三主桁刚性悬索加劲连续钢桁梁带加劲弦的顶推施工方法

技术领域

本发明属于桥梁施工领域，具体涉及一种三主桁刚性悬索加劲连续钢桁梁 带加劲弦的顶推施工方法。

背景技术

随着我国经济的迅速发展，需要建设的项目日益增多，钢桁梁结构的桥梁 越来越多，对施工的安全、质量、进度要求越来越高，必须采用新技术、新工 艺，才能实现基础建设要求的高质量、高品质。目前，钢桁梁架设一般采用散 拼的方法进行，需设置水中墩、栈桥等大型临时设施，不利于航运和环境的保 护，也增加了施工的成本和工期。

随着我国铁路建设跨越式发展的深度推进，刚性悬索加劲钢桁梁桥作为新 颖的大跨度公铁两用桥结构形式。因其自身刚度大、跨越能力大、全桥内力分 布合理、建筑造型美观等优势在铁路桥梁建设中成为了重要发展方向。目前国 内有两座该结构形式桥梁，即东莞东江大桥和济南黄河大桥。东莞东江大桥为 (112+208+112)m双层公路桥，采用悬拼法架设。加劲弦线性为二次抛物线， 采用原位安装。济南黄河大桥为(128+3×180+128)m双层公铁两用桥，采用 顶推法架设。加劲弦线性为圆弧线，顶推过程中安装，采用多点起顶辅助合龙。

顶推法施工对场地要求较低，施工工期相对较短，设备投入少。但三桁刚 性悬索加劲连续钢桁梁带加劲弦顶推施工中需在预定位置完成加劲弦的安装及 合龙，且顶推重量大，三桁顶推同步性难以保证。

发明内容

为解决现有三桁刚性悬索加劲连续钢桁梁带加劲弦顶推施工过程中存在的 难以操作的问题，本发明提出一种三主桁刚性悬索加劲连续钢桁梁带加劲弦的 顶推施工方法，该方法操作可行与安全可靠，解决大跨度钢桁梁桥施工过程中 带加劲弦顶推的技术难题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种三主桁刚性悬索加劲连续钢桁梁带加劲弦的顶推施工方法，包括以下 步骤：

S1：在河岸一侧边跨架设钢桁量顶推拼装平台，中跨架设墩旁托架，对岸 边跨架设导梁拆除平台；

S2：在顶推拼装平台上拼装导梁以及一个轮次的钢桁梁，并完成滑块钢板 抄垫，顶推拼装平台上每片钢桁梁下部设置滑道梁、水平连续千斤顶、竖向千 斤顶、后锚反力座、滑块、拼装垫块与牵引装置；

钢桁梁架设前，钢桁梁后端处于自由脱空状态，根据钢桁梁最后三个节间 的下弦顶面标高测量结果，计算出各节间的无应力拼装标高，利用支架滑道梁 顶面的竖向千斤顶将钢桁梁顶起，通过调整拼装垫块顶面的滑块钢板抄垫厚度 进行标高调整；

S3：利用水平连续千斤顶多点同步顶推，钢桁梁向前顶推一个轮次节间；

S4：一次顶推到位后，各支点处倒换滑块，调整全桥线性，后端拼装下一 轮次钢桁梁；

S5：重复步骤S2-S4步骤，直至钢桁梁顶推至预定加劲弦安装合龙工况；

S6：通过龙门吊配合桥面汽车吊完成加劲弦立柱、弦杆与辅助支架的安装， 并预留合龙口，然后支架上所布置的多处竖向千斤顶同步起顶，缩小合龙口距 离，最终通过合龙口处装置完成加劲弦精确合龙；

S7：重复S2-S6步骤，完成剩余钢桁梁地安装并带加劲弦顶推，直至全桥 顶推到位。

进一步，所述步骤S3中钢桁梁多点同步顶推实现依靠全桥各处所布置的水 平连续千斤顶，每根主墩的墩顶布置三根滑道梁，位于每片主桁下部，每根滑 道梁前端布置一组水平连续千斤顶，钢桁梁顶推施工中，各处水平连续千斤顶 同步作业。

