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1、大跨度柔性钢梁顶推施工技术,2013年3月,武汉江汉六桥II标工程项目部,大跨度柔性钢梁顶推施工技术2013年3月武汉江汉六桥II标工,内容提要,内容提要工程概况一施工重难点分析二施工工艺及方法三,工程概况一,工程概况,根据江汉六桥的地理位置和使用要求，设计采用自锚式悬索桥。桥址位于江汉二桥（知音桥）与江汉五桥（长丰桥）之间，是武汉市首座自锚式悬索桥，也是武汉市第六座跨汉江通道。,江汉六桥桥址示意图,工程概况根据江汉六桥的地理位置和使用要求，设计采用自锚式悬索,工程概况,主桥布置为110+252+110=472米。,主桥布置示意图,110m,252m,110m,汉口侧,汉阳侧,顶推施工,工程概
2、况工程简介1主桥布置为110+252+110=472米,工程概况,全桥整体效果图（未示主桥桥面板）,工程概况工程简介1全桥整体效果图（未示主桥桥面板）,工程概况,主梁采用边主梁形式的钢混结合梁，钢梁上部铺设桥面板以形成桥面。钢梁刚度小，为柔性钢梁。,主梁标准节段立体示意图,纵梁,托架,边主梁,风嘴,横梁,小纵梁,边主梁中心距为30m。两边主梁内侧纵向每7m设置一道横梁、外侧设置一道托架，均与吊索位置对应。,工程概况结构简介2主梁采用边主梁形式的钢混结合梁，钢梁上部铺,施工重难点分析二,施工重难点分析,施工要点一：主梁采用顶推施工，主跨达252m，由于主塔间的净宽尺寸限制，顶推过程中的桥轴线偏位
3、控制将成为顶推施工的要点。措施：1、沿桥轴线方向在导梁或主梁的前端设前观测点，在主梁的后端设后观测点；2、顶推过程中采用两台全站仪分别对前、后观测点进行实时监测，及时报告桥轴线偏位实测值，为主梁顶推提供准确数据，便于调整。,33400,33300,施工重难点分析 施工重难点分析及措施1施工要点一：主梁采,施工重难点分析,施工要点二：根据汉江航道级别，顶推施工期间必须满足最低84m的通航孔要求。措施：1、在满足顶推施工及汉江通航两项要求的前提下合理布置江中顶推用临时墩，最大顶推跨度为90m。2、考虑顶推施工过程的安全性，设置有效的防撞、导航等系统保证船舶通行及主梁顶推顺利进行。,施工重难点分析
4、施工要点分析及措施1施工要点二：根据汉江,施工重难点分析,施工要点三：桥为双塔自锚式悬索桥，成桥时吊索点位置的精度控制是关键。措施：1、厂内对主梁进行预拼装合格后在环缝处安装匹配件，现场拼装时根据匹配件定位，确保吊索点位的准确性；2、两个边跨内各设置一个合拢段，待其他主梁节段吊索点位置调整合格后对实际合拢长度进行精确测量，然后配切合拢段，保证合拢后吊索点位的精度。,施工重难点分析 施工要点分析及措施1施工要点三：桥为双塔,施工重难点分析,施工要点四：本桥为步履式顶推施工，施工时对顶推线型的控制是顶推的施工要点。,措施：顶推线型控制如下图所示。,400mm,200mm,注：顶推过程计算后述。,施
