橋樑的頂推施工的方法

橋樑的頂推施工的方法

《橋樑的頂推施工的方法》是中交路橋華南工程有限公司中交路橋建設有限公司於2015年4月27日申請的專利,該專利的公布號為CN104947599A,申請號為2015102098047,授權公布日為2015年9月30日,發明人是肖向榮、高世強、馬水英、劉懷剛、胡建峰、檀興華、張錚、葛繼平。

《橋樑的頂推施工的方法》公開一種橋樑的頂推施工的方法,其包括以下步驟:(1)搭設頂推施工平台;(2)將多個預製的橋樑節段在所述頂推施工平台上拼裝為當前橋樑片段;(3)利用所述頂推施工平台將所述當前橋樑片段頂推至已頂出的橋樑片段的尾端以進行拼接;(4)利用所述頂推施工平台繼續頂推已經與已頂出的橋樑片段拼接好的當前橋樑片段,直至用於保持橋樑拼裝線形的部分的所述當前橋樑片段預留在所述頂推施工平台上方;其中,所述頂推施工平台的最小長度為當前待拼接的橋樑片段的長度與用於保持橋樑拼裝線形的部分的已頂出的橋樑片段的長度之和。該發明橋樑的頂推施工的方法保證了橋樑拼裝的準確性,也保證了施工質量,具有廣泛的適用性。

2018年12月20日,《橋樑的頂推施工的方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

(概述圖為《橋樑的頂推施工的方法》摘要附圖)

基本介紹

  • 中文名:橋樑的頂推施工的方法
  • 公告號:CN104947599A
  • 授權日:2015年9月30日
  • 申請號:2015102098047
  • 申請日:2015年4月27日
  • 申請人:中交路橋華南工程有限公司、中交路橋建設有限公司
  • 地址:廣東省中山市東區興政路1號中環廣場3座19層
  • 發明人:肖向榮、高世強、馬水英、劉懷剛、胡建峰、檀興華、張錚、葛繼平
  • Int.Cl.:E01D21/06(2006.01)I
  • 代理機構:北京市立方律師事務所
  • 代理人:劉延喜、王增鑫
  • 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

頂推施工方法多套用與預應力鋼筋混凝土等截面連續梁橋和斜拉橋樑的施工。具體為梁體在橋頭逐段澆築或拼裝,用千斤頂縱向頂推,使梁體通過各墩頂的臨時滑動支座面就位的施工方法。頂推施工是在橋台的後方設定施工場地,分節段澆築梁體,並用縱向預應力筋將澆築節段與已完成的梁體連成整體,在梁體前安裝長度為頂推跨徑指定比例的鋼導梁,然後通過水平千斤頂施力,將梁體向前方頂推出施工場地。重複這些工序即可完成全部梁體施工。
參考圖1,截至2015年4月27日的拼裝平台長度通常只滿足一個輪次主梁拼裝長度要求,一輪頂出後平台上沒有預留保持線型的梁段,使後續梁段無法實現無應力拚裝線型;另一方面,參考圖3和圖4,平台受力計算方法,考慮了平台上留有梁段下部全部支點的受力情況,卻忽略了部分支點脫空對鄰近支點受力的重分配的情況,在這個情況下所述鄰近的局部支點受力增大,導致該處移位器和平台最大反力均增大。
導致上述缺點的原因是沒有考慮已頂出平台部分主梁在自重作用下前端下撓,引起整體梁底線型變化對後續平台上樑段拼裝的影響。

