1、武汉江汉六桥工程主桥钢梁安装及安全专项施工方案编 制： 审 核： 批 准： 中建钢构有限公司江汉六桥项目部2012年6月目 录一、编制依据21.1编制说明21.2编制依据2设计文件及相关文献2主要技术标准及规范2二、工程概况32.1工程简介32.2分段划分方案52.3施工目标7三、总体施工方案73.1重点、难点分析及对策73.2总体施工方案8四、总体施工部署94.1施工平面布置9施工平面布置原则9汉口侧（3#墩）施工平面布置9汉阳侧（4#墩）施工平面布置114.2项目组织机构134.3人力资源配置144.4材料与设备计划154.5施工进度计划18五、主梁钢结构安装235.1安装前的准备工作232、临时吊耳的选用235.1.2钢丝绳的选用24履带吊的选用245.2主梁顶推系统26顶推工作平台体系26临时支墩体系31导梁及顶推加固体系38顶推设备445.3主梁顶推工艺51主梁拼装工艺51主梁顶推工艺555.4主梁落梁方案755.5顶推施工主要控制措施76顶推施工控制重点及注意事项76顶推施工主要控制措施775.6托架、小纵梁及风嘴安装805.7主梁钢混结合段安装及合拢方案82主梁钢混结合段安装82主梁合拢85六、主梁钢结构测量866.1测量概述86测量依据86控制测量876.2施工测量准备876.3主梁测量方案88主梁拼装测量88主梁顶推测量896.6安装误差消除措施896.7钢结构沉降观3、测及变形观测90观测目的90水准基点布设90七、主梁钢结构工地连接917.1焊接施工91焊接接头形式91焊接设备91焊接方法及焊接材料92焊缝检查927.2高强螺栓施工94高强螺栓形式94高强螺栓施工方法94高强螺栓施工检验94八、主梁钢结构工地涂装958.1涂装配套体系958.2涂装前准备97钢结构表面处理97涂料、磨料的进厂要求97涂料的备料、运输和保存978.3涂装施工要求988.4涂装质量要求98九、施工保障措施999.1安全保障措施99安全管理目标99安全管理组织机构100危险源辨识与风险评估101安全文明生产管理制度106安全生产管理一般规定107现场施工安全管理措施110水上施工4、安全规程119主要安全措施1209.2质量保障措施121概述121质量目标122质量检验、试验系统的控制122质量控制要素123主要工序质量控制124不合格品控制措施128成品验收和工程资料的控制1289.3季节性施工保障措施129雨季施工管理措施129夏季施工管理措施129冬季施工管理措施129十、计算书及相关图纸129一、编制依据1.1编制说明1、为保证全面履行工程承包合同，满足国家和地方有关规范、法律法规的要求，实现公司在投标阶段确立的各项目标，特制定本方案。2、本方案是公司实施项目目标管控的文件,也是公司指导项目实现项目总体目标的指导性文件。3、本方案是在项目中标后的施工准备阶段，公司5、针对项目确定项目管理目标，并组织公司各职能部门以及项目经理就如何实现目标进行策划。4、本方案是项目全过程实施阶段的纲领性文件，也是公司为项目进行资源调配和提供服务、支持的依据。5、本方案根据公司投标阶段设定的预期目标、工程项目设计文件、工程承包合同、施工组织设计和法律法规要求编制。6、本方案结合中建三局及中建钢构有限公司的管理工作手册和项目的实际情况编写，各表格中内容未必详尽，应配合项目施工组织设计、商务策划书和项目目标管理责任书等专项策划内容深化执行。7、本方案经各级领导签字确认后予以实施，江汉六桥项目遵照执行。1.2编制依据1.2.1设计文件及相关文献江汉六桥工可地质报告、江汉六桥初步设计6、图纸。1.2.2主要技术标准及规范-1 主要技术标准及规范序号标准、规范名称编号1工程测量规范GB50026-20072城市测量规范CJJ8-993钢结构设计规范GB50017-20034公路桥涵施工技术规范JTJ041-20105公路工程技术标准JTGB01-20036悬索桥预制主缆丝股技术条件JT/T395-19997建筑钢结构焊接规程JBT81-20028铁路钢桥制造规范TB10212-20099铁路钢桥保护涂装TB/T1527-200410低合金高强度结构钢GB/T1591-200811桥梁用结构钢GB/T714-200812预应力筋用锚具、夹具和连接器GB/T14370-2000137、预应力混凝土桥梁用塑料波纹管JT/T529-200414预应力筋用锚具夹具和连接器应用技术规程JGJ85-201015公路桥梁预应力钢绞线用锚具、连接器试验方法及检验规则JT329.2-9716钢结构工程施工质量验收规范GB50205-200117公路工程质量验收评定标准JTGF80/1-200418低合金钢焊条GB/T5118-199519气体保护焊用钢丝GB/T14958-1994二、工程概况2.1工程简介武汉市江汉六桥位于江汉二桥（知音桥）与江汉五桥（长丰桥）之间，是武汉市第六座跨汉江通道。