大跨度管桁架拼裝施工工法

榮譽(yù)表彰

2011年9月，中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2009-2010年度國(guó)家級(jí)工法的通知》建質(zhì)[2011]154號(hào)，《大跨度管桁架拼裝施工工法》被評(píng)定為2009-2010年度國(guó)家二級(jí)工法。 2100433B

柔性臺(tái)座預(yù)制拼裝頂推施工工法適用范圍

《柔性臺(tái)座預(yù)制拼裝頂推施工工法》適用于中長(zhǎng)橋梁的連續(xù)梁施工，尤其是跨徑50米內(nèi)的多跨長(zhǎng)橋。適用于公路橋、鐵路以及城市道路橋梁施工，尤其可以推廣應(yīng)用于鐵路客運(yùn)專線、高速鐵路橋梁，解決因簡(jiǎn)支箱梁梁重較大難以運(yùn)輸和架設(shè)，而其他施工方法施工速度又較慢的問(wèn)題。

柔性臺(tái)座預(yù)制拼裝頂推施工工法工藝原理

《柔性臺(tái)座預(yù)制拼裝頂推施工工法》采用工廠化預(yù)制梁段，在由制式器材組成的連續(xù)梁柔性臺(tái)座上進(jìn)行梁段定位、調(diào)整、連接成設(shè)計(jì)線形，采用多點(diǎn)連續(xù)頂推技術(shù)進(jìn)行頂推施工。與傳統(tǒng)的剛性臺(tái)座現(xiàn)澆頂推相比，可以節(jié)省大量的臺(tái)座鋼材和混凝土，而且預(yù)制拼裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)梁預(yù)制和頂推平行施工，能夠加快施工進(jìn)度，縮短工期。

柔性臺(tái)座預(yù)制拼裝頂推施工工法施工工藝

• 工藝流程

《柔性臺(tái)座預(yù)制拼裝頂推施工工法》的工藝流程見(jiàn)圖1。

• 操作要點(diǎn)

《柔性臺(tái)座預(yù)制拼裝頂推施工工法》的操作要點(diǎn)如下：

一、柔性臺(tái)座

1.臺(tái)座結(jié)構(gòu)

由于連續(xù)梁頂推到位后起落梁極其困難因此臺(tái)座位于連續(xù)梁設(shè)計(jì)曲線上，其頂部標(biāo)高根據(jù)位置計(jì)算和控制，以保證連續(xù)梁頂推到位后處于設(shè)計(jì)位置。

頂推臺(tái)座由基礎(chǔ)和縱橫梁組成（圖2）?；A(chǔ)全部為混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)?？v橫梁采用六四式軍用梁拼裝而成，縱梁上鋪設(shè)頂推裝置，作為連續(xù)梁拼裝和頂推施工的平臺(tái)。臺(tái)座豎向荷載由混凝土基礎(chǔ)承受，水平和橫向反力由附近橋墩承受。

2.臺(tái)座變形控制措施

（1）由軍用梁連接螺栓、基礎(chǔ)沉降以及各結(jié)構(gòu)相互之間的空隙產(chǎn)生的變形，可以通過(guò)預(yù)壓予以消除。

（2）拼裝臺(tái)座產(chǎn)生的撓度變形，采用中間加設(shè)鋼管樁支撐的辦法減小軍用梁的跨度，使撓度處于允許范圍內(nèi)。

3.柔性臺(tái)座的優(yōu)缺點(diǎn)

柔性臺(tái)座主要由制式器材拼裝組成，拼裝快捷，轉(zhuǎn)場(chǎng)容易。與傳統(tǒng)的剛性臺(tái)座相比，可以節(jié)省大量的材料，經(jīng)濟(jì)性好。缺點(diǎn)是拆裝梁作為縱梁，是一個(gè)連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，線型控制可能比較困難。

二、頂推裝置

1.臨時(shí)設(shè)施

（1）臨時(shí)墩

臨時(shí)墩的設(shè)置要根據(jù)橋下交通、通航要求、施工難易程度、拆除方案及工程量等綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較決定，一般使梁的頂推跨徑不大于50米。臨時(shí)墩受力主要為豎直荷載和水平摩阻力，如果設(shè)置了橫向?qū)蜓b置，還應(yīng)考慮橫向反力。

