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橋梁頂推原理

設備利用“頂”“推”“降”“縮”4個(gè)步驟交替進(jìn)行，先將鋼箱梁整體頂升托起，再有頂推平移油缸向前推送一個(gè)行程，之后將鋼箱梁整體下降置于臨時(shí)墊梁上，頂推平移油缸再縮缸到底，完成一個(gè)行程的頂推，繼續進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)，通過(guò)往復頂推步驟，最終將鋼箱梁頂推到預定的位置。

步驟一：頂升

開(kāi)啟支撐頂升油缸，使得支撐頂升油缸同步上升，直到鋼箱梁脫離臨時(shí)墊梁。

步驟二：平推

開(kāi)啟平推油缸，使鋼箱梁與上部滑移結構整體前移，直至平推油缸完成一個(gè)行程。

步驟三：下降

開(kāi)啟頂升油缸，使得鋼箱梁與上部滑移結構整體下降，直到下部滑移結構完全脫離鋼箱梁。

步驟四：回縮

開(kāi)啟平推油缸，使上部滑移結構向后回位，回到初始位置并開(kāi)始下一個(gè)往復行程。

頂推施工流程圖：

步履式頂推系統設備的顯著(zhù)特點(diǎn)
1.我們的頂推機構將頂推和側向調整設計為兩個(gè)獨立的滑移面，這一設計確保頂推設備在X，Y，Z方向均是獨立運行，頂升、頂推和糾偏工作均屬于獨立工作，不會(huì )互相產(chǎn)生干涉。因此，多臺協(xié)同工作下，可以實(shí)現橋梁的縱向調坡，左右調坡和水平旋轉?？沙浞譂M(mǎn)足本項目中箱梁的三向六自由度主動(dòng)受控調整、頂推過(guò)程中的鋼箱梁線(xiàn)性主動(dòng)受控調整。
2.我們的頂推機構考慮到頂升過(guò)程的安全，整個(gè)構件采用穩定的箱式機構，同時(shí)將機構的滑移面布置于機構內4臺頂升油缸的上部。因此，頂推工作時(shí)，整個(gè)頂推機構可保持平穩，豎向頂升油缸不承受側向力（F推=F阻時(shí)，油缸不承受向力。）
3.通過(guò)PLC同步控制的使用，有效的解決了頂推過(guò)程中的支反力，可大大減少對永久墩的傷害風(fēng)險以及降低對臨時(shí)墩的結構要求。
4.我們將頂推機構中的頂升油缸設計為倒置安裝。這樣設計的優(yōu)點(diǎn)是：設備在高度標高上線(xiàn)性可以通過(guò)便利地填加墊片實(shí)現快速調整，可輕松適應橋梁縱向和橫向變曲線(xiàn)的工況。
5.設備控制系統采用變頻控制，設備運行平穩，閥件損傷低，精度高。

6.液壓系統采用70Mpa超高壓，液壓泵站采取全封閉式框架機構，整個(gè)系統通用性高，機構重量適度。

系統組成

整套頂推設備組成：

三維步履式頂推設備；

液壓系統；

電器控制系統；

自適應；

頂推滑移板

兩側為頂推油缸，中間為推拉油缸，這樣既滿(mǎn)足系統大噸位的頂推功能，又可以實(shí)現小噸位快速同拉，該方式避免了大噸位推拉的大尺寸鏈接需求，使系統橫向結構最緊湊。

1.頂推油缸 2.推拉油缸 3.側向機械導向和限位 4.吊裝孔 5.頂推滑移底座 6.糾偏油缸 7.頂推滑移底座 8.機械導向和限位 9.糾偏滑移底座 10.機械縮緊機構

頂推設備
頂推設備結構設計的出發(fā)點(diǎn)
采用鏡面不銹鋼和PTFE材料組成的滑動(dòng)幅，其靜摩擦系數為0.06，動(dòng)摩擦系數為0.03；
采用十字滑移技術(shù)，可以實(shí)現在順橋向和橫橋向設備頂推的直線(xiàn)性和獨立性，系統精度更高；
十字滑移技術(shù)，可以保證各組油缸運動(dòng)時(shí)，不會(huì )對其余方向的油缸產(chǎn)生側向力；
更緊湊的機構設計；設備體積小，重量輕；
頂升頂推結構的模塊化設計，減少了現場(chǎng)管線(xiàn)連接的工作量，降低系統使用風(fēng)險；

