1、桥涵上部结构顶推安装施工技术,一、顶推法施工原理及程序,顶推法的施工原理是沿桥纵轴方向的台后开辟预制场地，分节段预制混凝土梁身，并用纵向预应力筋连成整体，然后通过水平液压千斤顶施力，借助不锈钢板与聚四氟乙烯板特制的滑动装置，将梁逐段向对岸顶进，就位后落架，更换正式支座完成桥梁施工。顶推法施工适用于连续梁桥(包括钢桥)；简支梁桥，也可先连续顶推施工，就位后解除梁跨间的连续；拱桥的拱上纵梁，可在立柱间顶推施工。,顶推法的施工程序是在桥台后面的引道上或在刚性好的临时支架上设置制梁场，集中制作（现浇或预制装配），一般为等高度的箱形梁段（约1030m一段），待有23段后，在上、下翼板内施加能承受施工中变2、号内力的预应力，然后用水平千斤顶等顶推设备将支承在聚四氟乙烯塑料板与不锈钢板滑道上的箱梁向前推移，由于四氟板与不锈钢板间的摩擦系数约为0.020.05，故对于梁重即使达100000kN，也只须5000kN以下的力即可推出。推出一段再接长一段，这样周期性地反复操作直至最终位置，进而调整预应力（通常是卸除支点区段底部和跨中区段顶部的部分预应力筋，并且增加和张拉一部分支点区段顶部和跨中区段底部的预应力筋），使满足后加恒载和活载内力的需要，最后，将滑道支承移置成永久支座，至此施工完毕。图2-1-45为顶推法施工程序框图。,国内顶推施工的桥梁_ 望城沩江桥（湖南1980）,国内顶推施工的桥梁_柳州二桥（3、广西1984）,国内顶推施工的桥梁_平顺桥（山西1990）平顺桥是一座3孔等截面预应力混凝土连续弯梁桥；主梁采用单室箱梁，高2.7m，桥宽为净9+2x0.5(m)；,国内顶推施工的桥梁_沅陵沅水桥（湖南1991）,二、顶推施工方法及特点,1施工方法 按施力方法分为单点顶推和多点顶推；按顶推方向分单向顶推和双向顶推；根据不同的传力方式，顶推工艺又有推头式和拉杆式两种。下面主要介绍单点顶推和多点顶推。,（1）单点顶推,单点顶推水平力的施加位置一般集中设置于主梁预制场靠近桥台或某一桥墩，其它墩台支点只设置滑道支承。单点顶推的优点有：顶推设备简单，单点施力，没有多点顶推设备同步运行问题，控制系统简单。4、单点顶推的缺点：顶推设备能力要求高，尤其是孔数较多的长桥，顶推设备能力难于适应；未设千斤顶的墩顶均有较大的水平摩阻力。单点顶推适用于桥台刚度大，梁体轻的施工条件。,图2-1-46a）表示一般单向单点顶推的情况。顶推设备只设在一岸桥台处。在顶推中为了减少悬臂负弯矩，一般要在梁的前端安装一节长度约为顶推跨径（0.60.7）倍的钢导梁，导梁应自重轻而刚度大。单向顶推最宜于建造跨度为4060m的多跨连续梁桥。当跨度更大时，就需在桥墩间设置临时支墩，国外已用顶推法修建了跨度达168m的桥梁。至于顶推速度，当水平千斤顶行程为1m/h，一个顶推循环需1015分钟。国外最大速度已达到16m/h。,图2-1-45、6 连续梁顶推法施工示意图a）单向单点顶推；b）按每联多点顶推；c）双向顶推1-制梁场；2-梁段；3-导梁；4-千斤顶；5-支座；6-临时墩；7-建成梁段；8-平衡重,（2）多点顶推,在每个墩台上设置一对小吨位(400800kN)的水平千斤顶，将集中的顶推力分离到各墩上。由于利用水平千斤顶传给墩台的反力来平衡梁体滑移时在桥墩产生的摩阻力，而使桥墩在顶推过程中承受较小的水平力，因此可以在柔性墩上采用多点顶推施工。对于特别长的多联多跨桥梁也可以应用多点顶推的方式使每联单独顶推就位，如图2-1-46b）所示。在此情况下，在墩顶上均可设置顶推装置，且梁的前后端都应安装导梁。图2-1-46c）示为三跨不6、等跨连续梁采用从两岸双向顶推施工的图式。