命安全和财产安全,必须制定一份专项方案来进行管理和控制风险。
下面是一份钢箱梁顶推施工安全专项方案,供参考:一、施工组织与管理1.1项目经理应组织相关人员进行施工安全培训,确保工人熟悉顶推施工的操作要求和安全注意事项。
1.2建立健全施工安全管理机构,明确各级安全责任,加强安全教育和监督,提高施工现场的安全意识和责任心。
1.3制定施工安全规章制度,对施工现场进行专项安全检查,及时发现并纠正不符合要求的行为。
1.4组织施工现场的消防演练,确保工人熟悉火灾逃生和灭火器材的使用方法。
二、施工前准备2.1确保工地周边的交通畅通,设置合理的交通指示标志,确保人车分流、安全有序。
2.2进行顶推设备、吊车、钢箱梁等机械设备的检查和维护,保证其正常运行。
2.3检查施工区域的地基稳定性、地下障碍物、管线等情况,确保施工环境安全。
2.4根据现场情况,确定钢箱梁的顶推方案和施工步骤,编制详细的工艺措施和施工方案。
三、施工期间的安全措施3.1防止坠落事故:设置合理的安全防护网,做好施工高处坠落的防护,对需要上下作业的位置进行临时围护。
3.2防范机械伤害事故:确保顶推设备和吊车的安全操作,对操作人员进行岗位培训并持证上岗。
3.3防止事故火灾:设置合适数量的灭火器材,在施工现场和指定位置明显处设置紧急出口和逃生通道。
3.4防止顶推设备翻倒事故:确保设备的稳定性,设置支撑架和支撑物,定期进行检查和维护。
3.5防止地下障碍物事故:进行地下管线探测,并对有影响的管线进行标识和保护。
3.6防止气候因素影响:对于恶劣天气(如强风、大雨、雷电等)施工要暂停,确保工人的安全。
四、突发事故应急预案4.2指定专人负责现场的事故应急预案工作,定期进行应急演练,熟悉各项救援措施和应对方法。
4.3发生事故后,应及时启动应急预案,立即组织人员进行救援,并及时报告有关部门。
大跨径钢箱梁顶推施工存在的难点及其对策

大跨径钢箱梁顶推施工存在的难点及其对策大跨径钢箱梁顶推施工是桥梁工程中常见的一种工艺,它的施工难度较大,需要经验丰富的施工队伍和精密的施工设备。
本文将对大跨径钢箱梁顶推施工存在的难点及其对策进行分析和探讨。
一、大跨径钢箱梁顶推施工存在的难点1. 钢箱梁重量大,顶推施工难度较大。
大跨径钢箱梁一般而言重量都比较大,通常需要使用大型起重机进行吊装。
而且钢箱梁的形状不规则,需要进行精准的调整和对接,增加了施工难度。
2. 大跨径钢箱梁的精确定位和对接。
钢箱梁是桥梁中的重要构件,对其精确定位和对接要求非常高。
特别是长大跨度的钢箱梁,在顶推过程中容易出现偏差,对施工精度提出了更高的要求。
3. 顶推过程中的安全隐患。
在顶推施工过程中,可能存在起重机操作不当、梁体变形、支撑架失稳等安全隐患,需要采取科学合理的措施确保施工安全。
4. 施工现场受限制。
大跨径钢箱梁顶推施工往往在狭窄的施工现场进行,空间受限,施工条件艰苦,需要针对性的施工方案和工艺。
以上这些因素都增加了大跨径钢箱梁顶推施工的难度,需要施工人员具备丰富的经验和技术,以及完善的施工方案和应急措施。
二、大跨径钢箱梁顶推施工的对策1. 合理设计顶推方案。
在进行大跨径钢箱梁顶推施工前,需要进行充分的设计和预演,确定合理的顶推方案。
包括梁体的就位顺序、对接方式、支撑点设置等,确保施工过程中能够顺利进行。
2. 严格控制梁体精度。
在制造和加工钢箱梁时,需要对尺寸和质量进行严格控制,确保梁体的精度和质量达到设计要求。
同时在顶推过程中,采取科学的对接和调整措施,保证梁体的精确定位。
3. 完善的安全措施。
在进行大跨径钢箱梁顶推施工时,需要设置专门的安全保护措施,包括安全围栏、告诫标识、定期检查等,确保施工过程中的安全。
