摘 要: 結(jié)合天峨縣縣城三橋工程,對(duì)循環(huán)托舉式步履機(jī)鋼梁頂推施工工藝原理及控制要點(diǎn)進(jìn)行了介紹,針對(duì)重心偏載、軸線偏移及復(fù)雜豎曲線或平曲線鋼箱梁的頂推施工難題,結(jié)合工程實(shí)際闡述了具體的質(zhì)量控制措施,實(shí)施后取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效,可供相關(guān)工程參考。
前 言
橋梁頂推施工技術(shù)具有費(fèi)用低,施工過程平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點(diǎn),且對(duì)橋梁下部既有線路的影響較小,目前在以鋼梁為主的橋梁施工中應(yīng)用較為普遍 [1-2] 。而臨時(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)置,加大了頂推施工橋梁的跨度,是頂推施工工藝的又一次革新。但臨時(shí)墩標(biāo)高設(shè)置、梁體施工精度控制以及局部穩(wěn)定性是變得越來越不滿足實(shí)際需要 [3] 。因此,研究在復(fù)雜路況、橋位無法設(shè)置臨時(shí)墩、交通不能連續(xù)中斷等復(fù)雜環(huán)境下步履式鋼梁頂推施工質(zhì)量控制是很有必要的。
1 工程概況
天峨縣縣城三橋工程位于天峨縣南部六排鎮(zhèn)云榜村更腦屯八桂小學(xué)附近,橫跨紅水河,距離上游天峨二橋約 6.3km,橋梁起點(diǎn)東接 S317 省道,終點(diǎn)西接 X899 縣道,工程起于 K0+17.545 止于 K0+383.545,橋梁全長(zhǎng) 366m,主橋設(shè)計(jì)為(63+2×115+63)連續(xù)剛構(gòu),主梁為整幅單箱雙室直腹板箱梁,箱梁頂面設(shè)與路拱同坡的 2%雙向坡,單幅橋面寬 21m,主墩下部采用雙肢薄壁橋墩,承臺(tái)尺寸為 18.1×9.8×4m,其下設(shè)計(jì)為 6 根準(zhǔn)200cm 樁基。1#、3# 為交界墩,2# 為主墩,其中 2# 墩基礎(chǔ)位于紅水河道深水中,墩位處基巖裸露無覆蓋層,設(shè)計(jì)樁基嵌入中風(fēng)化板巖層中。
2 施工特點(diǎn)分析
(1)能夠滿足具有復(fù)雜豎曲線或平曲線鋼箱梁的頂推,避免梁體拖拉滑移過程中底板與滑道梁可能出現(xiàn)的應(yīng)力集中現(xiàn)象。
(2)對(duì)于自重較輕、跨越能力較大的橋梁可實(shí)現(xiàn)大跨度無臨時(shí)墩頂推。
(3)改變鋼箱梁?jiǎn)卧纹囱b焊接成整體橋面的地點(diǎn)和相對(duì)位置,滿足道路正常運(yùn)輸通行及河道正常通航通行的要求。
(4)采用的專用頂推設(shè)備中,設(shè)置有多種高精度傳感器,通過液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的精密控制,頂推施工精度高,安全可靠。所有頂推設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集中統(tǒng)一控制,機(jī)械化程度高,施工速度快,并且可重復(fù)周轉(zhuǎn)使用,減少材料浪費(fèi),符合節(jié)能低碳環(huán)保的要求。
3 工藝原理
循環(huán)托舉式步履機(jī)鋼梁頂推施工采用的是平推式頂推裝置,其工作原理是先使用豎向千斤頂緩慢將鋼梁頂起,然后使用水平千斤頂將其頂推前進(jìn),在前端設(shè)置墊塊,當(dāng)水平千斤頂完成一個(gè)行程落梁后,鋼梁即可擱置于墊塊上,完成一個(gè)行程的頂推工作。