5、工重难点分析施工要点四：本桥为步履式顶推施工，施工时对顶推,施工重难点分析,钢梁安装总体施工思路：根据本桥结构特点、现场施工环境等因素，采用由汉口侧向汉阳侧单向顶推施工。,关键词：顶推工作平台、临时墩、步履式顶推设备、导梁、背撑。,顶推平台,临时墩,汉口,汉阳,施工重难点分析 总体施工方案2钢梁安装总体施工思路：关键,施工工艺及方法三,顶推施工工艺流程1顶推及临时墩平台搭设顶推设备安装及调试导,全桥共设置1座顶推平台、3座水中临时墩及1座陆上临时墩。,顶推施工准备及大临措施施工2顶推施工大临措施顶推平台：临时,施工工艺及方法,顶推工作平台是采用型材按一定的结构形式搭设而成的一种刚性支架，用于主
6、梁主要构件现场拼装及顶推设备的安放。,顶推工作平台立体示意图,顶推平台,顶推设备平台,钢梁拼装平台,施工工艺及方法顶推工作平台是采用型材按一定的结构形式搭设而成,施工工艺及方法,根据顶推施工需要、航道评估报告以及航道管理部门的相关批复意见，江中临时墩立面布置如下图所示：,江中临时墩立面布置示意图,临时墩,施工工艺及方法 根据顶推施工需要、航道评估报告以及,施工工艺及方法,1#、2#临时墩结构形式相同：为横桥向4根钢管桩，中心距4米；纵桥向4根钢管桩，中心距2.5米；3#临时墩采用横桥向4根钢管桩，中心距4米；纵桥向4根钢管桩，中心距2.5米。,55000,7500,7500,12000,120
7、00,55000,1#、2#临时墩立体示意图,3#临时墩立体示意图,100012或82010,临时墩,施工工艺及方法1#、2#临时墩结构形式相同：为横桥向4根钢管,施工工艺及方法,考虑临时墩使用过程中的安全性，需另设防撞临时支墩，防撞临时支墩采用630*8mm的钢管桩，入土深度20米，顶部按最高水位标高出水3米考虑。,防撞墩布置示意图,临时墩,施工工艺及方法考虑临时墩使用过程中的安全性，需另设防撞临时支,施工工艺及方法,一、吊装一侧边主梁,主梁构件拼装流程如下：,二、吊装另一侧边主梁,钢梁拼装,施工工艺及方法一、吊装一侧边主梁主梁构件拼装流程如下：二、吊,施工工艺及方法,三、吊装靠江侧横梁分段
8、,四、逐步退吊其余横梁分段,附注：横梁分段吊装可与边主梁吊装同步配合进行。,钢梁拼装,施工工艺及方法三、吊装靠江侧横梁分段四、逐步退吊其余横梁分段,施工工艺及方法,边主梁吊装工况分析：,如图：作业半径20米，主臂长30米，350吨履带吊额定起重量为71吨，边主梁重量54吨，负载率为76.1%。满足吊装要求。,起吊设备,施工工艺及方法 边主梁吊装工况分析：如图：作业半径20米，主,施工工艺及方法,两侧横梁分段吊装工况分析：,如图：作业半径14米，主臂长31.9米，100吨汽车吊额定起重量为19.5吨，两侧横梁分段重量7.5吨，负载率为38.5%。满足吊装要求。,起吊设备,施工工艺及方法 两侧横梁
9、分段吊装工况分析：如图：作业半径14,施工工艺及方法,中间横梁分段吊装工况分析：,如图：作业半径8米，主臂长27.2米，100吨汽车吊额定起重量为35.5吨，中间横梁分段重量15吨，负载率为42.3%。满足吊装要求。,起吊设备,施工工艺及方法中间横梁分段吊装工况分析：如图：作业半径8米，,施工工艺及方法,根据汉江航道通行要求航道净空宽度为84米，顶推用临时支墩纵桥向最大间距达90米，因此主梁前端需设置导梁。导梁纵向总长56米，采用分节制造、安装及拆除。,导梁立体示意图,56000,根部,端部,30000,导梁及背撑安装,施工工艺及方法根据汉江航道通行要求航道净空宽度为84米，顶推,施工工艺及方