4. 使用先进的施工设备。
采用大型起重机、高精度的定位设备等先进设备,提高施工效率,降低施工难度。
5. 完善的施工组织和协调。
施工队伍需要严格按照施工方案进行操作,严格按照施工周期和进度进行组织和协调,确保顶推施工的有序进行。
自锚式悬索桥钢箱梁主梁的特点及顶推工艺

临时支墩体系根据其使用功能可分为吊装用临时支墩和顶 推施工临时支墩。1) 吊装用临时支墩。吊装用临时支墩是一种 刚性支架,其材料选用及结构形式与顶推工作平台相类似。2) 顶 推用临时支墩。顶推用临时支墩是为主梁顶推施工而搭设的一 种刚性支架。当桥 梁 所 跨 的 水 域 较 宽 时,除 岸 上 设 临 时 支 墩 外, 还需设江中临时支墩。
梁安装形式,本文的研究结果对顶推在施工中的安全运用具有重
顶推工作平台一般是采用型材按一定的结构形式搭设而成
要的理论意义和实用价值。
的一种刚性支架,主要用于主梁主要构件的现场拼装。考虑顶推
1 钢箱梁的特点
钢筋混凝土和预应力混凝土梁具有可就地取材和工业化施 工、耐久性好、适应 性 强、整 体 性 好 等 特 点,预 应 力 混 凝 土 梁 桥 更 兼有节省钢材和跨越能力强的长处。但其施工方法大都采用设 立支架进行现浇和施加应力,造价较高,工期较长,且预应力混凝 土梁所用的钢材 长 期 处 于 高 应 力 状 态,对 外 界 腐 蚀 高 度 敏 感,对 机械操作要求较 高,给 设 计、施 工 及 后 期 的 维 护 造 成 了 一 定 的 困 难[1]。与混凝土和预应力混凝土结构桥梁相比较,钢箱梁结构主 梁除具有抗扭刚度大、强度高、重量轻、整体性好和外形简洁流畅 等特点外,还有如下特点:
因此,探求自锚式悬索桥钢箱梁主梁的顶推工艺显得尤为重 要。本文对自锚式悬索桥钢箱梁主梁的特点进行了分析,对主梁 的顶推工艺包括 顶 推 系 统、顶 推 工 艺、落 梁 方 案 三 方 面 进 行 了 阐 述,并重点分析了 主 梁 顶 推 过 程 中 需 要 控 制 的 主 梁 线 形 、索 鞍 偏 移和主梁应力三个基本内容。目前,顶推已经成为一种常见的主
大跨度市政立交桥梁钢箱梁步履式顶推施工技术

大跨度市政立交桥梁钢箱梁步履式顶推施工技术摘要:文章研究城市交通流量繁忙且严重拥堵路段,修建大跨度快速立交桥,为了避免车流和市民出行的干扰,在车辆严重拥堵的十字路口采取钢箱梁步履式顶推施工,大大节约了工期。
关键词:大跨度;立交桥;钢箱梁;步履式;顶推工程概况:西安市西延路与西影路立交工程为快速路工程主线高架桥,南起西延路-西影路十字南侧,北至太乙立交南侧,由南向北跨越西影路、乐游路、后村西路、青龙路及其他小型规划路一条。
工程所在位置于西延路(曲江大道)与西影路十字。
西延路(曲江大道)是西安总体规划中的城市快速路之一,是连接南二环与南三环、绕城高速曲江收费站的快速通道,也是西安城区东南方向重要的对外连接通道。
特点:本立交桥工程现有地面道路交通繁忙,拥堵严重,为了避免车流干扰和节约工期,所以在十字路口采取钢箱梁步履式顶推施工。
钢箱梁步履式顶推1 钢箱梁顶推段位置及顶推时间:顶推时间:考虑到西延路与西影路十字路口人流量及交通车辆较为复杂,安排在夜间进行作业,白天停止顶推,不影响交通正常运行。
2 钢箱梁顶推方案的原理原理概述:钢箱梁顶推段以相邻已安装就位的钢箱梁为施工平台,在平台上,通过在桥面轮胎及地面牵引装置将钢箱梁顶推到设计位置,利用升降支架进行接梁落梁,待钢箱梁落至临时支架上,局部调整后焊接分段拼接缝,以此类推。
牵引过程中要求地面整体平整,不能坑洼不平。
必要时可以铺钢板。
