工法工藝原理簡介
寬幅橋梁主體結(jié)構(gòu)由多片單體鋼箱梁組成。單體鋼箱梁施工采用預(yù)制梁段現(xiàn)場連接、分節(jié)段頂推就位的方式，即在橋梁引道建設(shè)鋼箱梁拼裝場地和頂推平臺，平臺上設(shè)運(yùn)梁滑移軌道、運(yùn)梁小車和螺栓連接地溝；頂推采用單點(diǎn)拖拉方式，在鋼箱梁位置兩側(cè)安裝穿心式千斤頂，千斤頂與橋臺通過反力座裝置固定，千斤頂通過鋼絞線與設(shè)置在鋼箱梁兩側(cè)的固定端夾持器連接，啟動千斤頂，牽引鋼絞線，帶動鋼箱梁整體前進(jìn)；為減小梁的懸臂長度，預(yù)先安裝臨時支墩和前導(dǎo)梁，并在橋梁墩臺和臨時支墩上安裝滾排裝置及糾偏裝置；頂推時，啟動油泵為千斤頂提供動力，鋼箱梁通過滾排裝置縱向移動，當(dāng)完成一個頂推節(jié)段后，停止頂推并安裝下一梁節(jié)段，直至將整片梁頂推就位；單體鋼箱梁頂推就位后即拆除前導(dǎo)梁，移至下一頂推梁端再安裝。寬幅橋梁多箱施工按照先安裝橋梁軸線處的鋼箱梁，待首件頂推就位后，再對稱首件依次逐片頂推其他鋼箱梁。待全部鋼箱梁就位并完成箱梁間聯(lián)系后統(tǒng)一實(shí)施落梁，調(diào)整橋梁豎向線形，進(jìn)行橋面系施工，最后拆除臨時支墩。
關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)
寬幅城市橋梁多箱分體頂推施工工法的關(guān)鍵技術(shù)及主要創(chuàng)新成果如下。
1）滾排滑道裝置設(shè)計。定型設(shè)計滾排滑道，利用滾動結(jié)構(gòu)的機(jī)械特性，有效降低了凸起部位對頂推的影響，減小了對臨時支撐的縱向剛度要求。綜合滾排滑道裝置、千斤頂輔助提梁技術(shù)以及梁節(jié)段二次栓接技術(shù)，共同滿足了頂推過程中豎曲線爬坡的需要。
2）簡易快拆式鋼桁架導(dǎo)梁設(shè)計。針對工程的特殊地形條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，自主設(shè)計的簡易快拆式鋼桁架導(dǎo)梁，解決了導(dǎo)梁需要反復(fù)拆裝的難題。
3）鋼管桁架輔助拉接技術(shù)。采用簡易桁架輔助拉接的方式以抵抗頂推過程中的水平推力，即將鋼箱梁一側(cè)設(shè)鋼管桁架與臨時支墩頂部進(jìn)行焊接拉接，另一側(cè)與永久墩進(jìn)行固結(jié)，解決了頂推過程中柔性墩的穩(wěn)定性及側(cè)移問題。
4）實(shí)現(xiàn)多箱分體頂推施工的裝置和方法。鋼箱梁采用分體組拼、頂推的方式形成橋跨結(jié)構(gòu)。采用軌道式運(yùn)梁和下沉式地溝拼裝，現(xiàn)場工廠化流水作業(yè)，按橋梁縱曲線不等高設(shè)置運(yùn)梁小車裝置，使構(gòu)件就位準(zhǔn)確。頂推設(shè)計采用了單點(diǎn)拖拉式頂推方法。
5）寬幅橋梁多箱分體頂推施工協(xié)同性控制技術(shù)。為確保鋼箱梁成橋豎曲線滿足設(shè)計要求，鋼箱梁豎曲線測控分為單體鋼箱梁就位、連系梁安裝及鋼箱梁預(yù)壓3個階段。依據(jù)測量結(jié)果，箱梁頂推到位并完成落梁后，結(jié)合梁混凝土澆注前對河道內(nèi)臨時支墩進(jìn)行分次預(yù)壓，采取千斤頂頂升等措施及時調(diào)整臨時支墩墩頂高程至成橋梁底高程。橋面混凝土采用分塊均衡澆注法，分塊之間采用加設(shè)鋼板網(wǎng)片施工縫處理方法。