图2.1-1 桥址示意图主桥为双塔自锚式悬索桥，桥跨布置为110m+252m+110m=472m。8、图2.1-2 主桥布置图图2.1-2 全桥整体效果图（未示桥面铺装）主梁采用边主梁形式的钢混结合梁，桥梁中心线处梁高3.56m，全宽（包括风嘴）42.8m，设有双向2.3%横坡，边主梁中心距为30m。两边主梁内侧纵向每7m设置一道横梁，外侧设置一道托架，均与吊索位置对应。横梁、托架与边主梁腹板采用高强度螺栓连接，顶、底板采用焊接连接。在横梁或托架间设置纵梁，其标准横向间距为3.5m，纵梁与横梁腹板（预留接头）采用高强度螺栓连接，顶、底板采用焊接连接。边主梁两侧的托架端部布置风嘴，通过螺栓与托架（预留接头）连接。主梁结构中除边主梁为箱型截面外，其余结构均为工字型截面。图2.1-3 主梁吊索托架、9、横梁横断面图图2.1-4 主梁一般横断面图（风嘴未示）边主梁纵梁风嘴小纵梁横梁托架图2.1-5 主梁标准节段立体示意图主梁主体结构钢材材质为Q345qD、Q345C，辅助结构采用Q235C。高强螺栓采用材质为35VB的10.9级大六角头高强度螺栓，普通螺栓采用C级4.8级六角头螺栓。2.2分段划分方案全桥主梁共分为33个节段，其中标准节段28个，长度14m（26个）、12m（2个）；钢混结合段2个，长度9m；桥塔特殊段2个，长度11m；跨中段1个，长度17m 。每个标准节段重约180吨。根据主梁结构形式，每节主梁分为边主梁、横梁、纵梁、托架、小纵梁、风嘴等构件。表2.2-1 主梁各构件参数一览10、表序号构件名称效果图构件概况1边主梁边主梁为箱型截面，截面尺寸为3000x2900x40（32）x28，单根最大长度为17m，单根最大重量63.8吨。主梁总数为66根，总重量为3438吨。2横梁横梁为H型为变截面形式，截面尺寸为1000（900）x3250（2850）x40（32）x14，单根最大长度为26.6m，单根最大重量24.9吨。横梁总数为61根，总重量为1810吨。3纵梁纵梁为H型截面，截面尺寸为700（480）x1200x20x12，单根最大长度为6.06m，单根最大重量2吨。纵梁总数为420根，总重量为925吨。 4托架吊索托架为H型为变截面形式，截面尺寸为700x2900（1411、90）x24x24，单根最大长度为4m，单根最大重量2.3吨。吊索托架总数为122根，总重量为463吨。5小纵梁小纵梁为H型截面，截面尺寸为500（300）x500x12x12，单根最大长度为6.26m，单根最大重量1.8吨。纵梁总数为66根，总重量为110吨。6风嘴风嘴为V型截面，截面尺寸为2100x2100x16x16，单根最大长度为17m，单根最大重量5.8吨。风嘴总数为62根，总重量为300吨。2.3施工目标武汉市江汉六桥钢结构安装工程符合国家相关验收的标准、规范，分部、分项工程优良率达到92%以上，单位工程优良率达95%。力创武汉市优质工程奖、武汉市现场施工标杆工地、中国钢结构金奖，12、创同类桥型顶推跨度全国第一。三、总体施工方案3.1重点、难点分析及对策1）主桥主跨252m，其主梁为钢结构叠合梁，并采用单侧顶推施工，顶推过程中主梁线型控制、高程控制都直接关系到主桥施工的质量。对策：编制详细的主梁顶推测量方案，并选择有经验的监控单位对顶推施工进行实时监测以提供可靠数据，可及时对顶推施工实施调整。2）根据汉江航道级别，施工期间必须满足最低84m的通航孔要求，因此在保证通航孔要求的前提下主梁进行单侧顶推，是施工过程的重点和难点。对策：为满足最低通航孔要求，主梁顶推跨度最大达112米，江中临时支撑体系设计时应充分考虑其施工安全性，设防撞、导航等系统保证船舶通行及主梁顶推顺利进行。