顶推牵引力计算多点顶推施工的动力学基础,可用下述数学表达式表示:∑Hi=K∑Rifi+GI=2*500*0.15+500*0.0225=161T单侧牵引力为80.5T,选用两台100T牵引装置满足顶推要求。
式中:Hi—第i桥墩千斤顶所施的力; K-安全系数2Ri-i号墩的支反力500T;fi-i号墩上滑道的摩擦系数0.15G-顶推箱梁总重500T; I-顶推箱梁的纵向设计坡度2.25%这个表达式的物理意义是:把顶推设备分散于各个桥墩,分散抵抗各墩水平反力,梁体移动时顶推力之和等于阻力之和。
钢箱梁顶推工法

钢箱梁顶推工法
钢箱梁顶推工法主要包括以下步骤:
1.施工准备(材料和设备进场),包括横移轨道和纵移轨道的铺设。
纵移轨道铺
设在老桥路基上,轨距为3.2m,使用P50钢轨,轨道下用1.25m短枕木,间距80cm,每10m设一道轨距拉杆。
轨距拉杆可用4m方木完成。
2.钢箱梁在工厂加工成型后,运至施工现场。
3.轮箱纵移施工工艺,主要设备是轮箱。
4.钢箱梁节段固定在同一个场地预制,这便于施工管理,改善施工条件,避免高
空作业。
5.在每个墩台上设置一对小吨位的水平千斤顶,将集中顶推力分散到各墩上,并
在各墩上及临时墩上设置滑移支承。
所有顶推千斤顶通过控制室统一控制其出力等级,同步前进。
6.顶推钢箱梁节段前移,例如20米。
司机操作泵站给千斤顶缓缓供油,在钢绞
线的牵引下钢箱梁随之向前滑动。
在顶推过程中随时观察滑板情况,一旦出现滑板脱空时,暂停顶推,及时在滑板与梁底间加垫钢板。
当最前端滑板滑出后,及时从尾部喂新送滑板。
7.重复上述步骤,直至钢箱梁顶推至设计位置。
顶推钢箱梁施工安全监控要点

顶推钢箱梁施工安全监控要点近年来,随着社会经济的快速进展和社会的不断地进步,造成了城市道路拥堵现象严重,为使交通压力能得到有效的缓解,很多交叉要道也相继增设下穿或桥梁的施工,由于特定的施工环境和条件下传统的施工方案并不能充足工期和确保通行的要求,便促使了新的施工方法的产生。
本文以郑州市东四环107辅道跨连霍高速钢箱梁顶推采纳新型步履式平移施工工艺为例,针对本项目的特点,对影响钢箱梁的受力参数做了认真的对比分析,讨论订立了相应的施工方案和操作流程,在实施过程也显现一些未能预料的问题,同时作为现场主管安全者也受到一些启发,在这里与大家共享。
一、顶推钢箱梁施工应用分析本项目第一联箱梁位于(横跨)霍高速之上,设计采纳钢箱梁结构。
为了确保施工期间高速正常通行,由于受场地限制,施工实行步履式顶推施工法。
该段钢箱梁全长140米,梁中心线处高2.8米,顶板宽32.5米,底板宽24.577米,两顶面设2%的双向横坡,底面水平,整个梁位于1.9%和2.77%的纵坡段。
分为三跨(40米、60米、40米),在实际的施工中分为15个小节组装现场而成,其中1—12节(长度为113.88)利用临时支架现场拼装焊接成型,与42米的导梁连接成一体为顶推段(图),该段总重为2574.9吨(包括导梁101吨在内)。
安装导梁的目的是为了能顺当的引导梁体横跨60米(高速道路)到达对面的支撑架上。
该段箱梁通过顶推行走114.22米到达设计位置。
13—15节待顶推完成后现场吊装焊接而成。
顶推作业是利用18个临时钢支架上安装18个顶推单元,分别对称布置在轴线两边8700毫米处,一个小顶推单元竖向顶升力为2*500吨,纵向水平推力80吨,横向水平力100吨,纵向顶推最大行程1000毫米,左右(横向)调整幅度最大为100毫米。
在顶推装置与钢箱梁底之间设钢垫梁,以分散钢箱梁底部支座反力,在顶推装置前后各设钢垫块做临时支撑,临时支撑垫块截面0.75*0.6=0.45平米,每节高度分别在500—800毫米左右,依据各部位高度计算而得的,另配充足数量的小钢板做临时调整用。