（2）導(dǎo)梁

導(dǎo)梁的作用是減小連續(xù)梁頂推過(guò)程中的最大負(fù)彎矩。導(dǎo)梁長(zhǎng)度一般為頂推跨徑的0.6~0.8倍，剛度為連續(xù)梁的1/9~1/5。導(dǎo)梁的長(zhǎng)度和剛度應(yīng)綜合考慮，過(guò)大或過(guò)小均將增加頂推時(shí)連續(xù)梁的內(nèi)力。

為減小自重，導(dǎo)梁宜根據(jù)應(yīng)力計(jì)算采用變剛度。一般導(dǎo)梁與連續(xù)梁連接處導(dǎo)梁的應(yīng)力最大，可以采用預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行加固。

導(dǎo)梁上墩時(shí)應(yīng)做好導(dǎo)向滑道的工作。由于自重產(chǎn)生撓度下垂，為方便導(dǎo)梁上墩，導(dǎo)梁前端設(shè)一500毫米×800毫米的缺口，當(dāng)?shù)竭_(dá)滑道上方時(shí)在滑板上設(shè)千斤頂抬高導(dǎo)梁前端引上滑道。

（3）臨時(shí)預(yù)應(yīng)力

頂推過(guò)程中應(yīng)力過(guò)大時(shí)，可以設(shè)置臨時(shí)預(yù)應(yīng)力頂推就位后拆除。臨時(shí)預(yù)應(yīng)力可以設(shè)置在體內(nèi)也可以設(shè)置在體外，體外束要特別注意防腐和保護(hù)，體內(nèi)束拆除后再進(jìn)行壓漿封堵預(yù)應(yīng)力孔道。

2.動(dòng)力和牽引裝置

（1）動(dòng)力裝置

頂推動(dòng)力由控制臺(tái)、油泵和ZLD-100型自動(dòng)連續(xù)千斤頂組成。ZLD-100型千斤頂由2個(gè)行程200毫米的穿心式千斤頂前后串聯(lián)組成，通過(guò)雙油路的ZLDB油泵供油，前后兩個(gè)千斤頂交替工作形成連續(xù)頂推。所有的千斤頂由控制臺(tái)統(tǒng)一控制，以保證同步工作。千斤頂布置根據(jù)頂推工況摩擦力計(jì)算確定，啟動(dòng)靜摩擦系數(shù)可取為0.08，滑動(dòng)時(shí)動(dòng)摩擦系數(shù)取為0.06。

（2）牽引裝置

牽引裝置包括鋼絞線和拉錨器，千斤頂拉力通過(guò)鋼絞線和拉錨器傳遞至連續(xù)梁，拉動(dòng)連續(xù)梁前進(jìn)。施工中應(yīng)注意鋼絞線不宜太長(zhǎng)，一臺(tái)千斤頂內(nèi)的鋼絞線應(yīng)左右旋向搭配，以避免使用過(guò)程中鋼絞線旋轉(zhuǎn)。鋼絞線使用前應(yīng)進(jìn)行預(yù)張拉。

牽引裝置和千斤頂應(yīng)置于連續(xù)梁縱軸線上，可以避免兩側(cè)處理不均造成梁橫向偏離以及對(duì)橋墩的沖擊和扭曲。

3.滑道

滑道可分為增頂滑道和臺(tái)座滑道兩部分，兩者不同之處在于，墩頂滑道的滑動(dòng)面為滑塊和滑道板的接觸面，臺(tái)座滑道的滑動(dòng)面為滑塊與鋼軌的接觸面。滑塊為橡膠鋼板組合制品，為減小摩阻力采用聚四氟乙烯貼面，與梁底接觸面則采取增加摩擦力措施。

墩頂滑道從梁底向下依次由滑塊、滑道板、剛性支座組成?；腊宀捎貌讳P鋼加工，按所處位置梁底曲線形狀加工，表面打磨光滑，固定于剛性支座上。在滑塊喂進(jìn)方向有一圓角，以利于滑塊的續(xù)進(jìn)。