进一步，每台千斤顶的前顶和后顶均配置位移传感器，所述位移传感器可 直接检测出千斤顶的活塞行程；通过PLC的运算计算出千斤顶的速度并加以比 较，以其中一台千斤顶为主动点，以恒定的速度伸缸，其余千斤顶为随动点， 如果千斤顶速度满足要求则按此频率输出泵头流量，否则调整电机频率以增加 或减小泵头输出流量，以达到速度的调控，从而达到各顶速度地同步。

进一步，所述步骤S4中调整全桥线性为利用全站仪定位各监控点坐标，分 析钢桁梁纵横向偏差，利用各处竖向及水平横向千斤顶完成主桥现行调整。

进一步，所述全站仪测量顶推过程中三片钢桁梁同一节间处高程，分析三 桁高差的变化情况，同时监控钢桁梁水平向位置变化，分析钢桁梁横向偏移情 况；通过应变监控获取各关键杆件节点处应变，分析钢桁梁各处受力情况；依 据现场测量及监控结果，通过控制各处千斤顶作业频率，调整三片钢桁梁受力 分布，并实现顶推过程中钢桁梁的横向纠偏。

进一步，所述步骤S5中加劲弦安装及合龙位置需根据理论计算结果确定， 确保杆件吊装顺利，且便于千斤顶多点起顶合龙。

本发明有益效果：

1、通过设置全桥预拱及架设导梁，在无跨中临时墩条件下，完成钢桁梁大 跨度顶推，节省施工成本，缩短了工期，适应于跨江跨河等不利施工环境。

2、一次钢桁梁顶推前，后端钢桁梁架设与前端千斤顶起落梁倒换滑块可同 步进行，缩短了工期。多点同步顶推体系中各处顶推设备受力均匀，顶推过程 平稳，保证了顶推施工的安全。

3、通过多点顶推控制系统调节，控制顶推操作中各点顶推输出功率，便于 过程中调节各节点相对滑移速率，限制主梁横向偏移及三桁高差值。

4、带加劲弦顶推施工，全桥施工过程中陆续完成各跨加劲弦合龙，合龙位 置遵循最有利原则，减小了加劲弦合龙的难度，保证全桥线性合理。

5、全桥顶推施工全程测量监控，实时反馈数据，有效防止钢桁梁横向偏移 及三桁高差值累积增大，同时保证各不利位置杆件的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为钢桁梁顶推示意图；

图2为墩顶顶推系统立面布置示意图；

图3为墩顶顶推系统平面布置示意图；

图4为加劲弦合龙示意图；

图5为最大悬臂工况示意图；

图6为导梁前段上墩示意图。

附图标示：1、导梁，2、钢桁梁，3、加劲弦，4、滑道梁，5、水平连续千 斤顶，6、竖向千斤顶，7、滑块，8、水平横向千斤顶。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1至图6，一种三主桁刚性悬索加劲连续钢桁梁带加劲弦的顶推施工 方法，包括以下步骤：

S1：在河岸一侧边跨架设钢桁量顶推拼装平台，中跨架设墩旁托架，对岸 边跨架设导梁拆除平台；

S2：在顶推拼装平台上拼装导梁以及一个轮次的钢桁梁2，并完成滑块7 钢板抄垫，顶推拼装平台上每片钢桁梁2下部设置滑道梁4、水平连续千斤顶5、 竖向千斤顶6、后锚反力座、滑块7、拼装垫块与牵引装置；

钢桁梁2架设前，钢桁梁2后端处于自由脱空状态，根据钢桁梁2最后三 个节间的下弦顶面标高测量结果，计算出各节间的无应力拼装标高，利用支架 滑道梁4顶面的竖向千斤顶将钢桁梁2顶起，通过调整拼装垫块顶面的滑块钢 板抄垫厚度进行标高调整；吊装后端2个节间钢桁梁2，根据全桥设计线性，完 成各位置滑块抄垫，调整各点标高。