頂推過程包括頂升、平推、下降及回落四個(gè)步驟,是一個(gè)自平衡過程,其示意圖見圖 1~圖 4,現(xiàn)按照如下步驟對(duì)其動(dòng)作原理進(jìn)行說明:
(1)頂升:支撐頂升油缸,使鋼梁與落梁調(diào)節(jié)支座脫離,見圖 1。
(2)平推:頂推油缸,將上部滑移結(jié)構(gòu)與鋼梁形成整體前移,見圖 2。
(3)下降:頂升油缸,上部滑移結(jié)構(gòu)與鋼梁同時(shí)下降,直到油缸與鋼梁脫離,見圖 3。
(4)回落:上部滑移結(jié)構(gòu)向后回到初始位置,進(jìn)行下一個(gè)行程工作,見圖 4。
4 控制要點(diǎn)
4.1 監(jiān)測(cè)頂推過程
為了保證鋼箱梁的線型要求和應(yīng)力狀態(tài)與設(shè)計(jì)要求相符合,應(yīng)在拼裝、頂推的過程中進(jìn)行各種工況分析。通過動(dòng)態(tài)和靜態(tài)工況下詳細(xì)的施工監(jiān)測(cè)及施工過程控制,確保在#不利狀態(tài)、#大變形的工況下,頂推施工過程安全可控、質(zhì)量可靠,具體觀測(cè)的內(nèi)容如下:
(1)鋼箱梁底板、頂板以及內(nèi)腹板,在#不利工況下,應(yīng)力的分布情況及其應(yīng)變、位移分析。
(2)根據(jù)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)荷載情況,分析在風(fēng)荷載作用下各節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位移變化情況,采取必要的措施及時(shí)糾偏,減小對(duì)頂推影響。
(3)墊梁的壓縮變形、標(biāo)高、沉降的變化以及墊梁施力墩頂推時(shí)的縱向位移�?紤]因焊接累積誤差、溫度變化等因素的影響產(chǎn)生的變形;
(4)測(cè)量鋼箱梁在每跨尾部接頭端面的豎向轉(zhuǎn)角撓度。
4.2 水平頂推控制
在頂推過程中,可通過千斤頂?shù)耐絹肀WC位移的一致來減小結(jié)構(gòu)偏轉(zhuǎn)的不利情況的發(fā)生,以減少摩擦力大小的偏差。頂升千斤伸出活塞頂起箱梁,同時(shí)頂推千斤將鋼梁頂推前移,此過程需進(jìn)行橫向調(diào)節(jié)控制、壓力均衡控制以及位移同步控制。此時(shí),主控臺(tái)將所有橋墩上的頂推千斤頂?shù)慕y(tǒng)一動(dòng)作控制,同時(shí)保證所有頂推千斤頂?shù)男谐掏�。不同橋墩上水平頂推千斤頂�(shù)耐娇刂品椒椋阂?C1 墩上的 1# 頂為主動(dòng)點(diǎn),比較其他墩的 1# 頂,若哪臺(tái)頂伸缸較慢,則將相應(yīng)的比例閥的流量增大,反之,則將相應(yīng)比例閥的流量減小,使得所有的水平頂推頂動(dòng)作行程同步。各墩之間同步精度誤差應(yīng)不大于 5mm,同墩兩側(cè)誤差應(yīng)不大于 1mm。以 1# 頂為主動(dòng)點(diǎn),同一橋墩上的水平頂推千斤頂以一定速度伸缸,與 1# 頂比較,其余水平頂為隨動(dòng)點(diǎn),每臺(tái)頂與 1# 頂?shù)奈灰屏坎顟?yīng)在允許范圍,若哪臺(tái)頂伸缸較慢,則將相應(yīng)的比例閥的流量增大,反之,則減小相應(yīng)比例閥的流量。此過程wuxu同步控制頂推千斤頂縮缸。
使用監(jiān)視載荷變化