313、）本桥为跨汉江施工，钢结构施工工期内经历汉江全年的丰水期和枯水期阶段，水上施工的安全措施投入非常重要。图3.1-1 江汉六桥桥址近六年最低水位统计图图3.1-2 江汉六桥桥址近六年最高水位统计图对策：主塔施工时，考虑最高水位极有可能淹没现有便道，拟搭设临时栈桥便于施工，确保施工人员安全。3.2总体施工方案根据国内外自锚式悬索桥的施工经验，主梁架设以顶推为主，本桥各项条件均可满足顶推施工，拟采用顶推施工。在汉口侧搭设顶推施工平台，并在江中及汉阳侧岸上搭设临时支墩体系，主梁各构件通过汽车运输至汉口侧现场后通过履带吊或汽车吊吊至顶推施工平台上进行组拼形成钢梁节段（暂不组装托架、风嘴及小纵梁），在主梁14、最前端设置导梁，然后采用步履式顶推设备牵引钢梁前行，待主梁顶推到位后再安装托架、风嘴及小纵梁。四、总体施工部署4.1施工平面布置4.1.1施工平面布置原则（1）构件运输及堆放方便，确保吊装顺畅。（2）构件倒运道路安全、畅通。（3）考虑施工期水位，确保施工期。4.1.2汉口侧（3#墩）施工平面布置汉口侧构件可用汽车由闸口运送至现场堆放。目前筑岛后便道标高为20m。施工期内（7月9月）水位最高预计为24.5m，现有便道极有可能被淹没无法通行，所以需架设栈桥便于施工人员操作，两侧栈桥各长约27m，标高25m。施工现场平面布置如下：图4.1.2-1 汉口侧施工现场平面布置图4.1.3汉阳侧（4#墩）施15、工平面布置汉阳侧由于场地狭小，构件必须在堤外堆放，由汽车倒运至塔吊其中范围内起吊。倒运汽车由堤顶路破开的堤防进入（开口约8m）。目前筑岛后便道标高最低位21m。施工期内（8月10月）水位最高预计为24.5m，现有便道极有可能被淹没无法通行，所以需架设栈桥便于施工人员操作，两侧栈桥各长约46m，标高25m。施工现场平面布置如下：图4.1.3-1 汉阳侧施工现场平面布置图4.2项目组织机构图4.2-1 项目组织机构图4.3人力资源配置表4.3-1 人力资源配置表序号施工小组劳动力计划工作内容1杆件预拼及运输组施工员3人，技术员2名，工人48人负责与钢塔杆件生产基地联系发运钢梁，现场验收。负责卸车、16、存放、检查、翻身等。负责钢横梁预拼，运输。2钢塔架设组施工员4人，技术员2名，工人80人。负责钢塔架设中杆件运输、起吊、对位、安装、打冲钉、上栓及一般性拧栓等工作。3钢塔焊接组施工员3人，技术员2名，工人36人。负责钢塔环缝焊接等相关工作4高强度螺栓施拧组施工员2人，技术员1人，工人28人。负责高强度螺栓的补拧、复拧、终拧及补栓等工作。5试验检查组施工员2人，技术员2人，工人12人螺栓质量检查验收，摩擦板试验、扭矩系数试验。各种扳手修理及维护。各种扳手标定及检查。螺栓施拧质量的检查、包括资料的整理移交。螺栓进库点收、标记发放，回收、库房管理。7安全组安全员4人，工人12人全桥架梁施工总体安全监17、督，负责脚手架的安装拆除、安全网的安装及拆除、以及其它安全设施的布置。8机械组施工员1人，工人24人汽车司机、吊车司机及其它辅助工作。表4.3-2 人员配备计划表工种按时间拟投入劳动力每月2012.72012.82012.112012.122013.12013.2施工员5842技术员2422安全员2442测量员2442吊装工12362616钳铆工241406020焊工1260248司机1214126普工3014010040小计101310236884.4材料与设备计划表4.4-1 主塔钢结构施工材料与设备需求表序号名称（规格）单位数量备 注一、设备类1CO2焊机500 (配机柜)台16配置1018、米进火线2直流焊机（配机柜）台8配置10米进火线3气刨机台4配置10米进火线4空压机台4配置10米进火线6烘箱台2配置10米进火线7半自动切割机台2其中小黄狼1台8集装箱只29电缆米10配电柜只11手推小车(1.5T)台21236变压器（3KW）台4配10米进火线13鼓风机（2450转）台8配10米进火线14水准仪ZDL700台10.7mm/km15全站仪SET1130R3台11”2mm+2ppm16全站仪R-422NM台12”2mm+2ppm17全站仪GTS-332N台12”2mm+2ppm18气压表DYM3个11hPa19高栓轴力扭矩仪YJZ-500S台120检定50m钢卷尺把221初拧扳19、手把8梅花扳手22扭力扳手把423检验扳手把224对讲机台1625一级配电箱600A4回路个426电缆YC 