三跨下承式钢箱系杆拱桥步履式顶推施工工法.pdf

三跨下承式钢箱系杆拱桥步履式顶推施工工法 目 录 1 前言 1 2 工法特点1 3 适用范围 2 4 工艺原理2 5 施工工艺流程及操作要点 3 6 材料与设备 20 7 质量控制21 8 安全措施 22 9 环保节能措施 23 10 资源节约23 11 技术经济效益分析 24 12 应用实例 24 三跨下承式钢箱系杆拱桥步履式顶推施工工法 1 前言 随着我国桥梁建设的发展，越来越多的桥梁需要跨越既有公路、铁路以及河流，为了减 小跨线桥梁施工对既有线路的影响，顶推施工以其占用场地小、安装便捷、跨度大、施工速 度快、对运营线路影响小等特点，在公路、铁路桥梁施工中得到了广泛的应用。顶推技术目 前已经推广到了连续钢桁梁桥、线索桥、斜拉桥、系杆拱桥、大跨度钢筋混凝土预应力连续 箱梁等多种形式的桥梁中，而步履式顶推施工的条件要求更加复杂。 淮南孔李淮河大桥右汊主航道桥（110+180+110）m 三跨下承式钢箱系杆拱桥为薄壁箱 式空间半悬浮结构。施工过程中，由于主跨跨径 180m，为满足通航要求，中间只能设置 1 个临时支撑墩，顶推施工过程中最大悬臂达 90m ，经结构模型模拟分析，顶推过程中临时支 墩单点支撑力达到 1800t，需要通过梁底腹板传递。由于薄壁钢箱梁受力特性及步履式顶推 施工特点，在顶推过程中主体结构受力非常敏感，因此对顶推施工技术要求很高。我公司研 究实施的大吨位钢箱系杆拱桥步履式顶推施工技术，其施工工艺简单，施工安全可控、质量 可靠，经济效益和社会效益显著，现总结形成工法。 本工法中使用的一种钢结构平台立柱装配式支撑架实用新型专利，国家知识产权局已于 2017 年 1 月 11 日授权公告，专利号为 ZL201620868450.7 ；一种钢箱梁顶推施工用钢导梁实 用新型专利已向国家知识产权局提交申请。 2 工法特点 2.1 提出了一种(110+180+110)m 三孔连续钢箱系杆拱桥顶推施工方法，其基于设计参数 对顶推系统结构进行设计和检算，应用有限元软件 MIDAS 和 ANSYS 建立空间结构有限元 模型，对顶推施工全过程进行仿真计算分析。通过在拱肋与主梁之间安装辅助撑杆，改变钢 箱系杆拱桥的结构受力体系，增加顶推施工过程中结构的稳定性和刚度，通过合理布置顶推 墩的位置，使施工过程安全可控、质量可靠、过程最简便、成本最低的施工方案。 2.2 、超过 1800t 支撑力临时墩采用了钢管桩、型钢等装配式结构。重点解决了 14m 深 水临时墩钢管桩结构基础水下连接系使用非焊接结构的施工难题；同时避免了的河床遗漏钢 筋混凝土桩等临时设施，给航道通行安全提供了可靠保证；减少了资源的浪费和对环境的影 响。 2.3 通过合理布置顶推墩的间距，优化临时撑杆结构体系，使顶推过程中主纵梁受力均 衡，并增加了梁体的刚度，减小了挠度，确保了梁体在顶推过程中主梁尾部最大悬臂 60m 时不设置后导梁，结构受力、变形均满足设计、规范要求，减少了临时设施的工程量，大大 节约了时间、降低了成本。 2.4 通过对结构及施工过程模拟分析，前导梁优化设计采用与主梁结构类似的空腹薄壁 箱型结构，前端设置 1/16m 自爬倒角，减轻了导梁的重量，保证了顶推的顺畅，提高了导梁 上墩效率。 2.5 施工监控采用基于 3G 无线传输技术，实现了数据自动采集、分析、预警的无线远 程监控。对结构应力、应变、温度、高程控制、环境风速实行全面的自动监测。实现了快速、 及时的自动监测和预警，并与顶推现场控制系统联机联控。为顶推施工提供了可靠的保障。 2.6 根据桥梁施工设计线形要求，通过 CAD 施工模拟技术，建立了钢箱梁制作整体胎 架，钢箱梁零部件的组装、焊接均在胎架上完成，实现了钢箱梁以半桥为单元整体制作，节 段之间对接精准、无误差，无需进行二次预拼装与修整对接口等工序；钢桥现场安装根据工 1 三跨下承式钢箱系杆拱桥步履式顶推施工工法 厂制作胎架数据，确定安装临时支架高程数据，实现了钢箱梁、钢箱拱定位精确，施工效率 高的目标。 2.7 通过绘图软件绘制全桥的三维模型，并确定钢箱梁、拱的测量控制点，采用两台