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大跨度自锚式悬索桥超宽钢箱梁顶推施
工技术控制
[摘要] 昭华大桥为主跨168+228m独塔自锚式悬索桥,主梁为宽度39.6m钢箱梁,采用顶推进行施工。
为保证钢梁施工精度和施工安全,对钢箱梁施工环节中的加工制造、临时结构设计、信息化控制与纠偏等方面进行研究,通过理论研究、现场监测与控制等手段,形成超宽柔性钢箱梁小应变多点自平衡顶推施工技术,使本项目钢箱梁安装精度达到毫米级,为同类型项目提供参考。
[关键词] 自锚式悬索桥超宽钢箱梁步履式顶推施工控制
1.前言
昭华湘江大桥主桥为独塔自锚式悬索桥结构,跨径168+228m,主梁为宽度39.6m,单箱三室结构,标准节段重量200t。
本桥钢箱梁跨越水中航道且箱梁超宽,不适于水中吊装,因此采取顶推法进行施工;
本工程顶推临时墩高度较高,顶推过程中产生的水平力影响临时墩稳定性,而且顶推过程如果同步性较差,支撑力不均匀,水平力会进一步影响临时结构的稳定性。
如何实现柔性-连续钢箱梁精细化同步顶推,临时结构稳定和安全以及顶推过程的可控可纠偏,是本工程建设的重点。
图1 昭华大桥主桥设计图(单位:mm)
图2 钢箱梁标准断面
本项目采用顶推法进行施工,首先将钢箱梁+前导梁作为一个整体梁段,并对不同支撑方式的顶推方案进行模拟分析;其次通过经济、技术比选,选择满足内力和变形要求的顶推方案。
在此基础上对大临结构进行设计,选择合适的前导梁布置方案,根据顶推过程中的支撑力和水平力设计顶推临时墩,完成顶推方案研究。
在此基础上设计顶推千斤顶和控制系统,使顶推过程同步和可控,再结合现场监控量测,对顶推过程进行必要的纠偏,实现超宽柔性钢箱梁顶推过程多点同步、受力均匀、实时纠偏、提高精度。
1.关键技术
基于项目特点,为保证施工精度和施工安全,对大跨度超宽钢箱梁顶推施工中的小应变拼装技术、临时结构设计与分析、精细化施工技术进行研究和应用。
研究技术路线为从确定钢箱梁制作参数开始,到过程分析、最后到施工监测与精细化施工措施四个实施流程。
图3 研究技术路线
2.1小应变拼装技术
钢箱梁精细化加工制造是精度控制的基础,本项目采用数控下料、温度修正、应变修正等措施保证钢箱梁拼装过程中始终保持小应变状态,以减少钢箱梁在顶
推和施工过程中有害次内力,确保成桥线形和内力。
首先通过有限元分析技术,对施工过程进行模拟分析,确定成桥状态,确定
钢箱梁整体压缩量,在根据实时加工制造温度,确定钢箱梁温度补偿量和横向、
纵向预拱度,对钢箱梁加工尺寸进行修正。
根据角焊缝收缩的经验公式计算板单元的焊接变形,并通过多条焊缝产生的
焊接变形进行曲线拟合,设定反变形胎架,改善和控制板单元焊接变形,并确定
板单元的拼装顺序,进行小了板单元拼装产生的应力,实现了大体积钢箱梁的小
应变制作。
图4 昭华大桥有限元分析模型
2.2临时结构设计
顶推临时结构的设计是施工的核心内容,顶推施工临时结构包含顶推临时墩
和前导梁两部分①。
顶推临时墩的确定是根据结构自平衡原理,将前导梁和钢箱
梁视作一个整体,通过对钢箱梁+前导梁在不同支撑位置工况下的顶推过程进行
模拟,对顶推过程中的钢箱梁线形、内力和临时结构造价进行经济比选分析,得
到结构线形平顺,支撑点内力均匀、造价合理的最优方案。
通过对顶推施工过程模拟和经济技术分析,最终得到本项目采用60m桁架式
前导梁,根据通航要求,9组格构式临时墩跨径布置为:59+59+57+2×75+53m,
布置图如下图所示。
昭华大桥全桥36个节段采用每三个节段为一个顶推轮次,