頂推的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：

一、制梁臺座和節段的制作。

制梁臺座為預制箱梁節段和頂推作業(yè)的過(guò)渡場(chǎng)地。臺座上一般設有可升降的活動(dòng)底模架和不動(dòng)的臺座滑道。與制梁臺座相配套的還有預應力鋼束穿束平臺、鋼筋綁扎平臺、測控平臺及必要的吊裝設備。這些設施使梁段制作具有明顯工廠(chǎng)化生產(chǎn)特點(diǎn), 從而有效地保證了箱梁的施工質(zhì)。梁體節段的預制周期制約全橋的施工工期。頂推節段長(cháng)度一般為一, 又以一居多。每聯(lián)箱梁除首尾兩節外, 中間各節段長(cháng)度均相等。頂推施工進(jìn)人正常后, 節段作業(yè)循環(huán)周期一般在一巧。由于節段較長(cháng), 這個(gè)速度是不慢的。我國預制周期的記錄已經(jīng)達到這要求模板設計時(shí), 外模必須是大塊整體式, 內模是可以整體拖出并整體推進(jìn)的裝備化機械化形式, 還必須考慮蒸汽養生條件。

二、臨時(shí)墩。

由于支點(diǎn)負彎矩的增加與跨度的平方成正比在箱梁截面和預應力鋼束強度有限的情況下, 當跨度增加到一定限度時(shí), 預應力鋼束就沒(méi)法布置了, 所以此梁采用頂推法施工有個(gè)“ 適用跨度”的問(wèn)題。提高適用跨度的途徑之一是設里臨時(shí)墩。在連續梁的跨度大于頂推跨度時(shí), 宜設置中間臨時(shí)墩, 在不設臨時(shí)墩時(shí), 為滿(mǎn)足安裝鋼導梁和連續梁前期頂推抗傾硯的要求, 在制梁臺座前和連續梁第一跨內設臨時(shí)墩, 作為頂推施工的過(guò)渡段, 保證梁體線(xiàn)形與已經(jīng)頂推出去的梁體完全一致, 避免大梁從制梁臺座上頂推出去以后, 與接灌的下一梁段出現大的轉角。臨時(shí)墩應能承受頂推時(shí)的最大豎向荷載和最大水平摩阻力引發(fā)的變形。在此原則前提下, 盡可能降低造價(jià), 便于拆裝。為提高臨時(shí)墩的穩定性, 防止臨時(shí)墩在箱梁頂推過(guò)程中產(chǎn)生較大的水平位移, 保證頂推安全, 將臨時(shí)支墩與相鄰的主橋墩和制梁臺座進(jìn)行撐拉連接, 用水平或斜拉鋼絞線(xiàn)束臨時(shí)加固。

