李忠軍

摘 要：陜西合銅高速公路水蘇溝大橋主橋上承式為3×80m連續(xù)鋼桁梁，墩高80m，采用步履式頂推施工。設(shè)計(jì)使用的鋼墊梁解決了步履頂施工過(guò)程中鋼桁梁的受力的問(wèn)題，并對(duì)高墩大噸位鋼墊梁的提升下放及倒運(yùn)施工進(jìn)行了研究，對(duì)以后同類型鋼桁梁步履式頂推施工有較高的借鑒價(jià)值。

關(guān)鍵詞：鋼桁梁;步履式頂推;鋼墊梁

1 工程概況

陜西合銅高速公路水蘇溝大橋位于陜西省渭南市白水縣境內(nèi)，大橋跨越水蘇溝，最大高差80余米，溝寬約500m。主橋?yàn)?×80m鋼桁-混凝土組合梁，下部結(jié)構(gòu)為薄壁空心墩，如圖1。

鋼桁梁為上承式三角形無(wú)豎桿鋼桁梁，節(jié)間長(zhǎng)度8m，寬度6.7m，中心高度7.2m，如圖2。采用步履式頂推施工。

2 頂推施工步驟

該橋采用步履式頂推施工，步履千斤頂?shù)膯未雾斖撇骄酁?0cm，鋼桁梁節(jié)點(diǎn)間距8m，在頂推過(guò)程中鋼桁梁會(huì)出現(xiàn)反復(fù)的支承點(diǎn)轉(zhuǎn)換，而鋼桁梁受力僅能在節(jié)點(diǎn)位置處，因此設(shè)計(jì)鋼墊梁來(lái)作為步履頂與鋼桁梁之間的受力轉(zhuǎn)換，保證鋼桁梁的受力安全的情況下，完成鋼橫梁的步履式頂推施工。利用鋼墊梁進(jìn)行鋼桁梁的步履式頂推步驟如下：

步驟一：鋼墊梁處于初始狀態(tài)，通過(guò)精軋螺紋鋼與鋼桁梁進(jìn)行鎖定，保證頂推過(guò)程中鋼墊梁與鋼桁梁之間無(wú)相對(duì)位移。鋼墊梁上安裝鋼墊塊支撐在鋼桁梁節(jié)點(diǎn)上，鋼墊梁下方支撐在反力座上。

步驟二：利用步履千斤頂將鋼墊梁頂升，往前頂推，從而帶動(dòng)鋼桁梁的頂推前進(jìn)。步履千斤頂單次行程50cm，行程結(jié)束后步履頂下落墊梁支撐在反力座上，步履千斤頂回程到初始位置準(zhǔn)備下一個(gè)行程的頂推。往復(fù)循環(huán)完成一個(gè)節(jié)間8m的頂推施工。

步驟三：鋼立柱上豎向千斤頂頂升，分配梁支撐鋼桁梁，解除鋼墊梁與鋼桁梁的鎖定，將鋼墊梁往后倒運(yùn)8m，回到頂推初始位置。

步驟四：鋼立柱上鋼立柱上豎向千斤頂下落，鋼墊梁支撐鋼桁梁，將鋼墊梁與鋼桁梁鎖定后裝備下一個(gè)8m的頂推。頂推施工步驟圖見圖3。

3 鋼墊梁的設(shè)計(jì)

3.1 鋼墊梁尺寸設(shè)計(jì)

鋼墊梁應(yīng)保證頂推過(guò)程中鋼桁梁的節(jié)點(diǎn)受力及鋼墊梁倒運(yùn)、鎖定、鋼墊塊及分配梁支撐的需求。鋼桁梁節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)度8m，弦桿寬度0.6m，鋼墊梁設(shè)計(jì)尺寸為長(zhǎng)度11.6m、寬度1m，高度1.1m，見圖4。鋼墊梁采用雙腹板箱型結(jié)構(gòu)，腹板厚度20mm，頂?shù)装搴穸?0mm，隔板厚度16mm間距500mm。

3.2 鋼墊梁受力計(jì)算

根據(jù)鋼桁梁步履式頂推施工步驟可知鋼墊梁在施工過(guò)程中承擔(dān)頂推豎向力，根據(jù)鋼桁梁頂推施工全過(guò)程模擬計(jì)算，頂推過(guò)程中鋼桁梁支點(diǎn)反力最大值為3357KN，按照最大支反力的1.3倍（4364.1KN）作為鋼墊梁的設(shè)計(jì)承載力，計(jì)算值取4500KN計(jì)算。

鋼墊梁上方以鋼墊塊支撐在鋼桁梁節(jié)點(diǎn)下方，下方支撐在反力座上或步履千斤頂起頂支撐。當(dāng)頂推4m后，步履式千斤頂起頂支撐在鋼墊梁的中間位置此時(shí)鋼墊梁受力最不利。利用maids計(jì)算軟件對(duì)鋼墊梁進(jìn)行模擬計(jì)算。