3*120+2*60m40027二级配电箱个428三级配电箱个3229电缆YC 3*120+2*60m20030电缆YC 395+250m36031电缆YC 335+225m30032电线YC 325+216m20033移动箱个834交通船艘租用交通艇35350吨履带吊台2主塔吊装36200吨履带吊台1主梁吊装3770吨汽车吊台1装卸车、倒运385吨叉车台1装卸车、倒运39平板车台1倒运二、辅材1焊丝（实芯、药芯）吨302焊条（3.2mm）吨43焊条（4.0mm）吨34衬垫米400其中宽20、衬垫100米5碳棒（10mm）米500三、工装材料及转运工具1铁笼只202码板（400mm600mm）块300/1003铁尖只504引弧板、七字码块若干5工装材料吨约3000详见工装材料清单四、安全防护设施及其他1钢丝绳根122卸扣只83钢目网20004雨布只125脚手架付若干6保温桶只107安全网张50008钢管（38mm2mm）米70009尼龙绳米20010内置钢梯套44.5施工进度计划图4.5-1 主梁钢结构现场安装施工进度计划-1图4.5-2 主梁钢结构现场安装施工进度计划-2图4.5-3 主梁钢结构现场安装施工进度计划-3图4.5-4 主梁钢结构现场安装施工进度计划-4图4.5-5 21、主梁钢结构现场安装施工进度计划-5图4.5-6 主梁钢结构现场安装施工进度计划-6五、主梁钢结构安装5.1安装前的准备工作临时吊耳的选用现场吊装用临时吊耳选用材料材质不低于Q345C的钢板制作，根据吊装构件的重量，拟选用两种吊耳，详图如下：图5.1.1-1 吊装用吊耳1（适用于40吨80吨）由上图可知：吊耳最小受力截面为吊耳孔两侧部位，此处面积为As=(20100+12752-60/2)/106 mm2=3.7710-3m2，构件最大吨位为63.8t，单个吊耳受拉力F=156.3kN,板厚为20mm、材质为Q345C的钢板屈服强度为325MPa。故：max=F/As=41.5MPa325MPa22、，满足吊装要求。图5.1.1-2 吊装用吊耳2（适用于20吨40吨）由上图可知：吊耳最小受力截面为吊耳孔两侧部位，此处面积为As=(1875+12602-50/2)/106 m2=2.76510-3m2，构件最大吨位为21.3t，单个吊耳受拉力F=52.2kN,板厚为18mm、材质为Q345C的钢板屈服强度为325MPa。故：max=F/As=18.9MPa325MPa，满足吊装要求。临时吊耳均设置在纵、横向结构交汇处，即硬点位置。5.1.2钢丝绳的选用根据吊装构件的重量，现拟选用637的钢丝绳，吊装采用四根钢丝绳的四点吊法。假定构件重量为m（t），安全系数K取6，钢丝绳间夹角通过钢丝绳长度控23、制在60以内，g取9.8kN/t，则：单根钢丝绳受最大拉力Nmax=Kmg/4/sin60=16.97m（kN）；实际破断拉力S实=S总，对于637钢丝绳，折减系数=0.82；若S实=Nmax，即0.82 S总=16.97m，可得：S总=20.70m（kN）。构件最重为63.8t，代入上式可得S总=1320.7kN。查表选用直径50mm、公称抗拉强度为1870MPa的钢丝绳，其钢丝破断拉力总和为1540kN。S总1540kN，满足吊装荷载要求。5.1.3履带吊的选用根据现场作业环境及吊装构件外形尺寸、重量等因素，拟采用一台350吨的履带吊对主梁各构件进行吊装。图5.1.3-1 350吨履带吊外24、形示意图表5.1.3-1 350吨履带吊起重性能参数表最不利吊装工况分析：主梁边主梁单节最重为63.8t，吊装示意图如下。图5.1.3-2 350吨履带吊最不利工况吊装分析示意图如图，作业半径14米，主臂长42米，350吨履带吊额定起重量为113.1吨，负载率为56.4%，满足吊装要求。350吨履带吊自重50t、配重125t，共重G1=175t，吊装构件最重约为G2=63.8t（最重边主梁），则共重G=G1+G2=238.8t。350吨履带吊与地面接触面积S=172=14，安全系数K取1.5。