S3：利用水平连续千斤顶多点同步顶推，钢桁梁向前顶推一个轮次节间；

钢桁梁2多点同步顶推实现依靠全桥各处所布置的水平连续千斤顶5，每根 主墩的墩顶布置三根滑道梁4，位于每片主桁下部，每根滑道梁4前端布置一组 水平连续千斤顶5，钢桁梁顶推施工中，各处水平连续千斤顶同步作业。

S4：一次顶推到位后，各支点处倒换滑块7，调整全桥线性，后端拼装下一 轮次钢桁梁2；

顶推过程中通过现场全站仪测量及应变监控，实时掌握钢桁梁顶推同步性 及结构各处变化情况，利用顶推系统控制装置调节各处千斤顶压力值，具体方 法如下：

用接近开关作为ZLD自动连续顶推顶的动作传感元件，将自动连续千斤顶 活塞的位置信号传递给控制器，通过控制器将信号传给主控台，将得到的信号 进行逻辑组合后，再将控制信号传递给自动连续泵站，自动连续泵站通过电磁 换向阀去控制相应自动连续千斤顶的动作。

每台千斤顶的前顶和后顶均配置位移传感器，所述位移传感器可直接检测 出千斤顶的活塞行程；通过PLC的运算计算出千斤顶的速度并加以比较，以其 中一台千斤顶为主动点，以恒定的速度伸缸，其余千斤顶为随动点，如果千斤 顶速度满足要求则按此频率输出泵头流量，否则调整电机频率以增加或减小泵 头输出流量，以达到速度的调控，从而达到各顶速度地同步。

所述全站仪测量顶推过程中三片钢桁梁同一节间处高程，分析三桁高差的 变化情况，同时监控钢桁梁水平向位置变化，分析钢桁梁横向偏移情况；通过 应变监控获取各关键杆件节点处应变，分析钢桁梁各处受力情况；依据现场测 量及监控结果，通过控制各处千斤顶作业频率，调整三片钢桁梁受力分布，并 实现顶推过程中钢桁梁的横向纠偏。

钢桁梁2顶推到位后，根据测量结果，利用水平横向千斤顶8进行全桥横 向纠偏。一次顶推完成，导梁1前端顶到达下一个主墩位置时，利用竖向千斤 顶6起、落梁完成导梁1上墩及滑块7抄垫操作；导梁1前端到达最后一个主 墩位置后，在完成导梁1上墩的同时，每向前顶推一次需在平台上完成导梁1 前端的拆除作业，直至导梁1全部拆除，全桥钢桁梁2顶推上墩。导梁1拆除 施工中，导梁1前端杆件拆除后需保证剩余导梁1前端或钢桁梁2前端到达该 拆除平台后端，满足滑块7落梁的要求。

全桥各处滑块7依次倒换，倒换滑块7遵循由前到后的顺序，倒换操作中 竖向千斤顶6起顶高度及起顶力需要根据计算确定，并根据实际工况适当调整。 滑块7倒换后需根据计算结果重新抄垫钢板，控制全桥线性及三桁高差。

S5：重复步骤S2-S4步骤，直至钢桁梁2顶推至预定加劲弦3安装合龙工 况；

加劲弦3安装及合龙位置需根据理论计算结果确定，确保杆件吊装顺利， 且便于千斤顶多点起顶合龙。

S6：通过龙门吊配合桥面汽车吊完成加劲弦立柱、弦杆与辅助支架的安装， 并预留合龙口，然后支架上所布置的多处竖向千斤顶同步起顶，缩小合龙口距 离，最终通过合龙口处装置完成加劲弦3精确合龙；

S7：重复S2-S6步骤，完成剩余钢桁梁2地安装并带加劲弦3顶推，直至 全桥顶推到位。

一次顶推施工结束后，校核测量及监控数据，分析钢桁梁2整体线性、横 向位移及三桁高差等参数变化。利用竖向千斤顶6及水平纠偏系统完成下一次 顶推前钢桁梁2各处抄垫及纠偏。各项工序完成之后方可进行下一次顶推作业。 全桥顶推完成后拆除顶推设备，进行全桥落梁操作，完成全桥顶推架设。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。