钢拱桥顶推施工及安全控制技术分析.doc

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1、钢拱桥顶推施工及安全控制技术分析摘要：上海市北横通道二期工程跨铁路立交桥工程位于上海机务段至上海站间，桥梁需同时上跨机务段管线、联络线共8条铁路线及轨道交通3/4号线，对施工的安全控制要求非常高。桥梁结构型式为单拱面下承式钢拱桥，采用步履式顶推施工方法，详细介绍了施工方案的制定、实施过程中的关键点，以及施工安全控制措施。通过对施工过程现场监测，结合理论计算结果进行分析，验证了设计方案的可行性，并为类似工程提供了参考价值。关键词：铁路；轨道交通；咽喉区；单拱面下承式钢拱桥；步履式顶推；关键技术1概述上海市北横通道新建二期工程Ⅱ标段跨铁路立交桥工程，跨越机务

2、段管线、京沪线联络线及轨交3/4号线，施工影响因素多，设计工作复杂。主桥考虑铁路、轨道交通线路及避让北侧小区等因素，且由于路面标高受西侧桥梁限制，梁底受铁路、轨道交通及北侧道路净空限制，经比选后采用下承式钢拱桥的结构型式。既有南北高架跨铁路G2匝道桥为混凝土单箱、单室、等高度连续梁，新建拼宽桥需切除既有G2匝道桥东侧3m宽人行道悬臂，并在既有桥梁东侧新增FB辅道及ZB匝道，两者在铁路南侧合并，采用整幅1~75m钢结构拱桥跨越铁路咽喉区，桥梁宽度16.75m。图1为桥梁效果图。2结构设计简介4学海无涯桥梁计算跨径为73.805m，拱肋轴线采用二次抛物线，矢

3、高14.761m，矢跨比1/5，桥宽16.75m。桥梁中间位置设置单片拱肋。全桥共设11根吊杆，吊杆采用GJ15-19钢绞线及相应的叉耳式锚头，张拉端位于主梁外。桥梁设置四个可调支座。拱桥位于直线段处，纵坡2.17%，铁路净空满足大于6.55m的要求，轨道交通净空为6.82m（见图2）。拱肋：采用钢箱截面，高2.0m，宽2.0m，顶、底、腹板均厚25mm，拱脚处顶、底、腹板均厚30mm。主梁：采用钢箱梁，单箱三室箱形截面，高2.2m，宽16.75m，顶板厚16mm，底板厚20mm，设四道腹板，每道腹板厚20mm。钢梁、钢拱总重约1200t，钢材材质Q34

4、5qD。下部结构：桥墩采用L形盖梁双柱墩，墩柱截面尺寸2.0m（宽）×2.5m（厚），柱间净距2.0m。铁路南侧FB07#墩T形承台尺寸8.8m（长）×10.8m（宽）×2.0m（厚），基础采用14-0.8m群桩基础。铁路北侧FB08#墩承台尺寸5.7m（宽）×10.8m（长）×2.0m（厚），基础采用11-0.8m群桩基础。3桥梁施工对铁路与轨交的影响系杆拱桥施工地点跨越铁路机务段管线和联络线及轨交3/4号线，现状铁路运输条件见表1。现场铁路线路的布置情况如图3所示。3.1桥梁施工对铁路的影响。拱桥施工地点中心与机务段管线相交里程为GIDK0+147.

5、678，影响范围为上海机务段至上海站间。系杆拱桥现场拼装、FB07#顶推支架及导梁安装、FB08#顶推支架施工为邻近营业线施工，临时墩施工、钢梁顶推施工为营业线施工，需要封锁，其中钢梁顶推施工需要停电封锁（见表2）。3.2对轨交3/4号线的影响。改建后的轨交3/4号线龙门架顶标高为10.220m，此次顶推系杆拱桥底板底标高为12.404m，净距离为2.184m。FB08#墩顶推支架体系外边缘距离接触网线6.269m。临时墩支架体系最外边距离接触网线距离为5.360m。顶推作业导梁由临时墩到梁体就位过程中，轨交需停电封锁（见图4）。4步履式顶推施工方案4.

6、1顶推设备的配备与布设。一套顶推设备包括机械结构系统（上部滑移结构、下部支撑结构）、油缸系统（支撑顶升、顶推平移、横向调整）、液压系统（支撑顶升和顶推平移）、电气控制系统，通过组合动作实现钢箱梁在顺桥向、竖向、横桥向分别移动、顶升或调整，从而降低了成本，并保证钢箱梁顶推施工完成后的全桥线形。顶推机械结构的支撑顶升油缸安装于下部结构内，其支撑面在临时墩上，下部结构和上部结构之间通过安装聚四氟乙烯蘑菇头滑板和不锈钢板进行滑动，滑动时支撑顶升油缸和下部结构相对于临时墩不动。顶推设备的滑动摩擦全部是在顶推设备内部进行，临时墩不受水平载荷。顶推设备两侧支撑顶升油缸

7、可以灵活适应主桥的坡4学海无涯度，横向调整油缸保证主桥水平移动时不会产生横桥向偏移（见图5）。4.2顶推方案。钢箱梁拱采用柔性墩多点步履式顶推法施工，在铁路南侧布置顶推平台和临时墩，并在其上布置滑道。在平台上完成整桥的拼装焊接后，用步履式顶推设备同步循环作业使钢桥向前滑移，直至桥梁到达设计位置。钢箱梁在工厂生产，经公路运输至现场，全部节段均在支架平台上拼装、顶推，逐步顶推到位。顶推施工总体布置如图6所示。整个施工流程主要分为以下几个步骤：（1）拼装箱梁。通过吊装设备将导梁及各个钢箱梁节段吊装到位，在拼装高度进行连接。（2）受力转换。通过顶推设备，将拼装好

8、的箱梁从临时垫块转换到顶推设备上，准备顶推。（3）钢箱梁顶推。通过钢箱梁底板下步