故履带吊工作时对地面压强P=1000G9.81.5/S=310kPa。因此地面承载力应不低于251kP25、a。5.2主梁顶推系统根据主梁的结构形式，并结合步履式顶推施工的特点，主梁顶推系统主要分为顶推辅助结构措施和顶推设备两大类，其中顶推辅助结构措施细分为：顶推工作平台体系、临时支墩体系、导梁及顶推加固体系四个部分。5.2.1顶推工作平台体系顶推工作平台是采用型材按一定的结构形式搭设而成的一种刚性支架，主要用于主梁主要构件现场拼装。根据主梁的结构形式，本桥顶推工作平台主要采用60014mm及4268mm的钢管作为主立柱，立柱间采用3258mm和2998mm的钢管作为横撑、斜撑或剪刀撑，其余连接材料为28a普通槽钢，平台顶部设分配梁，分配梁采用双排I20a工字钢。630003370028000顶推工26、作平台钢管桩基础入土20米，地上高度约8米。600*14426*8图5.2.1-1 顶推工作平台立体构造示意图图5.2.1-2 顶推工作平台现场位置示意图图3 顶推工作平台平面示意图图4 顶推工作平台立面示意图图5 顶推工作平台横断面示意图图6 顶推工作平台与主梁节段横断面示意图考虑顶推工作平台的稳定性及主梁顶推施工的需要，顶推工作平台横断面上的两个主立柱打入土层深度为20米。5.2.2临时支墩体系临时支墩体系根据其使用功能可分为吊装用临时支墩和顶推施工临时支墩。1）吊装用临时支墩吊装用临时支墩是为满足汉阳侧钢混结合段安装而设立的一种刚性支架，其材料选用及结构形式与顶推工作平台相类似。吊装用临27、时支墩横断面上两个主立柱打入土层深度为5米。图5.2.2-1 吊装用临时支墩平面示意图图5.2.2-2 吊装用临时支墩立面及局部横断面示意图图5.2.2-3 吊装用临时支墩整体横断面示意图2）顶推用临时支墩顶推用临时支墩是为主梁顶推施工而搭设的一种刚性支架。由于本桥横跨汉江水域，因此顶推用临时支墩又分为江中临时支墩和岸上临时支墩两种。本桥桥位所处汉江区域的主航道通航净空宽度要求为84米，根据顶推施工及通航要求，江中临时支墩纵桥向布置如下图所示：图5.2.2-4 江中临时支墩与航道位置关系示意图由于主梁的两个边主梁横向间距达30米，江中临时支墩横桥向设计为分离式的两个墩。临时支墩主要由临时支墩基28、础和上部结构组成，每个江中临时支墩基础采用20根80014mm的钢管桩基础，钢管桩入土25米，其横桥向间距2.8米（4根），纵桥向间距3米（5根），露出江面的钢管桩上部利用4268mm的钢管连接成整体以增加其稳定性。上部结构采用8根100010mm的钢管立柱，其平联及斜撑采用2996mm的钢管。上部结构与钢管桩基础连接处搭设纵、横向分配梁使基础受力均匀，分配梁采用HW6006002030mm的H型钢。5000100002000040001000055000800*14800*14图5.2.2-5 顶推用临时支墩立体结构示意图图6 顶推用临时支墩平面示意图（江中） 图7 顶推用临时支墩立面及横断29、面示意图（江中）岸上临时支墩的结构形式与材料选用与江中临时支墩相类似，钢管桩基础纵、横向间距均为2.5米，其中纵向5根，横向3根，入土深度15米，钢管桩上部同样采用钢管连接成为整体增加其稳定性，上部结构为8根钢管立柱，上部结构与基础连接处搭设纵、横向分配梁使基础受力均匀。图8 顶推用临时支墩平面示意图（岸上）图9 顶推用临时支墩立面及横断面示意图（岸上）3）江中临时支墩施工江中临时支墩采用驳船承载80吨履带吊配合150型振动锤搭设。基础为20根80014mm的钢管桩，入土25m，根据河床标高及钢管桩顶标设，单根钢管桩长约45m，分两节施沉，首节长25m，次节20m。履带吊驳船上吊振动锤及首节钢30、管桩，测量精确定位后，振动下沉，首节钢管桩下沉至水位线以上1m位置后，接长次节钢管桩，继续振动下沉，直至下沉到位。图10 江中钢管桩施工示意图钢管桩沉桩偏差：桩位平面位置：10cm桩顶标高：10cm桩身垂直度：1%每排钢管桩下沉到位后即进行桩身之间连接,以增大桩的横向稳定性。施沉钢管桩时须在流速不大情况下施沉，避免高潮或流速过大情况下进行施沉。待所有钢管桩及平联施工完成后，进行上部结构施工。施工前测量在各桩顶放出标高，将高出部分钢管桩割除，安装纵、横向分配梁。