臺(tái)座滑道滑動(dòng)裝置由聚四氟乙烯滑塊、滑道板和P43鋼軌組成。每側(cè)設(shè)置兩根P43鋼軌，通過(guò)限位鋼板固定在臺(tái)座縱梁上?；腊宀捎娩摪寮庸?，在與鋼軌接觸面焊接限位鋼板，形成滑槽?；瑝K放置在滑槽內(nèi)。

為減小摩擦，滑動(dòng)面可涂以適量的潤(rùn)滑劑。實(shí)踐證明，采用二硫化鉬和黃油按1:1的比例配制的潤(rùn)滑劑具有良好的潤(rùn)滑效果。

滑道是頂推施工的關(guān)鍵之一，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)第一，滑道板的形狀應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，必須保證與箱梁有足夠的接觸面積，防止滑道受力面積不足被壓壞；第二，嚴(yán)格控制好滑道的絕對(duì)標(biāo)高和相互之間的相對(duì)標(biāo)高，防止因標(biāo)高變化引起滑道受力分布發(fā)生變化；第三，墩頂滑道板必須固定牢固。

4.導(dǎo)向裝置

箱梁的橫向位置調(diào)整由側(cè)向限位器在頂推過(guò)程中完成。側(cè)向限位器由與箱梁腹板接觸部分滾輪、調(diào)節(jié)桿、固定架三部分組成。調(diào)節(jié)桿采用ф50絲桿，通過(guò)調(diào)節(jié)桿調(diào)整滾軸與箱梁之間的距離，對(duì)箱梁施加橫向力，使箱梁在頂推過(guò)程中產(chǎn)生橫向移動(dòng)，從而調(diào)整箱梁的橫向位置。

三、連續(xù)梁預(yù)制

1.梁段劃分

連續(xù)梁分段應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)度、運(yùn)輸和吊裝能力等情況綜合考慮，使之適宜于工廠化預(yù)制。為減少一次性投入，應(yīng)使預(yù)制規(guī)格最少，模板通用化程度最高。

2.梁段預(yù)制

梁段預(yù)制采用鋼模，底模固定在預(yù)制平臺(tái)上，工廠加工制做，使用螺栓連接，操作容易。預(yù)制平臺(tái)根據(jù)荷載計(jì)算，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，其承載力足以保證施工需要。

預(yù)制場(chǎng)地布置要根據(jù)材料模板存放、施工空間、起吊運(yùn)輸、梁段存放等綜合考慮。預(yù)制場(chǎng)地要進(jìn)行必要的硬化處理，設(shè)置排水溝。

四、梁段拼裝

1.準(zhǔn)備工作

1）全面檢查、測(cè)量復(fù)核滑道（鋼軌）頂面標(biāo)高、平順性、光滑性、坡度，若有不符合要求之處，進(jìn)行處理、調(diào)整；

2）在拼裝臺(tái)座上按設(shè)計(jì)位置安放滑道裝置；

3）全面檢查、測(cè)量、復(fù)核滑道板頂面標(biāo)高平整度及坡度，若有異常調(diào)整至設(shè)計(jì)要求；

4）檢查梁段頂面縱軸線和測(cè)控點(diǎn)是否標(biāo)定，位置是否準(zhǔn)確；

5）重新復(fù)核測(cè)量梁段頂板上測(cè)控點(diǎn)上的標(biāo)高；

6）確定所拼梁段的順序、編號(hào)、吊拼方向；

7）對(duì)與澆筑梁段現(xiàn)場(chǎng)同條件養(yǎng)護(hù)的混凝土試件進(jìn)行試壓，以確保吊運(yùn)強(qiáng)度。

2.梁段定位

在拼裝臺(tái)位上對(duì)每一拼裝梁段的位置、濕接頭的位置及寬度、梁段總長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量畫(huà)線定位，在軌枕上測(cè)量標(biāo)定出中線、邊線位置。

當(dāng)一段梁頂推到位后，應(yīng)對(duì)連續(xù)梁中心線、梁段尾部標(biāo)高及轉(zhuǎn)角進(jìn)行測(cè)量，滿足規(guī)范要求后才能進(jìn)行下一梁段的定位拼裝。

梁段定位包括縱向、橫向及豎向位置的確定，應(yīng)滿足橋梁設(shè)計(jì)線形要求。由于臺(tái)座縱梁為柔性連續(xù)梁，線形隨著荷載無(wú)規(guī)律變化，造成梁底標(biāo)高變化無(wú)規(guī)律，定位困難。梁段定位采取先確定縱橫向位置后再調(diào)整梁底標(biāo)高的方法。

