钢箱梁步履式顶推施工技术探究

中铁十四局集团西北工程有限公司 陕西 西安 710086

1 引言

钢箱梁顶推施工技术在现代化工程建设中具有较高的应用频率,其解决了很多施工上的技术隐患,提升了施工质量,能实现在管控过程中,具备更加到位的对应解决技术难题的能力。更能有效完善有关技术方案,提升控制能力。本文以实际工程为例,探讨了步履式顶推施工技术要点。

2 工程概况

某工程桥梁在西户铁路K7+389.8处,与铁路平面夹角24.6°,桥宽度21.5m,跨越及邻近处对应西户铁路桩号为K7+344.3-K7+429.8,共长80m。桥梁左右两幅均为40m+50m+40m连续钢箱梁,梁底至铁轨顶大于8m;人群荷载3.5kN/m2,钢箱梁截面为左幅单箱三室、右幅单箱单室,左幅桥面总宽12m,右幅桥面总宽9m,顶板设1.5%横坡,左幅钢箱底板宽7.64m,右幅钢箱底板宽4.64m。

3 钢箱梁顶推施工技术方案

3.1 顶推施工技术

(1)临时墩结构与布置。可靠布设临时墩,基础形式选用钻孔灌注桩,顶推临时墩顶部纵向布置2根三拼HN700×300的分配梁、分配梁上布置步履式千斤顶和临时钢垫块。分配梁将墩顶所受压力均匀分配到下部钢管桩承重结构,临时钢垫块用于顶推过程中的受力转换及落梁作业。地面拼装后采取吊装移动方式,与预埋件可靠焊接,以四台15t倒链与已安钢梁固定,

(2)顶推作业。作业中需设置钢导梁,其长度控制在顶推临时墩跨度的60～70%以内,分段制造现场焊接。腹板可靠焊接连接,将导梁分段加工,本工程分为三段。长度均为10m,间隔10m设置一道连接系增强整体稳定性。

(3)顶推设备。施工时采用400t智能步履式顶推设备进行施工。钢箱梁顶推最多共布置12套顶推设备,负责钢梁的起顶、纵移顶推,同时带有顶推时横向纠偏功能。步履式顶推器具备诸多集成化的施工作业能力,可将竖向顶起、水平推进、方向纠偏的功能同步实现,在起顶钢梁后获得同时也获得了一定的行进距离,之后钢梁被防至下一个位置的支点上,再次进行后续施工作业,如此往复进行指导行至最终的制定设计位置。步履式顶推器的集成化施工作业能力,极大的提升了施工质量和施工效率。

(4)顶推设备调试及操作。调式工作是重要的作业前准备环节,其对施工精度和施工安全都具有较大的影响,调试工作开展过程中,可以以自动调试配合手动调试作业模式,提升施工设备的施工性能,一般在调试工作结束之后,要对调试结构有效的鉴别,一般可以利用特点检查设备进行接触式检测的方式,使其能正常有效的施工作业,主要包括了对手机运行模式、油泵、顶进装置、传感器、压力表等的检测。

3.2 钢梁吊装

(1)钢丝绳选用。吊绳与构件夹角取60°,按吊装构件42.3t=423KN(最重情况考虑),采用3个吊点,吊绳与箱梁的夹角大于60°、根据在吊装过程中可能出现的最大受力的情况计算出每根钢丝绳的容许拉力值:

[S]=423/3/sin60°=192.6KN

根据钢丝绳破断拉力计算公式:[S]=S0/K

S0=[S]*K=192.6*6=1155.7KN

[S]:钢丝绳最大拉力值

S0:钢丝绳最小破断拉力

K:安全系数(本方案中钢丝绳做吊索使用,取K=6)

选用钢丝绳第4组(8*19钢芯)Φ44,查《五金手册》,其破断拉力为1250k N,满足要求。

(2)试吊。试吊正常是保证钢板梁在整个吊装顺利进行的可靠保障,因此试吊时邀请有关部门参加。通过试吊,明确电机运转正常,严格控制吊装回转半径,对方案中吊重半径进行严格的控制。通过试吊,测设出钢板梁在吊装过程中产生的挠度,便于指导钢梁落位后的校正工作。

3.3 施工监控 钢梁顶推过程是结构体系不断转换的过程,受力复杂;顶推过程中钢梁上下扰动,线形控制尤其困难和重要。由于钢梁和导梁在顶推过程中线形不断的变化,其支墩受力尤其需要关注。为了确保钢箱梁最终成桥后符合设计的线型要求和应力状态,需要对拼装顶推过程在动态和静态下各种工况,在风力、温度、日照等环境影响下进行施工过程分析,找出不利状态、最大变形值并进行详细观测和有效的控制。

4 钢箱梁顶推施工技术控制措施

4.1 安装阶段 钢梁顶推设备安装过程中,要能保障安装支架稳定、可靠,验算支架的承载力,同时考虑预留压缩沉降量以及预拱度,安装过程中,主要考虑稳定对钢梁顶推设备支架的影响,更具具体的温度影响值,有效设置活动制作位置。要避免支架不良的位移变形值,超过特定的极限控制值,需要在安装过程中,进行动态变形量监测,变形量较大时,及时采取可靠措施。钢梁起吊安装中,要能保障其位置准确,要利用精确测量仪器,指挥钢梁准确安装到指定支座位置,用高强螺旋固定好钢箱梁位置,无螺栓位置,要设置防滑材料,如石棉板、三合板。

4.2 施工作业阶段 钢梁顶推施工中,测量人员应加强线型测量,发现偏差及时反馈并调整,确保钢梁架设精度,切实控制好各顶推设备的横向标高。顶推设备安装时必须横向水平。

设备安装时要控制水平千斤顶的前进方向,纵向与桥轴线平行,并保证设计纵坡。

运行过程中,应不定期检测每台千斤顶、液压站运行情况,如是否有漏油现象,是否有异常声音等非常正常现象,都必须停机检查、维修。

4.3 顶推完成后 工作完成后拆卸油管时,应先使千斤顶内油压卸荷完,严禁带压力拔油管。高压胶管拆除后,应戴上各接头盖或用塑料袋包好以免灰尘微粒、杂物进入胶管。设备长期存放应将各部件擦净,并用塑料袋罩好。若重新使用,则必须首先排除系统中积聚的空气,更换千斤顶中的易损件,检查提升千斤顶的动作是否正确。

5 结语

钢箱梁顶推施工技术在实施中,应做好有关方案的科学制定,规避有关风险问题,做好方案的设计校核,落实必要的施工技术控制措施。