1-64米简支拱带拱顶推施工工法
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中图分类号：X732文献标识码： A 文章编号：
一、 前言
近几年，我国铁路建设向着客货分离、客运高速、货运重载的方向发展，铁路立交桥、公路立交桥、公铁立交桥越来越多，线路的相互干扰日趋严重。无绞型下承式拱桥顶推施工能较好的解决上跨既有线时下方线路净空及干扰问题，得到了越来越多的应用。
二、工法特点
1、钢管混凝土结构在桥梁上的应用，同时解决了拱桥高强度材料应用和施工两大难题，钢管混凝土梁拱组合体系桥梁不仅具有较大的跨越能力，而且上部结构施工方便，下部结构工程量较低。
2、在既有铁路范围外高位预制简支拱，要点顶推就位，对铁路运营影响小。
3、钢管拱桥采用梁拱整体顶推就位的施工方法就可以大大降低对桥下既有线的影响。这种施工方法先将空钢管、系梁、临时横撑在桥梁附近形成空间骨架，然后再利用顶推设备将组合结构整体安装在下部支承上，减少了拱的拼装对运营的影响。具有极高的实用价值和推广价值，可以产生较大的经济价值和较好的社会影响。
4、 顶推过程中对钢桁梁及临时墩进行变形监控，确保桥梁主体及临时支撑体系的安全，同时保证了既有铁路的安全。
三、适用范围
适用于跨越深沟、河谷、高密度运营的铁路、公路、文物等施工环境有特殊要求及施工场地受限制的桥梁，也适用于重量从百吨到万吨自身强度足够的建筑体进行顶推施工，如果环境、条件许可，顶推距离不受限制。
四、施工工艺
本桥主梁采用在顺桥位外侧预制,顶推就位的方法。主梁采用先梁后拱的施工方法，梁部采用满布支架分段三个现浇段(20.75m+25m+20.75m)，由中间向两端方向对称施工。主梁施工完毕后在主梁上搭设支架，拼装拱肋钢管，安装吊杆，初张拉后进行顶推就位，就位后合龙拱肋，完成拱肋拼装并灌注拱肋混凝土， 最后调整吊杆张拉力至设计值，完成主体结构的施工。
4.1工艺流程图
4.2 施工要点
4.2.1施工线形控制
1）浇筑梁体混凝土时，按照设计要求设置预拱度。
2）对梁体线形及徐变变形要求高，施工中必须加强施工监测，并结合支架变形、施工荷载、考虑预拱度后，确定合理的立模高程，确保梁体线形达到设计要求。
3）拼装钢管拱助时按设计要求设置预拱度，并采取有效措施消除支架变形对拱助线形的影响。
4）鉴于钢管混凝土系杆拱桥体系转移多，收缩徐变等线形控制较为复杂，施工中应进行施工监测和配合施工线形计算，根据实际施工收缩不变规律进行必要的调整，确保成桥线形、工后徐变上拱值符合设计要求。
4.2.2简支系杆拱顶推方案
顶推的基本原理
顶推的基本原理是梁重量通过滑块作用于支撑墩上，由墩身传至承台和桩基上。待简支系杆拱拼装施工完毕以后，通过千斤顶拽拉与梁体相连的钢绞线，克服滑块与滑道板之间的摩擦来达到梁体向前顶进的目的。
顶推系统的组成
顶推系统主要由承重墩、滑道、顶推牵引索及动力系统组成。
1、牵引动力系统:
本工程选用QDCL2000连续顶推系统，全套系统包括：2台QDCL2000连续顶推千斤顶、2台4YBZ190顶推泵站、1台QK-8主控台及联接系统的高压油管、控制电缆、设备至电源的电源电缆。
2、牵引索
牵引索由两束、每束15根强度等级为1860Mpa，7φ5m钢绞线组成。牵引索穿过QDCL2000型连续顶推千斤顶。牵引索的另一端顺着梁体底板穿入千斤顶内。
3、后锚的设置
梁尾设有2个钢制后锚，通过高强螺栓与预埋在梁体内的钢板连接。
反力墩布置
顶推反力点设置在35#永久墩上。反力座通过高强螺栓与预埋在35#中的钢板连接。
拉索最后牵引角度为13°23′,经检算,动力储备和牵引索拉力储备均符合要求。
顶推用千斤顶及钢绞线布置
按主梁和导梁全部拼装完进行顶推，顶推重量3000吨，经计算顶推摩擦力H=K×G×f+G×I =1.2×3000×0.08=288吨。
K为安全系数，一般取K＝1.2；
G为顶推简支拱总重；
f为滑道摩擦系数，一般f＝0.08；
