等高度预应力混凝土箱形连续梁单点顶推架设工法

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1、等高度预应力混凝土箱形连续梁单点顶推架设工法铁道部第一工程局一、前言当桥跨位于深谷、急流或与既有铁路、公路立交等环境时，就要求减少桥墩，加大跨度，并且施工不影响桥下交通和通航。但当简支梁跨度超过32m时，架桥机受最大吊重130t限制，而无法架设。1975—1978年，铁一局桥梁处在有关单位的配合下，在西延线狄家河桥(4×40m)连续梁施工中首次采用顶推法取得成功，为我国大跨度桥梁施工开辟了一条新途径。这一丰硕成果荣获了1978年全国科技大会科技进步奖。本工法就是在实践的基础上形成的。二、工法特

2、点1.不需要支架和大型机械设备，施工平稳，安全可靠，可减少高空作业，顶推速度可达2m/h以上。2.分段预制和墩台可平行施工，并在全线铺架前完成架梁任务，可缩短工期。提前交付运营，尽早发挥投资效益。3.施工中不影响桥下通航和交通，不受桥下地形和水流的干扰。4.模板周转次数多，只需制备梁长5%的模板就够用了。5.不需要复杂技术和机具设备，料具便于筹备，人员易于培训和掌握，一般的施工单位均可组织施工。三、适用范围1.适合于跨度为40-80m的跨越深谷，河流，公路、铁路多跨等高度截面PC箱型

3、连续梁桥。2.适合于场地狭窄，工期紧迫又缺少大型专用架桥机具，设备的工地。3.适用于桥址交通不便，大型机械难以运进的桥梁。4.适用既有铁路钢梁更换而又不再采用钢结构的桥梁。四、工艺原理顶推法是在桥头或鹰架的制梁台座上预制PC箱型梁节段，采用于接缝方式拼装，分阶段向前顶推，当全部梁体就位后，进行落梁，撤出滑道，换正式支座。顶推动力一般为千斤顶，有时也用电动卷扬机，集中顶推是指顶推动力安装在桥台上或制动墩上，其余支点只安装滑道和滑块。由下图可分析集中式顶推法的力学关系。图1中顶推架桥力

4、学关系当顶推动力H≥wf+W1f1……时，梁体才开始前移。上式中，w，w1，w2为支点的反力，f，f1，f2为支点滑道的静摩擦系数(0.1-0.7)，当梁体压在多支点滑道上时，顶推力H≥ΣWiFi时，梁体才能前移，这时，各支点所受向前的水平力为HiFi，式中Fi为动摩擦系数(0.07-0.02)当采用台后拼梁车时，顶推力依下式计算：式中：K1—不均匀系数，取K1=1.15K2—不均匀系数，取K2=2.5-5W—台上相应顶推位置的支点反力Q—台后台车上的反应总和，F——聚四乙烯板与不锈

5、钢的摩擦系数(0.02-0.1)与接触面的光洁度、是否滑润垂直压力大小有关F—台车轮与钢轨间的流动摩擦系数F=0.1u—台车轮与轴间的摩擦系数(0.075)R—台车轮半径r—轴的半径i—滑道的纵坡(上坡取负值)顶推装置如图2所示图2顶推装置(集中式)梁体能随竖直千斤顶在滑道上前移的另一个重要条件是要求图2中①的顶面与梁体下缘之间的摩擦系数较大(F=0.3-0.4)通常在竖顶表面垫一块橡胶板或刨有横纹的钢板。其力学关系如图3所示：图3带动梁体前移的水平力为H，各滑道上的摩擦力为Σwf

6、，而竖直千斤顶面与梁体间的摩擦力为WF，只有在WF≥Σwf时，梁体才能前移，否则，即使H≥WF，梁体也不前移(称为滞行)，而图2中②只会自行前移，②顶面的垫板与梁之下缘发生滑动(称为打滑现象)。这种现象在顶推初期和后期，当反力W较小时，必然发生。此时，就要借助于桥台后面的电动卷扬机牵引滑车组助推。这种全靠摩擦传递顶推的方法，节省拉杆和错板装置，可防止滑坡，这是优点，缺点是支点反力小时不能顶推前进。五、工艺程序(见图4)图4顶推箱梁施工工艺程序图1.施工准备：在桥台后部平整长80-100m，宽3

7、0m的施工场地。并设置下列施工设施。①跨度20m，吊重50t的桁车吊机及轨道。作为吊运梁段之用。②在桥台后线路中线上铺设72m长的三合土基础、标准轨距的拼梁线。要求在拼梁和顶推过程中，道床稳固，不发生沉陷。③拼梁线与桥台尾部相接处设置陷车坑，以便顶推时，回收运梁台车。④在拼装梁线的一侧设置41m长的制梁台，并在桁车走行线外设置5t吊机走行线，以供制梁吊装运料的吊机走行。⑤在拼梁线的另一侧设置简易存梁场，存放预制的梁块。⑥两桥台胸墙暂不灌至顶面，应留出箱形梁通过的空间。2.预制箱形梁段：根据

8、设计图所画分的梁段长度(2—4m)及顶推顺序，在制梁台上按匹配法预制梁段。详见图5所示。(1)底板(2)腹板钢筋骨架(3)腹板与顶板内模型(4)端模型(5)顶板钢筋(6)侧钢模板(7)压梁及拉杆(8)底模附着式腹震动器(共8台)(9)底木内模板(10)侧模附着式震动器(每侧8台)(11)钢管斜撑(12)钢管平撑图5制梁台示意图3.存梁：梁段混凝土达到设计强度70%时，即可用桁车吊机将梁段吊运到存梁场存放起来。起吊前，应在相邻梁段接缝处用细墨线弹出相关线，这些相关线应在