橋樑工程中鋼箱梁頂推施工技術的應用論文

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在橋樑工程中,加強鋼箱梁頂推施工技術的應用,主要是考慮到在施工中不用採取大型起吊機械裝置,佔地少,能同時實施鋼箱梁頂推和安裝邊跨支架樑段。而鋼箱梁由於大跨徑橋樑常見的一種多結構焊制的箱梁結構,鑑於其自身具有較大的自重,所以必須將鋼箱梁頂推到臨時橋墩的基礎上才能完成整個工程的施工。但是在實際施工中,也經常會遇到這樣或那樣的技術難題。以下筆者結合某工程實踐予以探究。

橋樑工程中鋼箱梁頂推施工技術的應用論文

一、工程概況

本大跨徑橋樑屬於高架橋。其基本情況如下:①16聯,總共分為三跨連續樑,其中第一跨為1到5聯;第二跨為第6聯;第三跨為7到16聯。第一跨和第三跨的孔間距均為25m,且屬於預應力砼,而第二跨屬於中跨,其鋼箱梁長在包含鋼混結合段在內共201.2m,並在預應力砼箱梁和鋼箱梁相交處安裝了鋼混結合段,長度為2m。②為了滿足橋樑構造和運輸與施工方面的條件,將第二跨鋼箱梁分成了A、B、C三種樑段,其中C段屬於鋼混結合段。③在16聯三跨連續鋼箱梁中,直線樑和曲線樑分別為2聯和14聯,總長度為1542m,箱梁的高度為2.4m,為矩形雙柱橋墩,有固定墩、非制動墩以及聯間墩組成。④第二段的跨徑中不僅需要從城市主幹道跨越,而且還會對既有線路的影響,因而成為本工程的難點所在。⑤橋樑單幅寬度為14m,屬於全焊扁平結構,鋼箱梁的總質量為1,420T、總面積為2,030㎡,所以每平米的鋼箱梁重量高達700kg,因而本工程決定採用頂推施工技術進行鋼箱梁的頂推。

二、頂推施工技術難點總結

在本橋樑工程施工中,頂推施工技術方案中,主要是利用導樑進行連續頂推,共頂推兩次,第一次和第二次的頂推距離分別是50m和95m,當連續頂推的千斤頂在臨時墩上將鋼箱梁頂推到噸位之後,利用豎向的千斤頂將鋼箱梁放到永久墩完成施工。以下就其技術難點進行總結:

1.主樑計算難點

在本工程中,由於需要頂推的鋼箱梁長度較長,共192.7m,所以為了更好地確保頂推的施工質量,其主樑的計算是整個工程的技術難點之一。為了更好地加強對其的處理,確保主樑計算的精準性,緊密結合鋼箱梁的介面特點,結合鋼箱梁的.頂推重量以及導樑的長度,將其剛度和每米的自重為鋼箱梁剛度和自重的1/5,施工過程如下圖所示。從圖1可以看出,當鋼導樑位於最大懸臂時是頂推施工最不利的位置,通過對施工過程的模擬和給分析以及計算,對第③到第⑨段的主樑最大應力、最大豎向反力、最大橫向反力進行了計算,結果如表1所示。在表1中:A、B、C、D、E、F分別代表:剪應力、上緣壓、上緣拉、下緣壓、下緣拉、換算應力;a、b、c、d、e、f分別代表1#墩、2#墩、3#墩、4#墩、5#墩、6#墩。

2.鋼箱梁製作難點

在本工程中,由於鋼箱梁需要施工現場製作,而本工程屬於大跨徑橋樑,所以鋼箱梁的製作也是本工程的技術難點。其製作工藝流程如圖2所示。由此可見,在這一製作工藝中,鋼箱梁的焊接是最為複雜的工藝,也是難點所在。所以就需要在焊接過程中嚴格按照設計標準,對坡口的形狀與尺寸和焊接方式以及條件等工藝引數,並利用二氧化碳作為保護氣體。