10、法,主梁顶推过程中最大顶推跨度达90米，如不采取任何顶推加强措施，在90米悬臂时，主梁及导梁端部最大挠度将不能满足顶推施工要求。故拟在导梁及钢梁顶部78.2米范围内利用桁架背撑进行加固。,桁架背撑立体示意图,28000,78200,21000,18000,53500,导梁及背撑安装,施工工艺及方法主梁顶推过程中最大顶推跨度达90米，如不采取任,施工工艺及方法,导梁、桁架背撑与梁段关系示意图,14000,ZL31,14000,ZL30,14000,ZL29,14000,ZL28,14000,ZL27,78200,56000,9000,导梁及背撑安装,施工工艺及方法导梁、桁架背撑与梁段关系示意图
11、14000ZL,施工工艺及方法,顶推设备立体示意图,主梁顶推采用步履式顶推设备，顶推设备包括上部滑移结构、下部支撑结构、滑动面结构、顶升油缸、平推油缸、横向导向油缸等，通过计算机控制盒液压驱动实现组合和顺序动作，以满足施工要求。,3550,4060,1475-1725,钢梁顶推设备,施工工艺及方法顶推设备立体示意图主梁顶推采用步履式顶推设备，,施工工艺及方法,顶推设备立体示意图,顶推设备性能参数表,钢梁顶推设备,施工工艺及方法顶推设备立体示意图外形尺寸（单位：mm）顶升最,施工工艺及方法,顶推设备工作示意图,步履式顶推工作原理是顶升千斤顶顶起主梁，平推千斤顶完成向前推移，落梁后搁置于垫梁上，千
12、斤顶回油完成一个行程的顶推工作，顶推过程中是一个自平衡的顶推动作过程。,主梁梁段,垫梁,垫梁,钢梁顶推设备,施工工艺及方法顶推设备工作示意图步履式顶推工作原理是顶升千斤,施工工艺及方法,顶推设备工作原理示意图,起顶,平推,落顶,回程,钢梁顶推设备,施工工艺及方法顶推设备工作原理示意图起顶平推落顶回程 钢梁顶,施工工艺及方法,导梁过墩,因主梁及导梁自重引起导梁前端下挠，当56米导梁即将到达临时支墩的顶推设备时，由于其向下的挠度不能满足其达到顶推设备顶部，故在临时支墩的主横梁最前端设置上墩滑动装置，此装置包括下滑梁、滑动面、上滑动块、千斤顶、垫梁等。拟准备此装置共4套，每个临时支墩主横梁上各一套，
13、可倒用。,施工工艺及方法 钢梁顶推施工4导梁过墩 因主梁及导梁自,施工工艺及方法,导梁过墩,流程一：利用千斤顶将导梁前端部顶起，装置随导梁一起向前顶推滑移,流程二：当一次行程不够时，重复上述流程使导梁继续向前顶推滑移,施工工艺及方法 钢梁顶推施工4导梁过墩流程一：利用千斤顶将导,施工工艺及方法,导梁过墩,流程三：导梁达到顶推设备上滑箱超过一半距离时，降千斤顶使导梁落于顶推设备上,流程四：启动本墩顶推设备带动导梁向前滑移使导梁完全过后方支撑垫梁,施工工艺及方法 钢梁顶推施工4导梁过墩流程三：导梁达到顶推设,施工工艺及方法,导梁过墩,流程五：顶推设备起顶，在两侧支撑垫梁上安放上层垫块，待顶推设备降