全桥共计15个顶推轮次。
图5 昭华大桥顶推临时墩设计
并采用采用sap2000有限元校核结果表明临时墩安全系数1.78,过程中结构
最大变形123mm,满足设计和规范要求;
2.3顶推设备选型
本项目采用步履式顶推设置,顶推设备包含液压千斤顶、泵站、控制系统三
部分组成。
设备型号BL720,最大顶推功率400t,全桥共计投入34套,最大顶
升量25cm,前移量30cm。
控制台采用西门子PLC同步控制系统,包含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)。
控制系统可实现单台和多台顶推设备在自动、手动双模式控制下的三向调节。
整套设备采用先进的电液比例同步控制系统,能保证钢箱梁在顶升、下放及前进
过程中实现同步动作,能够进行横桥向及竖桥向的自动和手动调整纠偏,确保顶
推精度。
并制定了“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。
图6 步履式顶推设备
2.4顶推施工控制
顶推施工监测与控制是施工成败的关键。
本项目采用自动与手动监测相结合
的方式,对钢箱梁内力和线形在顶推过程中进行实时全程监测,确保顶推受控。
线形监测通过在前导梁和钢箱梁中轴线及和左右边线的前部、中部和尾部布置测
控点,采用测量机器人和可视化程序对顶推过程中进行数据实时采集和分析,确
保里程方向同时顶进,横向不出现偏差。
应力监测通过振弦式传感器,对钢箱梁跨中和塔根部三个部位部署应变计,
并通过金玛智能综合采集仪,对钢箱梁顶推过程中的应力变化进行实时采集,作
为线形测控数据的补充,同时对结构次内力进行监测和预防。
通过线形和应力监
测协同监测,确保钢箱梁顶推达到设计线形,内力符合设计要求。
昭华大桥整个顶推工艺钢箱梁顶推偏量小于10cm,最终落梁水平偏差为5mm,临时墩位置高程偏差为8mm。
2.5技术特点
柔性-连续钢箱梁小应变整节拼装及多点自平衡顶推具有如下特点:
(1)制作反应变胎架,消除应力:对钢箱梁尺寸和下料长度进行修正,确
定拼接顺序,支座反应变胎架,实现小应变拼装。
(2)多点自平衡顶推,荷载均匀:综合分析得到最佳的顶推临时结构工况,实现线形平顺,内力均匀,结构合理的目标。
(3)自动信息化控制,同步顶推:采用先进的顶推控制系统,实现多套联动协同控制欲自动纠偏,确保毫米级顶推。
1.总结
“柔性-连续钢箱梁小应变整节拼装及多点自平衡顶推施工”工艺成功应用于昭华湘江大桥钢箱梁施工中,大桥已于2020年5月竣工通车。
施工过程中,有效解决了施工进度及安全管理方面的管理难点,现场钢箱梁整体拼装变形得到有效控制,顶推过程中,钢箱梁能够平衡有序的向前推进,钢箱梁线性随着顶推轴线变化得到有效控制,轴线偏差在5mm以内。
有效提升钢箱梁安装精度,通过自平衡原理消弱了临时墩的水平受力,提高了临时墩的安全稳定性,减少了临时结构的投入,有效的提高了悬索桥钢箱梁顶推的施工功效,节约了施工工期。
(1)对超宽大跨度钢箱梁进行焊接机理研究,根据焊接产生的箱梁变形制作反应变胎架,实现小应变精细化钢结构拼装。
(2)整套设备采用先进的电液比例同步控制系统,能保证钢箱梁在顶升、下放及前进过程中实现同步动作;
(3)步履式顶推设备集顶升、平推及横向调整于一体,能够进行横桥向及竖桥向的自动和手动调整纠偏,确保顶推精度。
(4)科学合理设计前导梁和临时墩,确保连续梁结构体系内力均匀,实现多点自平衡。
参考文献:
[1][1]中交第一公路工程局有限公司. 公路桥涵施工技术规范: JTG/T F50—2011 / 中交第一公路工程局有限公司主编.[M]. 人民交通出版社, 2011.。