該工法的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新成果已成功申報了以下技術(shù)專利：1）頂推滑道采用了特制的“滾排滑道”，專利號為：ZL 2010 2 0215846.4；2）“應(yīng)用滾排滑道進(jìn)行橋梁頂推施工的裝置及其施工方法”， 專利號為：ZL 2010 1 0191977.8；3）“簡易快拆式鋼桁架導(dǎo)梁”，專利申請?zhí)枮椋?01120044145.3。
工法工程應(yīng)用實(shí)例
寬幅城市橋梁多箱分體頂推施工工法成功應(yīng)用北京永定門南中軸廣場工程橋梁蓋板結(jié)構(gòu)工程施工。施工中應(yīng)用該工法，在城市繁華路段連續(xù)9次實(shí)施單箱頂推，成功跨越一河兩路。單體鋼箱梁分為6個節(jié)段，3個節(jié)段為一組，分次頂推就位，多箱分體頂推施工采用由中間向兩邊的順序同步進(jìn)行。首片梁頂推歷時13天，通過首片梁的頂推試驗，獲得了重要的技術(shù)參數(shù)，優(yōu)化了施工工藝，為多箱同時頂推提供了依據(jù)。工程總體投入3套頂推設(shè)備，正式頂推階段控制頂推速度為6m/h，單箱施工平均用時45h，8片鋼箱梁頂推共計12d，頂推總長度為1112.04m，總歷時25d。工程施工優(yōu)質(zhì)、高效、安全、環(huán)保，符合國家規(guī)范，達(dá)到了設(shè)計要求，工法的成熟性、可靠性得到了工程施工實(shí)踐的充分驗證。
經(jīng)濟(jì)及社會效益分析
該工法成功應(yīng)用于永定門南中軸廣場工程，通過優(yōu)化設(shè)計頂推平臺、頂推反力裝置、滾排滑道裝置、側(cè)向限位裝置、臨時支墩及鋼導(dǎo)梁設(shè)計，在創(chuàng)新施工工藝的基礎(chǔ)上，直接降低工程成本57.6萬元。應(yīng)用該工法施工，具有安全、高效、不占路、占地少、噪音低，對社會環(huán)境影響小、節(jié)能減排等顯著優(yōu)勢和特點(diǎn)。廣場交付使用后，與北廣場南北呼應(yīng)，場地寬闊、環(huán)境優(yōu)美，可為市民提供休憩、娛樂和集會。該工法施工方法科學(xué)合理，優(yōu)質(zhì)、高效、安全、環(huán)保，施工成本較低，體現(xiàn)出了良好的經(jīng)濟(jì)和社會綜合效益。
寬幅城市橋梁多箱分體頂推施工工法在頂推滑道技術(shù)、鋼導(dǎo)梁設(shè)計、柔性支墩穩(wěn)定性控制、寬幅橋梁蓋板結(jié)構(gòu)的橋形和多箱協(xié)調(diào)性控制方面有所創(chuàng)新，工藝成熟、完整，實(shí)用性強(qiáng)，整體技術(shù)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，適用于城市架空廣場建設(shè)、舊城區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施改造中的鋼箱梁安裝工程，以及跨越交通繁忙路段、河流等復(fù)雜工況下的鋼箱梁安裝工程，對城市橋梁設(shè)計和施工，具有很強(qiáng)的指導(dǎo)和借鑒作用，推廣應(yīng)用前景廣闊。
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