3.箱梁拼裝

在頂推臺(tái)座上首先組拼鋼導(dǎo)梁，鋼導(dǎo)梁的安裝和精度符合設(shè)計(jì)和鋼結(jié)構(gòu)施工規(guī)范，然后再進(jìn)行各段箱梁的拼裝。

1）龍門吊就位準(zhǔn)備吊裝；

2）按拼裝順序、梁段編號(hào)提升、起吊梁段，首先起吊第一梁段；

3）吊運(yùn)梁段到拼裝位置，調(diào)整落梁位置準(zhǔn)備落梁就位到滑道板上。梁段就位時(shí)，進(jìn)行全過(guò)程測(cè)量監(jiān)控；

4）進(jìn)行箱梁中線、邊線與就位中線、邊線測(cè)量，若有偏差，對(duì)梁段進(jìn)行調(diào)整，直至符合要求，然后落梁就位；

5）進(jìn)行高程測(cè)量、檢查中線確認(rèn)；

6）吊運(yùn)第二梁段到拼裝位置，按上述方法準(zhǔn)確落梁就位到滑道板上，進(jìn)行中線、高程測(cè)量；

7）測(cè)量濕接頭的寬度，用千斤頂對(duì)梁段位置進(jìn)行調(diào)整；

8）對(duì)所拼裝梁段進(jìn)行中線、高程進(jìn)行檢查、測(cè)量；

9）重復(fù)上述步驟、方法進(jìn)行其他梁段的定位、拼裝，直至拼裝完畢；

10）拼裝完畢后，對(duì)梁段中線、高程、濕接頭寬度、總長(zhǎng)度進(jìn)行全面測(cè)量檢查。

梁底標(biāo)高調(diào)整的原則為：不過(guò)分追求縱梁線形的準(zhǔn)確，以梁底線形調(diào)整為目的，確保梁底線形的準(zhǔn)確，符合設(shè)計(jì)要求。調(diào)整好梁底線形后即可進(jìn)行連接施工。

4.梁段連接

梁段連接采用濕接縫連接。

梁段連接鋼筋采用焊接，焊接時(shí)應(yīng)上、下、左、右對(duì)稱焊接，避免鋼筋焊結(jié)應(yīng)力集中，引起拼接梁段發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，不符合梁底線形要求。

側(cè)模和底模采用整體鋼模，內(nèi)模采用組合鋼模，通過(guò)拉桿連接。接縫混凝土采用聚酯纖維混凝土，應(yīng)控制好混凝土拌合時(shí)間，以保證聚酯纖維能均勻分布，充分參與工作?；炷翝仓皯?yīng)對(duì)兩端混凝土面鑿毛并且澆水濕潤(rùn)，防止產(chǎn)生裂縫。

5.預(yù)應(yīng)力施工

縱向采用12×7ф7平行鋼絲，橫向采用19×7ф7平行鋼絲，隱蓋梁采用31×7ф7平行鋼絲，一端采用鐓頭錨，一端采用夾片錨。

前后段預(yù)應(yīng)力采用HML21-12連接器連接，外設(shè)保護(hù)罩使連接器與混凝土隔開(kāi)形成預(yù)留空間，連接器可以自由伸縮，以保證預(yù)應(yīng)力完全自由傳遞。

豎向預(yù)應(yīng)力采用ф25精扎螺紋鋼。

預(yù)應(yīng)力施工時(shí)必須按照對(duì)稱原則，以防止應(yīng)力造成梁體扭曲。預(yù)應(yīng)力施工順序應(yīng)按照避免截面過(guò)大偏心受力和預(yù)應(yīng)力相互干擾最小原則確定。

五、頂推施工

1.安裝拉錨器、鋼絞線，調(diào)整限位器位置滑塊、滑道涂抹潤(rùn)滑劑，人員就位。

2.接通電源，啟動(dòng)油泵、控制臺(tái)，各千斤頂調(diào)整回程到位，同時(shí)對(duì)鋼絞線統(tǒng)一施加20MPa拉力。

3.現(xiàn)場(chǎng)指揮員位于主控臺(tái)位置，待各項(xiàng)準(zhǔn)備工作檢查無(wú)誤后，下達(dá)頂推命令，千斤頂開(kāi)始工作，頂推開(kāi)始。