三、導梁。

導梁設在主梁前端, 可為等截面或變截面鋼板梁, 導梁結構必須通過(guò)設計計算, 從受力狀態(tài)分析, 導梁的控制內力是導梁與箱梁連接的最大正、負彎矩和下冀緣的最大支點(diǎn)反力。國內外的施工經(jīng)驗表明導梁長(cháng)度一般為頂推跨徑的一倍, 較長(cháng)的導梁可以減小主梁的負彎矩, 但過(guò)長(cháng)的導梁也會(huì )導致導梁與箱梁連接處負彎矩和支反力的相應增加, 合理的導梁長(cháng)度應是主梁最大器臂負彎矩與使用狀態(tài)支點(diǎn)負彎矩基本接近。導梁的剛度宜選主梁剛度的,它對主梁內力的影響較其長(cháng)度對主梁內力的影響為小。導梁的剛度在滿(mǎn)足穩定和強度的條件下, 選用較小的剛度及變剛度的導梁將在頂推時(shí)減小最大懸臂狀態(tài)的負彎矩, 使負彎矩的個(gè)峰值比較接近。此外, 在設計中要考慮動(dòng)力系數,使結構有足夠的安全儲備。為減輕自重最好采用從根部至前端為變剛度的或分段變剛度的導梁。導梁和主梁端部的連接, 一般是在主梁端的頂板、底板內預埋厚鋼板或型鋼伸出梁端, 再與拼裝成型后的導梁連接, 埋人長(cháng)度由計算決定, 一般不宜小于導梁高度, 主梁端部一般設有橫隔板, 并在主梁內腹板加寬成異形段, 為了防止主梁端部接頭混凝土在承受最大正負彎矩時(shí)產(chǎn)生過(guò)大拉應變而產(chǎn)生裂縫, 必須在接頭附近施加預應力, 導梁與箱梁用預應力筋進(jìn)行錨接。連接的預應力筋應注意在箱梁內錯位錨固, 宜采用無(wú)粘結筋, 避免壓漿管道占用空間影響混凝土的澆注質(zhì)。導梁底緣與梁體底緣應在同一平面上, 頂推時(shí), 導梁前端將要達到橋墩時(shí), 會(huì )產(chǎn)生很大的撓度, 無(wú)法爬上滑道, 導梁前端設一上懸的缺口, 當導梁“ 鼻子”走到滑道上方時(shí), 用事先等在滑道上的千斤頂將導梁頂起, 并帶動(dòng)千斤頂下方的滑塊一起向前滑行待導梁下緣升到滑塊高度后, 再落下千斤頂, 使導梁就位正常運行?；驅Я呵岸说拙壴O計成呈向上圓弧形, 以便導梁上墩時(shí),能起過(guò)渡作用。

四、滑動(dòng)裝工。

墩頂滑道一般采用單滑道板形式, 滑道板為一塊整鋼板, 置于滑道墊塊鋼架之上, 該種形式的滑道, 能很好地承受各向作用力, 而且標高容易控制, 拆除也非常方便。臺座滑道采用了一種連續梁式的整體滑道, 它是通過(guò)在滑道梁上鋪設滑道板形成的。整體滑道構造為活動(dòng)底模板滑塊滑道板滑道梁重軌支座。如在支座上設里滑道頂推,其永久支座需在廠(chǎng)家做特殊處理, 即施工時(shí)上、下部臨時(shí)固定, 以承受頂推的水平摩阻力。再在永久支座縱向兩邊設里墊塊, 上面蓋一塊厚鋼板做蓋板, 再設里滑道。箱梁頂推到位后, 將梁頂起, 拆開(kāi)蓋板及滑道, 解除支座上臨時(shí)約束, 恢復支座設計功能, 完成落梁工序。

五、頂推導向及糾偏。

為了控制梁體在頂推過(guò)程中的中線(xiàn)始終處于設計范圍內, 橫向導向裝里是必須設里的, 尤其在圓曲線(xiàn)上頂推, 橫向導向裝顯得更加重要。糾偏器裝在預制臺座前臨時(shí)墩的兩旁, 且固定一對, 以控制每段梁尾端的橫向位, 保證梁尾與預制模板正位接頭, 在梁的前進(jìn)方向設里糾偏裝置, 糾偏裝置可視梁的行進(jìn)交替前移。頂推時(shí),應做好橫向偏差觀(guān)測, 主要觀(guān)側主梁和永久墩的彈性橫向位移。

六、箱梁起落和支反力調整。

落梁工作是全梁頂推到位后將梁安工在設計支座上的工作。施工時(shí)應按營(yíng)運階段內力將全部未張拉的預應力束穿人孔道進(jìn)行張拉和壓漿, 拆除部分臨時(shí)預應力束, 并進(jìn)行壓漿填孔, 再用豎向千斤頂舉梁, 取出墊塊和滑道, 安裝永久支座, 最后松千斤頂, 將全梁落在設計支座上。為使落梁后梁的受力狀態(tài)符合自重彎矩和反力,落梁時(shí)應以控制支座反力為主, 適當考慮梁底標高。