根据顶推摩擦力需要，采用两台ZLD2000型连续顶推千斤顶同时作业，安全储备系数为：2×200/288=1.4。
该梁最大顶推力为288吨， 在35#墩顶安装2台ZLD2000型顶推千斤顶。
后锚器为组焊件采用夹片式锚具，锚具是钢绞线束的固定装置，采用OVM15-15型锚具，钢绞线束一端同顶推千斤顶连接，另一端固定在拉锚器上，根据顶力需要单束采用15根抗拉强度1860Mpa的7φ5钢绞线。拉锚器和钢绞线安装好后，单根钢绞线要进行预紧，以保证顶推过程中受力均匀。
顶推步骤
第一步：封闭下行线。梁顶推24.5米，计划耗时180分钟，顶推后导梁达到G2#临时墩位置。
第二步：封闭下行线。梁顶推19米，计划耗时150分钟，顶推后前导梁梁达到G1#临时墩位置。
第三步：梁顶推29.85米，计划耗时240分钟，顶推后主梁达到34#墩位置,落梁位置。此阶段前导梁跨线距离11米，计划耗时90分钟，需要点施工。后续顶推主梁到达G1#临时墩位置。可不封闭线路。
纠偏装置及顶推轨迹
为防止梁在顶推过程中出现过大的偏斜，在滑道外侧安装导向装置，限制梁的横向移动。导向和纠偏工作均在梁滑行过程中进行。通过横向限位装置，使梁按照直线向前滑移。
落梁
梁顶推就位后，用千斤顶将梁与滑道脱空，然后将滑道拆除。利用8台800吨千斤顶在34#与35#吨之间交替下落，每次下落10厘米，直至落至设计标高，支座完全受力。
5.劳动力组织
表5.3 劳动力组织情况表
6 材料与设备
表6 机具设备表
七、安全保证措施
1）建立健全安全保障体系,成立安全领导小组,责任到人,分工明确。
2）加强对施工人员进行安全教育，树立安全第一思想，做到文明施工。
3）跨线顶推期间，对其临近线路除了采取防护外，派专人进行线路防护，并应派专门巡道员对施工区段线路进行巡视检查，一经发现问题，立即与设备单位进行处理，保证线路安全。
八 质量控制
1本工程的钢结构安装质量,应按照铁路桥规验收规范执行.
《铁路桥涵施工规范》TB10203-2002
《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10415―2003
《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》TB10424―2003
《铁路混凝土工程施工技术指南》TZ210―2005
铁道部《关于印发〈铁路营业线施工安全管理规定〉的通知》（铁办[2004]29号）
2钢结构要按分类、型号、安装顺序进行堆放,一个型号放一个地点,以方便取用,上下重叠堆放构件时,垫木要结实,并垫在同一垂直线上,防止因堆放不当而引起构件变形。
3钢构件在安装前必须对编号、外形尺寸、焊缝质量、螺孔位置等进行全面检查，完全符合设计要求后才能进行安装。
4钢构件在运输过程中发生的变形应予以修复，不能修复的杆件，应更换。
5钢结构的定位轴线要精心测量，支座放线时要用整根钢尺丈量，防止因分尺丈量产生误差。
6钢结构要严格按照安装方案顺序进行，不能任意变更，校正时必须校到±0.00。每一个部位、每一个构件都做到精心校正，做到精益求精。
7安装焊缝应按图纸要求施焊，主要构件的焊缝焊完后，应打上焊工代号，并做好书面记录。
九、效益分析
采用梁拱整体顶推就位的施工方法,节约成本的同时大大降低了对既有铁路桥的影响,在未来桥梁施工中，高难度顶推施工技术的应用将会更加频繁。整体顶推进一步减小了对既有线的影响，简化了施工步骤，缩短了施工工期，安全得到有效保障，节省了材料、机械、人工的配合费用.
十、工程实例
新建天津至秦皇岛铁路客运专线津山外绕线汤河特大桥1-64m简支拱桥位于秦皇岛市海港区。本桥主梁采用在顺桥位外侧预制,顶推就位的方法。主梁采用先梁后拱的施工方法，梁部采用满布支架分段三个现浇段(20.75m+25m+20.75m)，由中间向两端方向对称施工。主梁施工完毕后在主梁上搭设支架，拼装拱肋钢管，安装吊杆，初张拉后进行顶推就位，就位后合龙拱肋，完成拱肋拼装并灌注拱肋混凝土， 最后调整吊杆张拉力至设计值，完成主体结构的施工。