4.為克服靜摩擦力，可操作前后頂同時(shí)工作，待連續(xù)梁?jiǎn)?dòng)、滑動(dòng)后，再轉(zhuǎn)為自動(dòng)連續(xù)工作狀態(tài)。

5.頂推施工觀測(cè)

（1）施工觀測(cè)及內(nèi)容

①各墩受垂直荷載和水平推力所產(chǎn)生的偏位、沉降量。

②連續(xù)梁和導(dǎo)梁的撓度以及中線。

③連續(xù)梁在頂推過(guò)程中，四氟滑板與不銹鋼滑道的啟動(dòng)靜摩擦系數(shù)和動(dòng)摩擦系數(shù)變化的觀測(cè)，滑板與滑道添加潤(rùn)滑劑時(shí)摩擦系數(shù)變化的觀測(cè)。

（2）觀測(cè)方法和儀器

①連續(xù)梁和導(dǎo)梁的撓度、橋墩的壓縮變形和沉降等項(xiàng)目可在觀測(cè)部位設(shè)置固定的水準(zhǔn)標(biāo)尺或測(cè)點(diǎn)用水準(zhǔn)儀觀測(cè)。

②主梁、導(dǎo)梁平面軸線的偏移及橋墩受水平推力發(fā)生的偏轉(zhuǎn)位移可在橋面和橋墩上標(biāo)記的軸線位置用全站儀觀測(cè)，對(duì)于水中橋墩的觀測(cè)應(yīng)事先在橋墩兩旁設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行縱向位移值觀測(cè)。

③靜、動(dòng)摩擦系數(shù)可由千斤頂?shù)捻斖屏突瑒?dòng)裝置的支承反力為據(jù)進(jìn)行計(jì)算。

6.頂推注意事項(xiàng)

（1）頂推速度不宜太快，一般以15厘米/分鐘為宜。

（2）頂推進(jìn)行中，因箱梁底板混凝土錯(cuò)臺(tái)造成滑塊喂不進(jìn)去，可喂薄鋼板，因滑道板前端為楔形面，喂鋼板可逐次加厚，每次加厚不超過(guò)4~6毫米，過(guò)渡長(zhǎng)度不小于150毫米，逐漸將箱梁頂起，以喂進(jìn)滑塊。

（3）滑道板設(shè)計(jì)宜采用剛度大的結(jié)構(gòu)，防止因箱梁底部不平造成滑道板中間受力兩端翹起，喂不進(jìn)滑塊。

（4）頂推千斤頂，安全錨要經(jīng)常調(diào)試、維修清洗，保證施工時(shí)保持良好工作狀態(tài)。

• 勞動(dòng)組織

《柔性臺(tái)座預(yù)制拼裝頂推施工工法》的勞動(dòng)組織見(jiàn)表1。

2008年1月31日，中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2005-2006年度國(guó)家級(jí)工法的通知》建質(zhì)[2008]22號(hào)，《柔性臺(tái)座預(yù)制拼裝頂推施工工法》被評(píng)定為2005-2006年度國(guó)家一級(jí)工法。 2100433B

《柔性臺(tái)座預(yù)制拼裝頂推施工工法》的效益分析如下：

1.該橋采用柔性臺(tái)座預(yù)制頂推，節(jié)省成本40萬(wàn)元，臺(tái)座拼裝、轉(zhuǎn)場(chǎng)節(jié)省工期40天，預(yù)制頂推節(jié)省工期80天。

2.廣東韶關(guān)五里亭大橋應(yīng)用該工法，提高了施工速度和質(zhì)量，榮獲韶關(guān)市優(yōu)質(zhì)樣板工程。廣州日?qǐng)?bào)、韶關(guān)電視臺(tái)、韶關(guān)日?qǐng)?bào)等多家媒體對(duì)五里亭大橋的施工給予了跟蹤報(bào)道，產(chǎn)生了較好的社會(huì)效益。

3.該工法具有較高的應(yīng)用推廣價(jià)值。

注：施工費(fèi)用以2005-2006年施工材料價(jià)格計(jì)算