壓力變送器在每臺(tái)頂推千斤頂上,通過現(xiàn)場(chǎng)主控臺(tái)上的面板或控制器設(shè)定同一橋墩上幾臺(tái)頂?shù)?大壓差和每臺(tái)頂?shù)?高壓力,通過計(jì)算機(jī)軟件,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每臺(tái)頂?shù)妮d荷變化情況,從而能夠協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確地載荷分配。如果同一橋墩上幾臺(tái)頂?shù)?大壓差超過允許偏差或者某臺(tái)頂?shù)妮d荷超過其#高壓力,系統(tǒng)將會(huì)報(bào)警示意,并自動(dòng)停機(jī)。此系統(tǒng)為以力控制為輔,位移控制為主的同步控制。
4.3 垂直頂升控制
豎向頂升千斤頂頂起箱梁,主控臺(tái)通過安裝在墊梁和箱梁之間的位移傳感器監(jiān)測(cè)頂升的高度,控制集群頂升千斤頂?shù)慕y(tǒng)一動(dòng)作,使得兩側(cè)頂升千斤頂同步�?刂品椒椋阂云渲幸粋�(cè)為基準(zhǔn),兩側(cè)位移差控制在設(shè)定允許范圍內(nèi),如果隨著側(cè)頂升高度增加而位移增大,就將該側(cè)比例閥的流量減小,反之,則將該側(cè)比例閥的流量增大。
當(dāng)豎向頂升千斤頂回縮時(shí),頂推鋼梁和楔塊下降,落到頂推裝置支架上。主控臺(tái)通過安裝在墊梁和箱梁之間的位移傳感器來監(jiān)測(cè)頂升的高度,控制集群頂升千斤頂?shù)慕y(tǒng)一動(dòng)作,以保證兩側(cè)頂升千斤頂?shù)耐�。控制方法為:以其中一�?cè)為基準(zhǔn),兩側(cè)位移差控制在設(shè)定允許范圍內(nèi),如果隨著側(cè)頂升高度增加而位移增大,就將該側(cè)比例閥的流量減小,反之,則將該側(cè)比例閥的流量增大。豎向頂升同步控制精度不大于 4mm。
將壓力傳感器安裝在每個(gè)受力點(diǎn)上,監(jiān)控每個(gè)受力點(diǎn)的荷載。通過現(xiàn)場(chǎng)主控臺(tái)上的面板或控制器設(shè)定同一橋墩上幾臺(tái)頂?shù)?大壓差和每臺(tái)頂?shù)?高壓力,通過計(jì)算機(jī)軟件,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每臺(tái)頂?shù)妮d荷變化情況,從而能夠協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確地載荷分配。如果同一橋上幾臺(tái)頂?shù)?大壓差超過允許偏差或者某臺(tái)頂?shù)妮d荷超過其#高壓力,系統(tǒng)將會(huì)報(bào)警示意,并自動(dòng)停機(jī)。
4.4 頂推糾偏措施
油泵與千斤頂應(yīng)配套標(biāo)定,保證允許偏差符合要求,頂推過程應(yīng)按要求進(jìn)行導(dǎo)向,加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和糾偏等監(jiān)控工作。
頂推過程中應(yīng)隨時(shí)檢測(cè)橋墩墩頂變位,其縱、橫向位移均不得超過設(shè)計(jì)規(guī)定。頂推過程中出現(xiàn)主梁預(yù)應(yīng)力錨具松動(dòng)、拉桿變形、導(dǎo)梁變形、拉錨松動(dòng)等異常情況,必須停止頂推,按照要求妥善處理,并檢查驗(yàn)收,確認(rèn)滿足要求后方能繼續(xù)進(jìn)行頂推。