两侧焊加强劲板，保证其整体钢度，使上部结构受力能均匀传达递至桩基础上。为减少水上作业，上部结构立柱钢管横向两根钢管在后场预制加工好，整体31、吊装与纵、横梁焊接，四周焊接肋板加强，四组钢管立柱安装完成后，安装平联及斜撑，最后安装顶部承重。5.2.3导梁及顶推加固体系根据汉江航道通行要求航道净空宽度为84米，顶推用临时支墩纵桥向最大间距达112米，因此主梁前端需设置导梁。为降低导梁自重，并满足主梁顶推施工要求，设计采用变截面工字型导梁，由根部（与主梁连接处）向端部逐渐减小。导梁与主梁连接处设有两组纵梁，其结构外形尺寸与边主梁保持一致，根部与边主梁采用焊接连接，两组纵梁间通过桁架式横梁连接形成整体。为便于导梁通过临时支墩，导梁的两组纵梁端部设计成台阶状，以利于过墩时起顶。导梁纵向共分为4节，由根部向端部其长度分别为6米、14米、18米、32、18米。6米段导梁与边主梁直接相连，其上、下翼缘及腹板厚度与边主梁顶、底板及腹板厚度相同，分别为32mm、40mm和28mm，14米段和18米段导梁上、下翼缘和腹板厚度分别为20mm、20mm、16mm，各段导梁间均采用焊接连接。图5.2.3-1 导梁立体结构示意图图5.2.3-2 导梁平面示意图图3 导梁立面示意图图4 导梁横断面示意图主梁顶推过程中最大顶推跨度达112米，经计算，如不采取任何顶推加强措施，在112米悬臂时，主梁及导梁端部最大挠度将达3米，不能满足顶推施工要求。借鉴以往类似桥梁工程顶推时采用临时拉杆对主梁及导梁进行临时加强的施工经验，现拟采用斜拉预应力钢绞线的方式对主梁及导梁33、端部采用拉索支撑进行临时加强。采用拉索支撑进行斜拉，需在后方主梁的边主梁上设临时索塔以供斜拉，除对端部主梁及导梁进行斜拉外，还需对后方主梁相对应位置同样进行斜拉处理，使前后斜拉索间形成一个自平衡的力系，保证临时索塔安全。临时索塔设计为双塔，全高18米，立柱采用800*14mm的钢管，单侧索塔的四根立柱横向间距为2米，置于边主梁腹板之上，纵向间距为7米，置于主梁横梁截面处，立柱间横联采用325*8的钢管，横断面两侧的临时索塔通过斜撑杆和横撑杆连接成为整体以增加其稳定性，其材料均为299*8的钢管。图5 临时索塔工作立体示意图图6 临时索塔横断面示意图7 临时索塔纵断面示意图图8 临时索塔工作示意34、图单侧临时索塔立柱在地面拼装成整体，通过350吨履带吊吊装至顶推工作平台上主梁的预定位置，两侧索塔间的斜撑杆及横撑杆散件吊装到位。5.2.4顶推设备主梁顶推采用步履式顶推设备，根据顶推用临时支墩数量，全桥共计投入16套。顶推设备布置在临时支墩中心位置，负责主梁的竖向起顶、纵向推移，同时自带有顶推施工时的横向限位功能。顶推设备具有一定的竖向调节能力（不小于200mm）和水平纠偏能力（不小于50mm）。步履式顶推系统主要包括滑动面结构、上部滑移结构、下部支撑结构、支撑油缸、横向调整油缸、顶推油缸等，通过计算机控制盒液压驱动实现组合和顺序动作，以满足施工要求。1）顶推设备构造图5.2.4-1 步履式35、顶推设备整体效果图图5.2.4-2 步履式顶推设备立面效果图图5.2.4-3 步履式顶推设备横断面效果图上部结构顶面铺设50100mm的橡胶垫层，上部结构滑箱的外形尺寸为2.83米3.55米，以满足主梁的局部承压要求，橡胶垫层可以均衡局部承压，并保护主梁底部油漆。上部结构的底部固定一块3毫米厚的不锈钢板，与下部结构的聚四氟乙烯构成滑移面。聚四氟乙烯做成蘑菇头形状，在蘑菇头之间的间隙可藏硅油，以降低滑移面的摩擦阻力。经过多次工程实际的检验，通过这样的处理，滑移面的摩擦系数为0.0250.05。上部结构的两端有两个档块（箱型），是顺桥向移动油缸的反力支座。它与顺桥向移动油缸端面接触产生顺向方向移动36、所需推力。这样的连接方法可以使上部结构在横桥向调整方便自如，不会引起连接干涉。图4 步履式顶推设备下部结构效果图下部结构的四周布置了四台顶升油缸（以下简称支撑顶升油缸）。支撑顶升油缸通过类似牛腿的法兰与下部结构连接，这种连接方式很适合油缸的安装与维修。通过控制支撑顶升油缸可以实现主梁的竖向运动，可以通过单独调整四台顶升油缸的高度，适应不同的顺桥或横向坡度。下部结构的顶面布置了许许多多的蘑菇头，通过蘑菇头一方面来承受竖向载荷，另一方面减小摩擦，使滑移面有更小的摩擦阻力。