根據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果，鋼墊梁最不利工況下最大應(yīng)力為152.53MPa，最大變形14mm，頂推過(guò)程中鋼墊梁結(jié)構(gòu)安全。

4 鋼墊梁的提升與下放

鋼墊梁?jiǎn)蝹€(gè)重量12t，空心墩墩高在40-80m之間，無(wú)法用起吊設(shè)備直接提升安裝。在頂推中導(dǎo)梁上墩后，利用鋼導(dǎo)梁將鋼墊梁提升安裝到位。

4.1 鋼墊梁提升平臺(tái)

鋼墊梁提升通過(guò)安裝在鋼導(dǎo)梁上方的25t提升千斤頂進(jìn)行提升，千斤頂安放在提升平臺(tái)上，并在平臺(tái)上設(shè)置千斤頂?shù)目刂乒?、泵站及鋼絞線收放絞盤。提升平臺(tái)設(shè)置可縱向移動(dòng)的滑道及軌道，用于鋼墊梁提升安裝過(guò)程中的位置移動(dòng)。

4.2 鋼墊梁提升步驟

鋼墊梁提升方式如下：

步驟一：利用提升千斤頂將鋼絞線放下，安裝吊具，將鋼墊梁提升略高于反力座頂部。

步驟二：將鋼墊梁翻轉(zhuǎn)至順橋向方向，利用鋼立柱上的豎向千斤頂起升鋼桁梁，使鋼墊梁頂?shù)陀诜峙淞旱撞浚搲|梁底高于反力座頂部。

步驟三：利用提升平臺(tái)上設(shè)置好的水平移動(dòng)裝置，將提升設(shè)備整體往前移動(dòng)，使鋼墊梁往前移動(dòng)。

步驟四：當(dāng)提升設(shè)備不能在向前移動(dòng)時(shí)，將鋼墊梁的支撐切換至鋼桁梁下弦桿上，利用設(shè)置好的鋼墊梁移動(dòng)裝置將鋼墊梁移動(dòng)至設(shè)計(jì)位置并鎖定。

在鋼墊梁提升過(guò)程中應(yīng)注意①兩個(gè)鋼墊梁應(yīng)同時(shí)提升，避免單側(cè)提升所產(chǎn)生的偏載對(duì)鋼梁的影響;②提升及安裝鎖定應(yīng)在一天內(nèi)完成，且應(yīng)選擇無(wú)風(fēng)天氣提升;③鋼墊梁的提升、移動(dòng)均應(yīng)有專人指揮，做好安全保障措施。

鋼墊梁的下放同樣使用鋼墊梁的提升設(shè)備進(jìn)行下放，下放過(guò)程與提升相反。

5 鋼墊梁的倒運(yùn)

鋼墊梁每頂推8m都需要將鋼墊梁向后倒運(yùn)8m回到頂推初始位置進(jìn)行下一次頂推，鋼墊梁倒運(yùn)步驟如下：

步驟一：頂推到位后將鋼墊梁最前端的鎖定裝置移位至鋼墊梁的中部，并安裝移動(dòng)小車。

步驟二：用步履千斤頂將鋼導(dǎo)梁頂升，頂部不接觸分配梁，底部不與反力座接觸時(shí)，將鋼墊梁鎖定在鋼桁梁上。利用倒運(yùn)小車及手拉葫蘆將鋼墊梁往后倒運(yùn)，直至后端小車走到鋼桁梁節(jié)點(diǎn)位置。

步驟三：鋼墊梁支撐在反力座上，并將鋼桁梁后端的鎖定及小車移動(dòng)至中部，鋼墊梁的前方的鎖定及小車移動(dòng)至鋼墊梁的最前端。

步驟四：將鋼墊梁往后倒運(yùn)直至鋼墊梁到達(dá)頂推初始位置后，拆除移動(dòng)小車并將后端的鎖定裝置移動(dòng)到設(shè)計(jì)位置。

6 結(jié)語(yǔ)

鋼墊梁在鋼桁梁步履式頂推中的成功應(yīng)用，解決了鋼桁梁步履式頂推的結(jié)構(gòu)受力問(wèn)題;移動(dòng)式鋼墊梁提升（下放）平臺(tái)，成功的將大噸位鋼墊梁安全提升至80m高墩之上;利用精軋螺紋鋼鎖定鋼墊梁及鋼桁梁，保證了頂推過(guò)程總鋼桁梁與鋼墊梁之間無(wú)相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，同時(shí)利用鎖定裝置及移動(dòng)小車，平穩(wěn)安全的在高空將鋼墊梁倒運(yùn)會(huì)頂推初始位置。該工程中鋼墊梁的應(yīng)用為以后同類型的高墩鋼桁梁步履式頂推提供了成功的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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