14、顶时在滑箱上安放上层垫块。,施工工艺及方法 钢梁顶推施工4导梁过墩流程五：顶推设备起顶，,施工工艺及方法,顶推落梁,顶推过程中，主梁梁底标高高于梁底最终设计标高，顶推到位后需进行落梁，完成永久支座的安装。由于顶推过程中桥梁永久支墩处的顶推设备及垫梁占用支座位置，因此需先拆除永久支座处的顶推设备及垫梁，再安装支座，最后落梁。,流程一：顶推设备落下，使钢梁置于两侧垫梁上，然后抽调顶推设备上的一层垫块。,施工工艺及方法 钢梁顶推施工4顶推落梁 顶推过程中，主,施工工艺及方法,顶推落梁,流程二：顶推设备将钢梁顶起，抽调两侧垫梁上的一层垫块。,流程三：顶推设备下降，使两侧支撑垫梁重新托起钢梁，同时抽掉顶
15、推设备的一层垫块。,施工工艺及方法 钢梁顶推施工4顶推落梁流程二：顶推设备将钢梁,施工工艺及方法,顶推落梁,流程四：顶推设备再次顶起钢梁，抽掉两侧支撑垫梁的一层，再次降低垫梁整体高度。如此循环操作，直至主梁最终落于永久支座上，落梁工作完成。,施工工艺及方法 钢梁顶推施工4顶推落梁流程四：顶推设备再次顶,施工工艺及方法,一、汉口侧钢塔吊装至GT4，钢混段吊装完毕，导梁上顶推工作平台拼装；汉阳侧钢塔完成锚栓定位支架的安装及锚栓张拉。,钢梁顶推流程,施工工艺及方法一、汉口侧钢塔吊装至GT4，钢混段吊装完毕，导,施工工艺及方法,二、汉口侧钢塔吊装至GT5，导梁顶推至3#桥墩，拼装30#、31#节段；汉
16、阳侧钢塔吊装至GT1，完成钢混段吊装。,钢梁顶推流程,施工工艺及方法二、汉口侧钢塔吊装至GT5，导梁顶推至3#桥墩,施工工艺及方法,三、汉口侧塔顶锚固段吊装完成，导梁过完3#桥墩，拼装28#、29#节段；汉阳侧钢塔吊装至GT2。,钢梁顶推流程,施工工艺及方法三、汉口侧塔顶锚固段吊装完成，导梁过完3#桥墩,施工工艺及方法,四、汉口侧钢塔塔顶钢混段进行混凝土浇筑施工，主梁拼装24#27#节段；汉阳侧钢塔吊装至GT3。,钢梁顶推流程,施工工艺及方法四、汉口侧钢塔塔顶钢混段进行混凝土浇筑施工，主,施工工艺及方法,五、导梁到达2#临时墩，主梁拼装20#23#节段；汉口侧钢塔柱已全部施工完毕，汉阳侧钢塔吊
17、装至GT4。,钢梁顶推流程,施工工艺及方法五、导梁到达2#临时墩，主梁拼装20#23#,施工工艺及方法,六、汉口侧钢塔横梁安装完毕，主梁拼装17#19#节段；汉阳侧钢塔吊装至GT5及锚固段。,钢梁顶推流程,施工工艺及方法六、汉口侧钢塔横梁安装完毕，主梁拼装17#1,施工工艺及方法,七、继续顶推，导梁过完3#临时墩，主梁拼装13#16#节段；汉阳侧主塔钢混段安装完毕。,钢梁顶推流程,施工工艺及方法七、继续顶推，导梁过完3#临时墩，主梁拼装13,施工工艺及方法,八、导梁达到4#临时墩，主梁拼装9#12#节段，此时汉阳侧主塔横梁安装完毕。,钢梁顶推流程,施工工艺及方法八、导梁达到4#临时墩，主梁拼装
18、9#12#节,施工工艺及方法,九、导梁过完4#临时墩，并在汉阳堤顶路上搭设支架逐段拆除导梁和背撑，主梁拼装6#8#节段。,钢梁顶推流程,施工工艺及方法九、导梁过完4#临时墩，并在汉阳堤顶路上搭设支,施工工艺及方法,十、搭设汉阳侧合拢段临时支墩，继续顶推；主梁拼装3#5#节段。,钢梁顶推流程,施工工艺及方法十、搭设汉阳侧合拢段临时支墩，继续顶推；主梁拼,施工工艺及方法,十一、整体顶推到位后，复核节段吊索点位置，同步分级落梁至设计标高。,钢梁顶推流程,施工工艺及方法十一、整体顶推到位后，复核节段吊索点位置，同步,施工工艺及方法,十二、根据吊索点位置复测第2#、32#节段实际合拢长度，配切合拢余量后