在頂推過程中,要隨時(shí)觀測(cè)每個(gè)橋墩上橋梁中軸線是否與設(shè)計(jì)中軸線一致。若箱梁出現(xiàn)橫向偏位,則啟動(dòng)橫調(diào)系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)橫向糾偏。在落梁前,拆除滑動(dòng)裝置時(shí),同一墩臺(tái)上的千斤頂應(yīng)同步進(jìn)行,各支點(diǎn)應(yīng)同步頂起,同墩兩側(cè)梁底頂起高差應(yīng)控制在 1mm 范圍內(nèi);相鄰墩臺(tái)上梁底頂起高差應(yīng)控制在 5mm 范圍內(nèi)。
4.5 累計(jì)誤差控制
主控臺(tái)通過計(jì)算每個(gè)受力點(diǎn)水平頂推千斤頂移動(dòng)的總位移,在箱梁的平移過程中,計(jì)算累計(jì)誤差,如果累計(jì)誤差超出允許范圍,或者通過全站儀監(jiān)測(cè)到累計(jì)誤差超出允許范圍時(shí),應(yīng)單好調(diào)節(jié)某一側(cè)油缸動(dòng)作行程,以糾正誤差。
5 質(zhì)量控制
(1)作業(yè)前,清除箱梁頂推障礙物,清潔安裝平臺(tái)滑道面并涂四氟粉。按照要求進(jìn)行詳細(xì)安全技術(shù)交底。
(2)頂推施工前應(yīng)清洗干凈各填板、連接板、摩擦面,表面不得有渣滓,應(yīng)磨平螺栓孔飛邊并保持干燥。
(3)每節(jié)段開始頂推時(shí),檢查各部分設(shè)施的運(yùn)動(dòng)情況和松動(dòng)各滑動(dòng)面,應(yīng)反復(fù)頂推、回油二三次,每次 5cm。經(jīng)檢查無異常后再開始正式頂推。
(4)頂推過程中,應(yīng)對(duì)梁體進(jìn)行撓度、中線偏移、墩頂?shù)乃�、豎向位移、標(biāo)高等進(jìn)行連續(xù)性監(jiān)測(cè),同時(shí),觀測(cè)臨時(shí)墩位移情況,用千斤頂及時(shí)調(diào)整偏差。一旦位移超過允許范圍,立即停止施力,檢查分析原因,重新調(diào)整每個(gè)千斤頂頂推力。
(5)頂推作業(yè)時(shí),各千斤頂應(yīng)相互保持聯(lián)系,同步逐級(jí)加力。如果發(fā)現(xiàn)螺絲松動(dòng)或?qū)Я簵U件發(fā)生變形、混凝土開裂、箱梁與導(dǎo)梁連接位置發(fā)生變形等情況時(shí),應(yīng)立即停止作業(yè),進(jìn)行檢查、分析、處理。
(6)在頂推時(shí),如果遇到頂推力過大而箱梁不滑動(dòng)時(shí),應(yīng)立即暫停頂推,及時(shí)檢查、分析原因,找準(zhǔn)解決辦法。
(7)頂推到#后梁段時(shí),應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè),特別注意梁段是否到達(dá)設(shè)計(jì)頂推的#終位置。
(8)當(dāng)一次頂推時(shí),為方便糾偏,保證縱移到位,應(yīng)采用小行程點(diǎn)動(dòng)方式進(jìn)行頂推。
6 結(jié) 語(yǔ)
通過對(duì)循環(huán)托舉式步履機(jī)鋼梁頂推施工工藝原理及控制要點(diǎn)進(jìn)行分析,對(duì)關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制,實(shí)時(shí)進(jìn)行施工監(jiān)控,有效保證鋼梁在整個(gè)頂推精度控制,解決了重心偏載、軸線偏移及復(fù)雜豎曲線或平曲線鋼箱梁的頂推施工難題,有效提高施工效率,提升工程質(zhì)量,為類似工程施工提供參考。
注明,三暢儀表文章均為原創(chuàng),轉(zhuǎn)載請(qǐng)標(biāo)明本文地址