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1、-石太客运专线铁路石咀大桥连续箱梁顶推施工设计(二) 作者： 日期：2 个人收集整理，勿做商业用途石太铁路客运专线石咀大桥连续箱梁顶推施工设计中铁十三局集团第二工程有限公司 张 林 牛宏伟内容提要：针对顶推法施工前期准备工作纷繁复杂，本文着重介绍了顶推施工中预制系统、滑动系统、顶推系统等施工设计情况。关 键 词：顶推 预制系统 滑动系统 顶推系统 施工设计我国于70年代首次采用了顶推法施工，经过20多年的发展，PC梁顶推法施工技术已取得了长足的进步，从单点集中顶推到多点分散顶推，从间歇式顶推到连续顶推，顶推机具设备和材料从个别拼凑到形成比较完整的顶推锚固体系，标志着我国PC梁顶推施工技术日臻完
2、善。但是顶推法施工的重难点还在于施工前期准备工作的细致程度和施工精度的控制。为了保证施工顺利进行，顶推前必须做大量的准备工作，包括施工设计、方案选取、制定一系列可行性施工工艺，以下就石太铁路客运专线石咀大桥施工设计做一个简单的介绍。1.工程概况石咀大桥地处山西盂县古咀村，交通较为发达，左右线跨乡村公路和一条深沟，旱季沟内无水。该桥分左、右两线，线间距35m，左线中心里程DK97+207.05，桥长166.50m，右线中心里程DK97+227.05，桥长206.50m。位于坡度6的直线上坡段，最高墩38m。左线梁部为440m单线预应力混凝土连续梁，右线梁部为540m单线预应力混凝土连续梁。梁部采
3、用单线、单箱、单室、直腹板、等高度连续箱梁，箱梁顶板宽8.40m，底板宽4.00m，梁高3.00m。该桥采用多点顶推。左线箱梁分为9段预制，右线箱梁分11段预制。除首末段外，中间段为标准段，首末段长10.65m，标准段长20m。据计算，左线顶推总重量3031t，右线顶推总重量3792t，箱梁平均自重188KN/m，最重段212 KN/m。2.梁场选择与总体布置梁场设于太原台后路基上，以太原台支座中心为原点，台后100m、中心线外侧10m范围为梁场施工用地区域（右线DK97+326.95+426.95，左线DK97+286.95+386.95），用地8.25亩。梁场地面采用C20混凝土硬化，硬化
4、地面做成单向6的坡度以利排水。太原台后分别设制梁台座、内模拼装台座、底腹板钢筋绑扎台座、顶板钢筋绑扎台座、吊装架存放台座。配置2台20t龙门吊机，供左右线制梁倒用。两线间设料场和钢筋加工区。总体布置详见图1。图1 梁场平面布置3.预制系统设计顶推箱梁采用逐段预制，逐段顶推。箱梁侧模采用推拉式，底模采用升降式，内模采用组合式。钢筋采用箱外绑扎，然后整体吊装入模。实行梁体顶推、钢筋绑扎、内模组拼同步进行。3.1制梁台座顶推法施工要求制梁台座有合理的纵向布置，目的是为了防止在梁体顶推出台座后，在其自身恒载的作用下产生挠曲变形，增大顶推时的摩阻力，同时，制梁台座前缘与太原台后的最小距离受顶推出台座梁段
5、抗倾覆安全和稳定性制约，且满足梁段间无转角要求的控制。制梁台座设在太原台后20m，制梁台座采用钢筋混凝土结构，台座轴线与桥梁中线延长线重合，台座设6坡度与箱梁纵坡相一致。制梁台座由扩大基础、连续滑道墙、底模支柱、侧模支柱及相关预埋钢板组成，扩大基础尺寸：23.5m8.4m0.8m，连续滑道墙长21.5m，宽0.4m。箱梁预制平台示意图见图2。 图2 箱梁预制平台示意图3.2模板工程为满足箱梁施工质量的要求，在构思模板结构时，外模着重考虑模板表面平整度和整体刚度，并利于装模和脱模。3.2.1侧模侧模设计为整体滑动模板，面板采用5mm钢板，支架采用12槽钢和75mm75mm6mm角钢，加劲肋采用6
6、mm钢板，在侧模上、下滑梁间设置两台丝杠，以精确调整侧模的高度。为方便侧模的平移，在侧模上滑梁焊两个滑轮，脱模时，可先开附着式震动器震35s，然后降低丝杠，滑轮落至下滑梁上就可以拉出侧模。为防止浇筑混凝土时侧模移动，在制梁台座滑道墙下140mm处预留32mm孔，间距1.1m1.15m，用连接梁通过拉杆将侧模固定。3.2.2底模面板采用5mm钢板，12槽钢作为纵梁，用6mm钢板做加劲肋，36b工字钢做横向分配梁，分配梁用丝杠做支撑以利底模的下落和起升。底模沿梁长两侧用50mm50mm5mm角钢将5mm子母口留出，与滑道墙盖板子母口咬合，防止漏浆和便于高程控制。3.2.3内模鉴于箱梁内室在不同位置
7、分别有局部加厚区、张拉齿板等，且齿板位置变化较多，所以设计方案首选分块桁架式组装内模，以零组整，以整拆零。内模面板采用组合钢模、异形木模与特制角模结合使用的方式。内模在拼装台座上组装完成后，吊入侧模内。3.3龙门吊机龙门吊机走行线长100m，基础采用钢筋混凝土底部铺设枕木，走行轨采用P43钢轨，现场安装两台20t龙门吊机，起升高度8m，跨度16.5m，每台龙门吊机采用两个10t电葫芦。3.4吊装架为吊装钢筋骨架设计。吊装架采用型钢和钢板组合结构，为避免钢筋骨架在吊运过程中出现变形，采用多吊点作业，吊点由铁链和紧绳器组成，将箱梁钢筋骨架整体吊装入模。3.5钢筋绑扎胎具箱梁钢筋采用体外绑扎，以加快