發明內容

專利目的

《橋樑的頂推施工的方法》的目的是,提供一種可實現複雜線形橋樑主梁的無應力拚裝,確保頂推施工安全的方法,以及該方法所使用的頂推施工平台。

技術方案

為達到以上技術目的,《橋樑的頂推施工的方法》採用的技術方案如下:
一種橋樑的頂推施工的方法,其包括以下步驟:
(1)搭設頂推施工平台;
(2)將多個預製的橋樑節段在所述頂推施工平台上拼裝為當前橋樑片段;
(3)利用所述頂推施工平台將所述當前橋樑片段頂推至已頂出的橋樑片段的尾端以進行拼接;
(4)利用所述頂推施工平台繼續頂推已經與已頂出的橋樑片段拼接好的當前橋樑片段,直至用於保持橋樑拼裝線形的部分的所述當前橋樑片段預留在所述頂推施工平台上方;
其中,所述頂推施工平台的最小長度為當前待拼接的橋樑片段的長度與用於保持橋樑拼裝線形的部分的已頂出的橋樑片段的長度之和。
為實現《橋樑的頂推施工的方法》的方法,具體地,所述頂推施工平台包括承重系統和設定在該承重系統上方的滑道系統。
優選地,所述滑道系統包括設定在所述承重系統上方的在所述頂推施工平台縱長方向延伸的滑道、多個由所述滑道限定移動軌跡的移位器,及用於調整所述移位器高度和水平位置的調節裝置。
更優地,所述滑道包括至少一條主滑道和至少一條與該主滑道平行的副滑道。
所述步驟(2)中,所述橋樑片段的形成步驟具體為:所述多個預製的橋樑節段分別吊裝至所述頂推施工平台的上方,然後,使每個所述橋樑節段首尾相接得到所述橋樑片段。
所述步驟(3)和(4)中,所述頂推過程具體為:每頂推出單位長度,控制所述已拼接好的橋樑片段和頂推施工平台的接觸位置所受到的力不超過預設的閾值。優選地,所述單位長度為1米。
所述步驟(4)完成後,所述頂推施工平台回歸到執行所述步驟(2)之前的位置。
具體地,所述頂推施工平台執行步驟(2)之前的位置為:所述移位器位於所述主滑道的中間或尾端位置。
所述頂推施工平台回歸到執行步驟(2)之前的位置的方法為:將位於所述主滑道前端的移位器轉移到所述副滑道的前端,所述移位器沿該副滑道滑行到副滑道的尾端,再將該移位器從所述副滑道的尾端轉移到所述主滑道的中間或尾端。

改善效果

《橋樑的頂推施工的方法》具有如下優勢:
(1)《橋樑的頂推施工的方法》提供的頂推施工方法,在滿足主梁穩定性要求的基礎上,在所述頂推施工平台上預留部分已頂出的橋樑片段,以用於保證在無應力的情況下保持橋樑的拼裝線形,以保證橋樑拼裝的準確性,保證施工質量;
(2)《橋樑的頂推施工的方法》提供的頂推施工方法,按照每頂推1米作為一個施工階段,足夠的數據取樣點真實地反映了頂推施工過程中所述頂推施工平台的受力情況,不僅在施工過程中保證了施工安全、保證施工質量,也為計算頂推施工平台的最小長度提供了建模計算的依據;
(3)結合頂推施工平台最小長度的計算方法以及頂推過程的工序設計,《橋樑的頂推施工的方法》提供的頂推施工方法可以套用在具有複雜線性的橋樑的建設施工過程,使《橋樑的頂推施工的方法》的方法具有廣泛的適用性。

附圖說明

圖1為截至2015年4月27日技術的頂推施工方法的工作狀態示意圖,其中,頂推施工平台的長度為當前待拼接的橋樑片段的長度。
圖2為《橋樑的頂推施工的方法》的頂推施工方法的工作狀態示意圖,其中,頂推施工平台的長度為當前待拼接的橋樑片段的長度和用於保持橋樑拼裝線形的部分的已頂出的橋樑片段的長度之和。
圖3為截至2015年4月27日技術中不考慮已頂出的橋樑片段因自重引起的形變的狀態下橋樑片段與頂推施工平台的接觸情況,其中,示意橋樑片段與頂推施工平台的所有支點相互接觸。
圖4為圖3中C部分的局部放大示意圖。
橋樑的頂推施工的方法
圖5為《橋樑的頂推施工的方法》的頂推施工方法中考慮已頂出的橋樑片段因自重引起的形變的狀態下橋樑片段與頂推施工平台的接觸情況,其中,示意橋樑片段與頂推施工平台的部分支點脫離接觸。
圖6為圖5中D部分的局部放大示意圖。
橋樑的頂推施工的方法