19、吊装。至此桥身主梁安装完毕。,钢梁顶推流程,施工工艺及方法十二、根据吊索点位置复测第2#、32#节段实际,施工工艺及方法,十三、安装托架、小纵梁，挂索，张拉，铺设桥面板，现浇湿接段，最后安装风嘴。,钢梁顶推流程,施工工艺及方法十三、安装托架、小纵梁，挂索，张拉，铺设桥面板,施工工艺及方法,钢梁顶推过程计算工况如下表所示：,计算内容主要包括：一、钢梁的抗倾覆系数工况1；二、在自重和风载作用下各工况的钢梁结构验算（后述）；三、在自重和风载作用下各工况的措施结构验算（前述）。,钢梁顶推验算,施工工艺及方法钢梁顶推过程计算工况如下表所示： 工况编号导梁,施工工艺及方法,钢梁顶推过程各工况示意图（部分）
20、：,工况1,工况2,钢梁顶推验算,施工工艺及方法钢梁顶推过程各工况示意图（部分）： 工况1工况,施工工艺及方法,钢梁顶推过程各工况示意图（部分）：,工况3,工况4,钢梁顶推验算,施工工艺及方法钢梁顶推过程各工况示意图（部分）： 工况3工况,施工工艺及方法,一、钢梁的抗倾覆系数工况1经分析，工况1下为钢梁抗倾覆的最不利工况，此时导梁悬臂31.5m。,抗倾覆系数K=M抗/M倾=1.451.3，满足要求。,31.5,悬空,钢梁顶推验算,施工工艺及方法一、钢梁的抗倾覆系数工况1 抗倾覆系数K=,施工工艺及方法,二、在自重和风载作用下，各工况钢梁的结构验算,各工况下支点反力情况（单位：kN）,钢梁顶推验
21、算,施工工艺及方法二、在自重和风载作用下，各工况钢梁的结构验算,施工工艺及方法,二、在自重和风载作用下，各工况钢梁的结构验算,导梁（钢梁）前端变形情况（单位：mm）,注：1、前述措施均以各支点处最大反力为计算依据，满足要求；2、局部脱空情况下：采用在脱空处加设垫块以分摊各支点受力，通过计算机集成控制系统及施工监测数据控制其最大反力不超过其设计值，保证钢梁及措施结构安全。,钢梁顶推验算,施工工艺及方法二、在自重和风载作用下，各工况钢梁的结构验算,施工工艺及方法,顶推测量方案主要工作内容：1、临时支墩定位测量2、顶推平台定位测量3、主梁拼装定位测量 4、主梁顶推轴线测量5、墩位偏移沉降测量,控制点
22、位布置示意图,汉口侧,汉阳侧,上游,下游,测量方位示意图,钢梁顶推测量,施工工艺及方法顶推测量方案主要工作内容：控制点位布置示意图汉,施工工艺及方法,落梁工作原理示意图,落顶,顶升,落顶,顶升,施工工艺及方法钢梁落梁及合拢5落梁工作原理示意图落顶顶升落顶,施工工艺及方法,合拢工作原理示意图,一、除合拢段外其余主梁全部安装到位且吊索点位置调整完毕后，复测合拢段安装空间，并结合理论吊索位置对合拢段两端余量进行切割修正。,合拢段设置示意图,二、按照主梁拼装工艺流程吊装定位合拢段主梁各构件，先进行节段内各构件的连接（焊接与栓接），再对合拢段进行整体调整后再进行两端环缝的施工。,施工工艺及方法钢梁落梁及合拢5合拢工作原理示意图一、除合拢段,汇报完毕谢谢！,汇报完毕,