8、施工进度和减小施工难度。针对顶板和底腹板钢筋的布置规律设计顶板钢筋绑扎胎具和底腹板钢筋绑扎胎具。胎具采用8槽钢和63mm63mm5mm角钢组合支架，根据骨架线形加工胎具，在胎具上主筋所对应的位置刻上八字形槽口以控制主筋间距。4.滑动系统设计滑动系统是实现箱梁顺利顶推的关键。滑动系统分为制梁台座滑动系统和墩台滑动系统。制梁台座滑动系统主要有滑板、滑块和盖板组成；墩台滑动系统主要有滑道、滑板、滑块和楔块组成。4.1制梁台座滑动系统为便于梁体预制和顶推，将制梁台座预制系统和顶推系统部分融合在一起，制梁台座采用连续滑道，在制梁台座连续滑道墙上满铺滑板、滑块、盖板，形成顶推滑道和部分底模的联合体。制梁台
9、座滑动系统见图3。图3 制梁台座滑动系统4.1.1滑板滑板由20mm396mm2146mm的Q235钢板，通过沉头螺栓外包厚2mm的不锈钢板组成，滑板两端均设过渡坡段以防滑块移动受阻。顶推时在不锈钢板面上涂抹一层硅脂润滑，起到降低摩阻力的效果。4.1.2滑块滑块采用钢板夹层热压橡胶与聚四氟乙烯板在工厂以特殊工艺压制而成，结构尺寸为13mm400mm500mm，其抗压标准值不低于30MPa，抗压设计值10 MPa。4.1.3盖板盖板由5mm410mm1075mm、10mm400mm1075mm的Q235钢板焊接而成，作为底模的一部分，为防止浇筑混凝土时漏浆，盖板上下板前后错位10mm，与底模连接
10、处错口10mm，以子母口形式连接。4.2墩台滑动系统墩台滑动系统是预制箱梁沿桥跨前进的重要滑动系统，为了减小成桥后安放支座的难度，先将支座安放就位，但暂不做砂浆垫层。墩台滑动系统见图4。图4 墩台滑动系统4.2.1滑道为保证滑道的稳定性和防止滑道钢盒在顶推过程中损坏，故将滑道设计为马鞍形，紧夹支承垫石，中置支座，内布钢筋网片。由于各墩台支座不完全相同，因此不同型号支座的滑道钢盒夹板间距不同，滑道与支承垫石通过3根20mm的拉杆连接，为避免滑道钢盒中的混凝土与垫石、墩台顶连接，故在其接触面上铺设一层塑料薄膜。4.2.2楔块考虑到该桥从太原方向顶推至石家庄方向处于6的下坡，故梁底位于6斜坡上，墩台
11、顶用调坡楔块来调整顶推时滑道坡度。楔块长2000mm、宽500mm、高315mm，楔块置于滑道和支座上。4.2.3滑板滑板由30mm496mm2096mm的Q235钢板，通过沉头螺栓外包厚2mm的不锈钢板组成，滑板两端均设过渡坡段以便于滑块的喂送与吐出。为防止滑板随梁体前移，故在滑板端头下方焊接一根80mm80mm8mm500mm的角钢与滑道钢盒卡接。4.2.4滑块与制梁台座所用滑块相同。5.顶推系统设计顶推系统是箱梁顶推的动力装置。顶推系统正、侧面图见图5和图6。 图5 顶推系统正面图 图6 顶推系统侧面图以右线箱梁顶推为例计算所需总顶推力。式中： 安全系数，一般取；i号墩的支反力；顶推箱梁
12、总重；i号墩上滑道的静摩擦系数，一般取；顶推箱梁的纵向设计坡度，上坡取“”号，下坡取“”号。梁体每顶推2m计算一次墩台顶支座反力，全联顶推到位，共需计算111次，支座反力计算见表1，当梁体从制梁台座顶出209.9m时，所有墩台支座反力和最大，以此来计算所需总顶推力，得，所以共需6台ZLD100型千斤顶。在克服最大静摩擦力后，动摩擦系数一般在之间，故6台100t千斤顶完全能满足顶推要求。表1 右线支座反力计算表序号顶推长度支座反力F(kN)台座边临时墩太原台4#墩3#墩2#墩1#墩石家庄台合计mP7P6P5P4P3P2P1P097193.9534.97034.28144.47831.38137.
13、26828.183.93859498195.9465.871148090.27906.779677250.3166.538960.599197.9457.67417.28028.27955.77844.77626.3278.139607.8100199.9530.18018.379977990.37746.27953.1421.840656.8101201.91006.46706.779917980.27704.58236.5502.740128102203.9191.2715179558002.97648.18470.9708.940128103205.96804.68136.17961.37630.18649.7949.240131104207.96225.48366.77901.67633.58781.61221.240130105209.95671.78566.67846.67647.28876.51520.140128.7106211.95142.88735.87800.17657.28966.11730.640032.6107213.946408872.87760.27671.89019.72067.240031.7108215.94162.78977.977297682.89055.92423.440031.7109217.93710.9905