技術領域

《橋樑的頂推施工的方法》涉及一種路橋施工技術,尤其涉及一種橋樑的頂推施工的方法。

權利要求

1. 一種橋樑的頂推施工的方法,其特徵在於,其包括以下步驟:(1)搭設頂推施工平台;(2)將多個預製的橋樑節段在所述頂推施工平台上拼裝為當前橋樑片段;(3)利用所述頂推施工平台將所述當前橋樑片段頂推至已頂出的橋樑片段的尾端以進行拼接;(4)利用所述頂推施工平台繼續頂推已經與已頂出的橋樑片段拼接好的當前橋樑片段,直至預留部分當前橋樑片段在所述頂推施工平台上方以作為下一輪頂推工作工序中的已頂出橋樑片段,用於保持橋樑拼裝線形;其中,所述頂推施工平台的最小長度為當前待拼接的橋樑片段的長度與以作為下一輪頂推工作工序中的用於保持橋樑拼裝線形的已頂出橋樑片段的長度之和。
2.如權利要求1所述的橋樑的頂推施工的方法,其特徵在於:所述頂推施工平台包括承重系統和設定在該承重系統上方的滑道系統。
3.如權利要求2所述的橋樑的頂推施工的方法,其特徵在於:所述滑道系統包括設定在所述承重系統上方的在所述頂推施工平台縱長方向延伸的滑道、多個由所述滑道限定移動軌跡的移位器,及用於調整所述移位器高度和水平位置的調節裝置。
4.如權利要求3所述的橋樑的頂推施工的方法,其特徵在於:所述滑道包括至少一條主滑道和至少一條與該主滑道平行的副滑道。
5.如權利要求1~3任意一項所述的橋樑的頂推施工的方法,其特徵在於,所述步驟(2)中,所述橋樑片段的形成步驟具體為:所述多個預製的橋樑節段分別吊裝至所述頂推施工平台的上方,然後,使每個所述橋樑節段首尾相接得到所述橋樑片段。
6.如權利要求1~3任意一項所述的橋樑的頂推施工的方法,其特徵在於,所述步驟(3)和(4)中,所述頂推過程具體為:每頂推出單位長度,控制所述已拼接好的當前橋樑片段和頂推施工平台的接觸位置所受到的力不超過預設的閾值。
7.如權利要求6所述的橋樑的頂推施工的方法,其特徵在於:所述單位長度為1米。
8.如權利要求4所述的橋樑的頂推施工的方法,其特徵在於:所述步驟(4)完成後,所述頂推施工平台回歸到執行所述步驟(2)之前的位置。
9.如權利要求8所述的橋樑的頂推施工的方法,其特徵在於,所述頂推施工平台執行步驟(2)之前的位置為:所述移位器位於所述主滑道的中間或尾端位置。
10.如權利要求9所述的橋樑的頂推施工的方法,其特徵在於,所述頂推施工平台回歸到執行步驟(2)之前的位置的方法為:將位於所述主滑道前端的移位器轉移到所述副滑道的前端,所述移位器沿該副滑道滑行到副滑道的尾端,再將該移位器從所述副滑道的尾端轉移到所述主滑道的中間或尾端。

