鋼箱梁步履式頂推施工技術探究

中鐵十四局集團西北工程有限公司 陜西 西安 710086

1 引言

鋼箱梁頂推施工技術在現代化工程建設中具有較高的應用頻率,其解決了很多施工上的技術隱患,提升了施工質量,能實現在管控過程中,具備更加到位的對應解決技術難題的能力。更能有效完善有關技術方案,提升控制能力。本文以實際工程為例,探討了步履式頂推施工技術要點。

2 工程概況

某工程橋梁在西戶鐵路K7+389.8處,與鐵路平面夾角24.6°,橋寬度21.5m,跨越及鄰近處對應西戶鐵路樁號為K7+344.3-K7+429.8,共長80m。橋梁左右兩幅均為40m+50m+40m連續鋼箱梁,梁底至鐵軌頂大于8m;人群荷載3.5kN/m2,鋼箱梁截面為左幅單箱三室、右幅單箱單室,左幅橋面總寬12m,右幅橋面總寬9m,頂板設1.5%橫坡,左幅鋼箱底板寬7.64m,右幅鋼箱底板寬4.64m。

3 鋼箱梁頂推施工技術方案

3.1 頂推施工技術

(1)臨時墩結構與布置。可靠布設臨時墩,基礎形式選用鉆孔灌注樁,頂推臨時墩頂部縱向布置2根三拼HN700×300的分配梁、分配梁上布置步履式千斤頂和臨時鋼墊塊。分配梁將墩頂所受壓力均勻分配到下部鋼管樁承重結構,臨時鋼墊塊用于頂推過程中的受力轉換及落梁作業。地面拼裝后采取吊裝移動方式,與預埋件可靠焊接,以四臺15t倒鏈與已安鋼梁固定,

(2)頂推作業。作業中需設置鋼導梁,其長度控制在頂推臨時墩跨度的60～70%以內,分段制造現場焊接。腹板可靠焊接連接,將導梁分段加工,本工程分為三段。長度均為10m,間隔10m設置一道連接系增強整體穩定性。

(3)頂推設備。施工時采用400t智能步履式頂推設備進行施工。鋼箱梁頂推最多共布置12套頂推設備,負責鋼梁的起頂、縱移頂推,同時帶有頂推時橫向糾偏功能。步履式頂推器具備諸多集成化的施工作業能力,可將豎向頂起、水平推進、方向糾偏的功能同步實現,在起頂鋼梁后獲得同時也獲得了一定的行進距離,之后鋼梁被防至下一個位置的支點上,再次進行后續施工作業,如此往復進行指導行至最終的制定設計位置。步履式頂推器的集成化施工作業能力,極大的提升了施工質量和施工效率。

(4)頂推設備調試及操作。調式工作是重要的作業前準備環節,其對施工精度和施工安全都具有較大的影響,調試工作開展過程中,可以以自動調試配合手動調試作業模式,提升施工設備的施工性能,一般在調試工作結束之后,要對調試結構有效的鑒別,一般可以利用特點檢查設備進行接觸式檢測的方式,使其能正常有效的施工作業,主要包括了對手機運行模式、油泵、頂進裝置、傳感器、壓力表等的檢測。

3.2 鋼梁吊裝

(1)鋼絲繩選用。吊繩與構件夾角取60°,按吊裝構件42.3t=423KN(最重情況考慮),采用3個吊點,吊繩與箱梁的夾角大于60°、根據在吊裝過程中可能出現的最大受力的情況計算出每根鋼絲繩的容許拉力值:

[S]=423/3/sin60°=192.6KN

根據鋼絲繩破斷拉力計算公式:[S]=S0/K

S0=[S]*K=192.6*6=1155.7KN

[S]:鋼絲繩最大拉力值

S0:鋼絲繩最小破斷拉力

K:安全系數(本方案中鋼絲繩做吊索使用,取K=6)

選用鋼絲繩第4組(8*19鋼芯)Φ44,查《五金手冊》,其破斷拉力為1250k N,滿足要求。

(2)試吊。試吊正常是保證鋼板梁在整個吊裝順利進行的可靠保障,因此試吊時邀請有關部門參加。通過試吊,明確電機運轉正常,嚴格控制吊裝回轉半徑,對方案中吊重半徑進行嚴格的控制。通過試吊,測設出鋼板梁在吊裝過程中產生的撓度,便于指導鋼梁落位后的校正工作。

3.3 施工監控 鋼梁頂推過程是結構體系不斷轉換的過程,受力復雜;頂推過程中鋼梁上下擾動,線形控制尤其困難和重要。由于鋼梁和導梁在頂推過程中線形不斷的變化,其支墩受力尤其需要關注。為了確保鋼箱梁最終成橋后符合設計的線型要求和應力狀態,需要對拼裝頂推過程在動態和靜態下各種工況,在風力、溫度、日照等環境影響下進行施工過程分析,找出不利狀態、最大變形值并進行詳細觀測和有效的控制。

4 鋼箱梁頂推施工技術控制措施

4.1 安裝階段 鋼梁頂推設備安裝過程中,要能保障安裝支架穩定、可靠,驗算支架的承載力,同時考慮預留壓縮沉降量以及預拱度,安裝過程中,主要考慮穩定對鋼梁頂推設備支架的影響,更具具體的溫度影響值,有效設置活動制作位置。要避免支架不良的位移變形值,超過特定的極限控制值,需要在安裝過程中,進行動態變形量監測,變形量較大時,及時采取可靠措施。鋼梁起吊安裝中,要能保障其位置準確,要利用精確測量儀器,指揮鋼梁準確安裝到指定支座位置,用高強螺旋固定好鋼箱梁位置,無螺栓位置,要設置防滑材料,如石棉板、三合板。

4.2 施工作業階段 鋼梁頂推施工中,測量人員應加強線型測量,發現偏差及時反饋并調整,確保鋼梁架設精度,切實控制好各頂推設備的橫向標高。頂推設備安裝時必須橫向水平。

設備安裝時要控制水平千斤頂的前進方向,縱向與橋軸線平行,并保證設計縱坡。

運行過程中,應不定期檢測每臺千斤頂、液壓站運行情況,如是否有漏油現象,是否有異常聲音等非常正常現象,都必須停機檢查、維修。

4.3 頂推完成后 工作完成后拆卸油管時,應先使千斤頂內油壓卸荷完,嚴禁帶壓力拔油管。高壓膠管拆除后,應戴上各接頭蓋或用塑料袋包好以免灰塵微粒、雜物進入膠管。設備長期存放應將各部件擦凈,并用塑料袋罩好。若重新使用,則必須首先排除系統中積聚的空氣,更換千斤頂中的易損件,檢查提升千斤頂的動作是否正確。

5 結語

鋼箱梁頂推施工技術在實施中,應做好有關方案的科學制定,規避有關風險問題,做好方案的設計校核,落實必要的施工技術控制措施。