图5 步履式顶推设备水平液压油缸局部效果图下部结构的中间内藏一台双出头液压油缸（以下简称移动油缸），移动油缸与下部结构通过两端的37、法兰固定，这样可以通过控制移动油缸的左右伸缩实现上部结构与下部结构顺桥向的移动。图6 步履式顶推设备横向油缸局部效果图在上部结构的滑道两侧布置了两台带导向轮的横向调整油缸（以下简称横向油缸）。通过4台油缸，既可以解决上部结构在顺桥向移动时的导向问题，又可以解决主梁横桥向的调整问题（纠偏）。2）顶推设备液压系统液压泵站为油缸提供动力，根据主控计算机的指令，执行规定动作。该系统主要分为两个部分：支撑顶升系统、顶推移动系统和横向调整系统。图7 步履式顶推设备液压系统原理图支撑顶升系统主要由变频电机，定量柱塞泵，换向阀，溢流阀，比例阀，平衡阀，截止阀，液控单向阀，安全阀组成。其工作原理是：工作压力为438、00bar的柱塞泵提供高压油给油缸；溢流阀可以调节系统压力；换向阀实现上升或者下降动作切换；通过变频器调节电机的转速，再通过比例阀放大以调节油缸速度；平衡阀自动调节下降的速度；截止阀能够单独控制某个油缸的动作或者停止；液压锁能够保住油缸大腔的压力；安全阀能够防止油缸过载。油缸的位移通过位移传感器检测，油缸大腔的压力通过压力传感器反馈，所有的传感器信号通过总线传送给主控计算机进行分析和处理，然后根据我们的控制算法输出泵站驱动信号，调节油缸的动作和速度，从而实现各个桥墩上面的顶推系统同步上升或者同步下降，也可对单个油缸调整高差。顶推移动系统和横向调节系统共用一组泵源。主要由变频电机，定量柱塞泵，换39、向阀和溢流阀组成。其工作原理是：工作压力为400bar的柱塞泵提供高压油给油缸；溢流阀可以调节系统压力；换向阀实现前进或者后退动作切换；通过变频器调节电机的转速，以调节油缸速度。同样，通过油缸行程传感器和压力传感器实时检测当前油缸的速度和载荷，实现同步动作。3）顶推系统主要技术参数本桥采用多点顶推方式。多点顶推时，在每个桥墩上均设置滑动装置和顶推装置，将集中的顶推力分散到各个墩上。 多点分散顶推的动力学原理之数学表达式如下： 当Fi(fiai)Ni时，梁体才能被推动。 式中：Fi第i个桥墩处的顶推动力装置的顶推力； Ni第i个桥墩处的支点瞬时（最大）支反力；fi第i个桥墩处的支点装置的相应摩擦40、系数； ai桥墩纵坡率，“”为上坡顶推，“”为下坡顶推； 注：此处桥墩包含临时墩、主塔或桥台，辅助墩。多点顶推与集中单点顶推相比较，可以避免配置大型顶推设备，能有效地控制顶推时梁体的偏移，顶推时对桥墩的水平推力可减小到很小，便于采用结构柔性墩的临时墩。但多点顶推需要较多的设备装置，操作时的同步性等要求甚高。根据滑道摩擦系数及最大轴力，选用100t水平千斤顶。支撑顶升液压系统参数：1、系统压力:400bar 2、系统总流量: 16L/min400bar 3、电机总功率: 7.5kw4、支撑顶升油缸: 500T400bar,行程300mm,共4台5、顶升速度:约 10mm/min顶推平移液压系统参41、数：1、系统压力:315bar 2、流量: 16L/min315bar 3、电机功率: 7.5kw 4、平移油缸:100T315bar,行程500mm,共1个5、顶推最大速度:60mm/min4）顶推设备工作原理步履式顶推工作原理是竖向千斤顶顶起主梁，水平千斤顶完成向前推移，落梁后搁置于垫梁上，千斤顶回油完成一个行程的顶推工作，顶推过程中是一个自平衡的顶推动作过程。1、安装顶推装置将顶推装置和垫梁在桥墩上拼装好。图8 安装顶推装置及临时垫梁2、顶升主梁顶升千斤顶通过控制系统伸缸到设定活塞行程，将整个顶推装置和主梁顶起，离开垫梁一段距离。垫梁垫梁桥面梁起顶垫梁垫梁图9 顶升主梁3、主梁推移通过控42、制系统同步控制顶推千斤顶伸缸，推动移位器带动主梁向前移动至设定好的活塞行程位置，完成主梁推移。垫梁垫梁桥面梁顶推图10 主梁推移4、主梁下降至垫梁，进行力系转换当主梁移动到系统设定的位移量后，顶升千斤顶活塞缩缸回程，使主梁落在垫梁上，进行力系转换。垫梁垫梁垫梁垫梁下降桥面梁垫梁垫梁图11 力系转换5、水平千斤收缸回程水平千斤顶收缸回程原始状态，完成一个行程顶推。