實施方式

參考圖2,《橋樑的頂推施工的方法》的橋樑的頂推施工的方法可以套用在比如某大橋的建設中,具體施工工序包括如下步驟:
(1)搭設頂推施工平台1;
所述頂推施工平台1包括承重系統11和設定在該承重系統11上方的滑道系統12。優選地,所述滑道系統12包括設定在所述承重系統11上方的在所述頂推施工平台1縱長方向延伸的滑道、多個由所述滑道限定移動軌跡的移位器,及用於調整所述移位器高度和水平位置的調節裝置。更優地,所述滑道包括至少一條主滑道和至少一條與該主滑道平行的副滑道。
(2)將多個預製的橋樑節段在所述頂推施工平台上拼裝為當前橋樑片段3b;
所述橋樑片段3b的形成步驟具體為:所述多個預製的橋樑節段分別吊裝至所述頂推施工平台1的上方,具體是吊裝至所述移位器上方,使每個所述橋樑節段由若干個所述移位器支撐;然後,使每個所述橋樑節段首尾相接得到所述橋樑片段3b。
(3)利用所述頂推施工平台1將所述當前橋樑片段3b頂推至已頂出的橋樑片段3a的尾端並且將兩者拼接起來。
(4)利用所述頂推施工平台1繼續頂推已經與已頂出的橋樑片段3a拼接好的當前橋樑片段3b,直至用於保持橋樑拼裝線形的部分的所述當前橋樑片段3a1預留在所述頂推施工平台1上方;
所述步驟(3)和(4)的頂推過程具體為:每頂推出1米,控制所述已拼接好的橋樑片段3b和頂推施工平台1接觸位置所受到的力不超過預設的閾值;所述頂推出的1米被定義為單位長度,該單位長度可根據實際的施工要求進行調整。
(5)將所述頂推施工平台1回歸到執行所述步驟(2)之前的位置;
所述位置具體為:所述移位器位於所述主滑道的中間或尾端位置;所述頂推施工平台1回歸到執行步驟(2)之前的位置的方法為:將位於所述主滑道前端的移位器轉移到所述副滑道的前端,所述移位器沿該副滑道滑行到副滑道的尾端,再將該移位器從所述副滑道的尾端轉移到所述主滑道的中間或尾端。
(6)重複步驟(2)~(5),直至完成所有橋樑片段的拼接及頂推。
根據橋位附近地形條件和頂推工藝要求,所述某大橋南岸的鋼槽梁的頂推施工平台1沿橋軸線縱向布置在PS12#墩到接線墩之間,設計長110米,寬16米,其中,該頂推施工平台1的長度為11個預設的橋樑節段的長度之和,所述11個橋樑節段包括3個已頂出的橋樑節段和9個待拼接的橋樑節段。
所述頂推施工平台1的長度的設計是《橋樑的頂推施工的方法》的橋樑的頂推施工的方法的關鍵技術之一。所述頂推施工平台1的長度影響了頂推施工工序的工效效率和施工質量:若所述頂推施工平台1的長度過小,每一輪作業所能拼接的橋樑節段的數目或橋樑片段的長度過小,影響施工進度,也浪費人力物力;若所述頂推施工平台1的長度過大,每一輪作業所拼接的橋樑節段數目過多或橋樑片段的長度過大,影響頂推過程的施工安全性,也難於控制無應力狀態下的拼接線形;若不充分利用該頂推施工平台1的施工空間,便浪費了該頂推施工平台的材料成本。因此,所述頂推施工平台應當設有“最小長度”,並且,要充分考慮截至2015年4月27日頂推施工方法中無應力拚裝的要求。
在橋樑進行頂推施工過程中,該領域技術人員公知需要設定位於主梁體前端的導梁,所述導梁用於引導主梁體在頂推工程中順利通過預設墩柱(如前述的PS12#墩和接線墩),並且通過檢測所述導梁的狀態,及時了解主梁的內部應力的變化及線形的變化,以及時調整施工的控制參數。
該實施例中,所述頂推施工平台的最小長度的確定分如下兩步:其一,計算導梁第一次上墩柱前形成最大懸臂狀態下的應力情況,此狀態下的所述導梁的前端與所述頂推施工平台的前端距離85.5米,該導梁前端下撓65米米;其二,計算後續的與所述導梁依次拼接的組成主梁體的橋樑節段的應力情況。
具體地,所述導梁和橋樑節段都通過有限元分析方法建立實體模型,設定導梁和橋樑節段相應的材料密度,並且,設定所述導梁和橋樑節段分別與所述頂推施工平台之間只受因導梁和橋樑節段的自重產生壓力以及由所述壓力引起的形變。所述有限元分析方法,指利用數學近似的方法對真實物理系統(幾何和載荷工況)進行模擬,並且,利用簡單而又相互作用的元素,即單元,用有限數量的未知量去逼近無限未知量的真實系統。上述關於頂推過程的控制方法,實質上也是所述採用有限元分析方法來建立實體模型的數據收集方法。參考圖5和圖6,當劃分出適當的單元(即單位長度的橋樑段,所述單位長度即頂推的單位長度),可測得靠近所述頂推施工平台1前端的部分移位器121由於所述已頂出的橋樑片段3a在自重作用下產生下撓因而導致脫空,該移位器121的頂端與當前橋樑片段3b之間產生間隙α,從而導致該脫空的移位器121鄰近的移位器的受力重新分布,在進行實體建模計算的時候,前述狀態下的每個所述移位器121的受力情況是重要的統計數據。
參考圖2,通過上述計算方法,找出每一輪頂推工序後所述已頂出的橋樑片段3a預留在所述頂推施工平台1上的應力最小時的橋樑片段的長度或者相應的橋樑節段的個數,並以此作為用於無應力保持橋樑拼裝線性的預留梁段。由此,所述頂推施工平台的最小長度為當前待拼接的橋樑片段3b的長度與用於保持橋樑拼裝線形的部分的已頂出的橋樑片段3a1的長度之和。
綜上所述,《橋樑的頂推施工的方法》橋樑的頂推施工的方法保證了橋樑拼裝的準確性,也保證了施工質量,具有廣泛的適用性。

榮譽表彰

2018年12月20日,《橋樑的頂推施工的方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

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