大吨位、宽幅混凝土梁曲线上长距离单点顶推技术探讨（修）.docVIP

PAGE PAGE 1 大吨位、宽幅混凝土梁曲线上长距离单点顶推技术探讨 摘要：为减少对运营铁路的影响，上跨既有铁路桥梁施工，通常采用转体、顶推的施工方法，但在市区，受场地、拆迁影响，顶推较转体技术显得更经济和重要。本文本文结合工程实例，详细阐述了单点曲线顶推上跨既有铁路的施工技术。 关键词：既有铁路 长距离 曲线轨迹 单顶顶推 工程介绍 1、工程简介 京包高速公路（五环路—六环路段）上地铁路分离式立交桥是京包高速公路（五环路—六环路段）工程的一部分，主桥采用46+46+230+98+90m五跨连续独塔单索面预应力钢筋砼斜拉桥，全长510m，为半漂浮体系。设计道路等级为高速公路，设计时速100公里，双向六车道，桥宽35.5m，桥式布置图如图1。 图1 主桥立面、平面布置图 该桥上跨既有京包铁路、城铁十三号线，相交角度为19度。现况为京包铁路1股线，非电气化铁路；城铁十三号线，为两股线，基本与既有京包铁路平行，其东线距京包线约13m。 主梁采用预应力混凝土的大悬臂单箱五室截面，设计采用C55高性能砼，全宽为35.5m，底板宽21m。箱梁平均梁高为3.52m。曲线超高由主梁结构实现。横隔梁间距4m，斜拉索处横隔梁厚度为40cm，无索处横隔板厚度为30cm。 通过与设计单位沟通，为最低限度影响城铁轨道交通和京包铁路运营，跨越铁路即3#墩与4#主墩之间主梁采取在4~7#墩处预制，前顶就位后再在原位现浇4、5、6#墩处箱梁，然后实施全桥斜拉桥挂索、张拉，最后拆除临时墩，完成体系转换。根据该方案，顶推段长212m，顶推距离213m，顶推轨迹为R=3500m的圆曲线和3.759‰上坡。 2、工程特点和难点 （1）、曲线上大吨位顶推预应力钢筋混凝土箱梁（顶推吨位25037吨，顶推轨迹平曲线半径为3500m）；顶推段顶程较长（顶推距离为213m）。 （2）、交角19°小角度斜交上跨既有京包铁路和城铁十三号线及待建的京张、京包客专，顶推作业须多次封闭铁路要点施工。 （3）、顶推重量大、顶推距离长且顶推轨迹位于半径3500米的圆平曲线上和3.759‰上坡道上；采用单顶顶推，要求12台千斤顶的线速度各不相同，控制难度大。 顶推基本原理 箱梁顶推的基本原理是箱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。待箱梁主体施工完毕以后，通过千斤顶拽拉牵引钢绞线，克服滑块与滑道板之间的摩擦来达到梁体向前顶进。当采用单顶顶推技术时，墩身将承担较大的摩擦水平力。通过调整曲线内外侧千斤顶的线速度不同，使顶推箱梁沿R=3500m半径圆曲线前进。 单点顶推的原理可用数学式来表示：当集中的的牵引力H＞∑Ri(fi+αi)时，梁体才能向前移动。式中：Ri为第i个支墩瞬时的支座反力，fi为第i个支墩的静摩擦系数，αi为桥梁纵坡坡率，上坡为正，下坡为负。 单点顶顶推施工方案与设计 施工方案简述 本桥位于竖曲线和缓和曲线上，顶推段全长212m，顶推距离213m。设计中把顶推段主梁及底板的平曲线线形，缓和曲线+直线，用最接近的圆曲线（R=3500m）来模拟，通过调整箱顶板的悬臂长度保证线路设计线形不变，对于竖曲线则通过改变箱高使梁底保持同一个纵坡。 顶推设备由12台200t连续千斤顶组成，布置于两侧最外边。在4号主墩横梁处设置牵引反力座，后锚点设置在顶推段主梁的尾段，和主梁一起浇注。 顶推施工需设置中间临时墩共44个，在主墩和临时墩墩顶设置滑动装置，主梁底板对应滑道共三条，滑块采用MGE滑块。 在顶推主梁的前端设置钢导梁，钢导梁全长48m，预埋于主梁内4m，有效伸出长度为44m。钢导梁采用变截面钢箱梁，曲线内外侧双肢布置，中心间距18m，中间采用平、横联连接。 顶推前，提前设置顶推施工所需临时墩和滑道，在主墩西侧预制顶推主梁，安装顶推设备。待下塔柱施工完成后，安装钢导梁，随后进行顶推施工。 12台千斤顶通过牵引后锚点的牵引索，使梁体前进，牵引索采用7φ5钢绞线组成，通过控制曲线内外侧千斤顶的牵引线速度，保证梁体沿线路中线运动。顶推过程中为防止梁体横向偏移，在临时墩的墩顶设置纠偏千斤顶，最终保证梁体由西侧向东侧跨越城铁十三号线双线和京包线，顺利就位于主跨位置。 顶推参数的确定 2.1 顶推段总重G G＝主梁砼重+钢筋重+钢绞线重+钢导梁重+防撞墙 ＝25037吨 顶推牵引力及千斤顶的确定 H＝G×COSθ×f+G×SINθ （1） H＝1594吨 公式（1）中G为顶推段总重G ，θ 为 纵向坡度，f为MGE板摩擦系数，考虑MGE的出厂性能检测和现场试验段的情况，取静摩擦系数0.05~0.06，动摩擦系数0.025~0.03。 该工程配置200t千斤顶12台,