回程桥面梁垫梁垫梁图11 水平千斤顶回程以此五步动作为一个循环，反复操作，就可以实现主梁的顶推。5.3主梁顶推工艺5.3.1主梁拼装工艺主梁各构件通过公路运输至汉口侧施工区域，按照主梁顶推施工的先后顺序进行拼装。先拼装的构件存放于顶推工43、作平台附近且位于履带吊工作范围以内，通过履带吊将主梁各构件吊至顶推工作平台，定位合格后按要求连接各构件形成主梁节段。后拼装构件可先存放于施工区域内其他存放场地内，吊装前可通过平板车转运至顶推平台附近后再行吊装。主梁的构件主要为：边主梁、横梁、纵梁、小纵梁、托架、风嘴及风嘴盖板等。由于顶推施工的需要，主跨内各个主梁在顶推工作平台上仅需对边主梁、横梁、纵梁进行拼装，小纵梁及托架待主梁顶推到位进行安装，风嘴及风嘴盖板待全桥吊索施工完毕，桥面板铺装后进行安装。厂内制造时，边主梁和纵梁为整体构件状态，横梁由于长度尺寸较大，划分为三节进行制造和运输。因此，边主梁和纵梁现场采用直接吊装到位，横梁需在地面将三44、节拼装成为整体后吊装。流程一：依次吊装每轮拼装主梁两侧的边主梁构件流程二：依次吊装每轮拼装主梁两侧边主梁之间的横梁构件流程三：依次吊装每轮拼装主梁横梁之间的纵梁构件图5.3.1-1 主梁拼装工艺流程图主梁拼装注意事项：1、边主梁吊装初定位时应向两侧偏移50mm左右的距离，便于横梁定位；2、横梁吊装定位时应由顶推工作平台前端（汉阳方向）向后端（汉口方向）逐步退吊；3、边主梁与横梁初定位完成后即进行微调，将边主梁向桥中拉拢至设计尺寸位置，横梁腹板与边主梁接头板拼接板安装后完成螺栓初拧；4、纵梁吊装时，应先利用临时连接板进行初步定位，待连接牢靠后进行微调，然后安装拼接板并完成螺栓初拧；5、横梁与边主45、梁、纵梁与横梁的上、下翼缘板焊接完成并检测合格后，完成相应接头位置处的螺栓终拧。5.3.2主梁顶推工艺1）顶推前的准备工作1、顶推设备安装顶推设备布置原则是在需要布置顶推设备的临时支墩上每墩两套为一组，在墩顶的上、下游对称布置；垫梁则分别布置在每套顶推设备的顺桥向两侧，每两套上下游侧的顶推装置中间布置1台液压泵站，主控台安置在拼装平台上（注：并非一次将所有墩都布满顶推设备，而是安装每次顶推前进方向上主梁及导梁所在墩和前一个墩布置）。顶推工作平台处有三组顶推设备，顶推设备安放在顶推工作平台支架上。所有岸上顶推设备均采用汽车吊吊至预定位置，所有江中临时支墩上顶推设备采用驳船配合汽车吊进行安装。2、46、顶推设备调试顶推设备安装完成后，连接好系统的油路及电路，进行调试以保证在手动、自动模式运行下，执行元件按设定的运动方式运行。联机调试时，启动泵站，选择手动运行模式，在主控台操作面板上执行元件伸缸或缩缸动作，检查其进行的动作是否正确，调节行程检测装置的检测元件，使检测装置的接触及检测正常。系统手动试机完成后，选择自动模式系统，检查系统各千斤顶的动作协调性及同步性。如不满足要求，应认真查找原因，排除故障，待系统的动作完全协调后方表明系统调试正常合格。2）导梁过墩顶工艺顶推施工时，必须将导梁端部搁置在顶推设备顶部时方能发挥功效，因此必须采取措施，使导梁安全快速的到达顶推设备。因主梁及导梁自重引起导梁47、前端下挠，当56米导梁即将到达临时支墩的顶推设备时，由于其向下的挠度不能满足其达到顶推设备顶部，故在临时支墩的主横梁最前端设置上墩滑动装置，此装置包括下滑梁、滑动面、上滑动块、千斤顶、垫梁等。拟准备此装置共4套，每个临时支墩主横梁上各一套，可倒用。千斤顶置于上滑块上，上滑块置于下滑梁上，下滑梁固定于主横梁上，由此上滑块与下滑梁之间可产生相对滑动。当导梁前端台阶到达临时支墩主横梁上方时，利用千斤顶将导梁前端顶升，继续顶推使千斤顶随导梁一起前行使导梁越过顶推设备至少一半的距离即可启动此临时支墩上顶推设备，并与其他顶推设备一起继续讲主梁向前推进。图5.3.2-1 导梁过墩顶装置示意图流程一：利用千斤顶将导梁前端部顶起，装置随导梁一起向前顶推滑移流程二：当一次行程不够时，重复上述流程使导梁继续向前顶推滑移流程三：导梁达到顶推设备上滑箱超过一半距离时，降千斤顶使导梁落于顶推设备上流程四：启动本墩顶推设备带动导梁向前滑移使导梁完全过后方支撑垫梁流程五：顶推设备起顶，在两侧支撑垫梁上安放上层垫梁，待顶推设备降顶时在上滑箱上安放上层垫梁。图5.3.2-2 导梁过墩顶工艺流程图