3.滑動與導向裝置施工難點

(1)基本情況分析在本工程施工中,滑動與導向裝置施工也是本工程的難點所在。首先就滑動裝置來看,其主要分為上下滑道。在本工程中,主要是在腹板的下部底板的周圍設定了頂推滑道,且在其腹板的下部安裝了“△”型的加筋肋。並在頂推滑道的中心位置,順著縱向的方式通長設定了高肋板(80cm)予以加強,從而有效的預防了鋼箱梁出現變形的情況。(2)下滑道設定在本工程中,下滑道包括了下滑板和滑道樑,其中滑道樑的根數為2根,材料為30b的槽鋼,而下滑道的跨度和有效長度分別是0.3cm和2.0m。在結合以往的工作經驗,由於在頂推鋼箱梁時經常出現上滑塊擠壓卡住的情況,而又要將鋼箱梁頂起,所以在本工程中,在沒測的滑道樑兩邊均設定了吊籃,並在吊籃內放置液壓千斤頂(100T,備用)。而下滑板由鋼板製作,規格為500×500×20mm,數量為5塊,且在每塊下滑板上包裹了不鏽鋼薄鋼板片。(3)施工難點分析雖然在安裝滑動裝置時較為順利,但是在導向裝置安裝過程中,由於一般施工時都需要實現橫向定位於頂推導向,而本工程中由於拼裝時的鋼箱梁階段較大,現有的導向裝置難以滿足實際施工的需要,所以本工程中將導向裝置進行了改進,採用橫向限位器,並對其導向輪組利用螺母和肛周將其固定在下滑道的鋼板面,這樣就能有效的避免空間問題,同時又能滿足固定和導向的需要。

4.頂推施工中的難點

在本工程中,對鋼箱梁進行頂推時遇到了諸多困難,以下就遇到的技術困難和解決措施進行分析。(1)撓度值的確定在本工程進行頂推施工時,首先就是在1#墩和4#墩之間進行頂推平臺的搭設和預拼裝,雖然在拼裝過程中採用的起吊裝能負荷實際需要,當時當頂推的一定程度之後,就需要拆除導樑,從而將改變鋼箱梁的位置之後才能進行後座支座的安裝。由於當鋼導樑位於最大懸臂時是頂推施工最不利的位置,且此時鋼箱梁導樑前部的撓度值最大,此時為了將其控制在合理的範圍內,就是此次頂推方案能否得到順利實施的關鍵,由於在本工程設計中,其撓度值範圍是213.5-340mm之間,組合應力是在119.3-220MPa之間,在主樑計算過程中,並沒有將其作為計算範圍進行計算。所以為了處理這一技術難點,在設計人員的技術支援下,施工方利用現有的空間有限元軟體對整個橋樑的大單元模型進行了初步構建(圖3所示),並對頂推過程進行模擬,具體如下圖所示,最終在模擬計算過程中,其所得的撓度值和組合應力均能滿足設計標準,最終為整個方案的實施奠定了基礎。(2)安全防護技術要點就本工程來看,其鋼箱梁施工流程如下:鋼箱梁下料和放樣→鋼箱梁製作→鋼箱梁預拼裝→鋼箱梁運輸→鋼箱梁吊裝→樑段初次定位→精確定位→臨時固定→焊接樑段→檢測焊縫→頂推到位→塗裝→橋面附屬設施施工。除了上述技術難點外,在安全防護上也遇到了技術難題。

三、結語

綜上所述,大跨徑橋樑工程中鋼箱梁頂推施工技術的應用難點較多。所以在今後的工程中,我們需要緊密結合實際,切實掌握其技術難點,切實加強對其地處理,才能更好地確保整個頂推施工的質量,從而為工程質量的提升奠定基礎。

參考文獻

[1]郭勝飈.公路橋樑鋼箱梁頂推施工技術探討[J].中外建築,2008,07:202-204.