用此法可以不设临时墩而修建中跨跨径更大的连续梁桥。,顶推施工中采用的主要设备是千斤顶和滑道。根据不同的传力方式，顶推工艺又有推头式或拉杆式两种。,图2-1-47表示推头式顶推装置。图2-1-47a)是设置在桥台上进行顶推的布置，利用竖向千斤顶将梁顶起后，就启动水平千斤顶推动竖顶(推头)，由于推头与梁底间橡胶垫板(或粗齿垫板)的摩擦力显著大于推头与桥台间滑板的摩擦力，这样就能将梁向前移动。一个行程推完后，降下竖顶使梁落在支承垫板上，水平千斤顶退回，然后又重复上循环将梁推进。,图2-1-47b)为多点顶推时安装在桥墩上的顶推装置。顶推时梁体压紧在推头上，水平7、顶拉动推头使其沿钢板滑移，这样就将梁推动前进。水平顶走完一个行程后，用竖顶将梁顶起，水平顶活塞杆带动推头退回原处，再落梁并重复将梁推进。推头式顶推工艺的主要特点是在顶推循环中必须有竖向千斤顶顶起和放落的工序。,图2-1-47 推头式顶推装置,设置在墩上的混凝土临时垫块上，由光滑的不锈钢板与组合的聚四氟乙烯滑块组成，其中的滑块由四氟板与具有加劲钢板的橡胶块构成。顶推时，组合的聚四氟乙烯滑块在不锈钢板上滑动，并在前方滑出，通过在滑道后方不断喂入滑块，带动梁身前进。,滑动支座,图2-1-48示出拉杆式顶推装置的布置。图中2-1-48a)的顶推工艺为：水平千斤顶通过传力架固定在桥墩(台)顶部靠近主梁的8、外侧，装配式的拉杆用连接器接长后与埋固在箱梁腹板上的锚固器相连结，驱动水平千斤顶后活塞杆拉动拉杆，使梁借助梁底滑板装置向前滑移，水平顶每走完一个行程后，就卸下一节拉杆，然后水平顶回油使活塞杆退回，再连接拉杆并进行下一顶推循环。,可以用图2-1-48b)中所示穿心式水平千斤顶来拉梁前进，在此情况下，拉杆的一端固定在梁的锚固器上，另一端穿过水平顶后用夹具锚固在活塞杆尾端，水平顶每走完一个行程，活塞杆退回，夹具自动放松然后重新用夹具锚固拉杆并进行下二顶推循环。,图2-1-48 拉杆式顶推装置,2顶推法施工的特点,综上所述，预应力混凝土连续梁顶推法施工具有如下特点：(1)由于顶推力远比梁体自重小，所以9、顶推设备轻型简便，不需大型吊运机具；(2)不影响桥下通航或行车，对紧急施工，寒冷地区施工，架设场地受限制等特殊条件下，其优点更为明显；(3)仅需一套模板周转，节省材料，施工工厂化，易于质量管理；(4)施工安全干扰少；(5)节约劳力，减轻劳动强度，改善工作条件。,采用顶推法施工也有不足之处：由于顶推过程中，各截面正负弯矩交替变化，致使施工临时预应力筋增多，且装拆与张拉繁杂，梁体截面高度比其它施工方法大；由于顶推悬臂弯矩不能太大，且施工阶段的内力与营运阶段的内力也不能相差太大，所以顶推只适用较多跨(少跨不经济)，且跨径不大于50m的桥型，以42m跨径受力最佳；对于多孔长桥，因工作面(最多两岸对顶)10、所限，顶推过长，施工工期相对较长。,预制场地预制场地是预制梁体和顶推过渡的场地，包括主梁节段的浇筑平台和模板、钢筋和钢索的加工场地，混凝土搅拌站以及砂、石、水泥的堆放和运输路线用地,预制场地长度预制场地的长度需要有预制节段长的三倍以上，涉及因素有：主梁节段分段长每节段为全断面或分次浇筑拼装导梁的场地第一跨顶出时，梁体的倾覆稳定安全,三、顶推施工中的几个问题,预制梁段的技术要求底板平整度，要有一定的刚度和硬度严格控制钢筋、预应力筋孔道、预埋件的位置严格控制混凝土的浇筑质量尽可能采用机械化装拆模板,预制梁段的技术要求底板平整度，要有一定的刚度和硬度严格控制钢筋、预应力筋孔道、预埋件的位置严格控制混11、凝土的浇筑质量尽可能采用机械化装拆模板,为了使顶推能正确就位，施工中的横向导向是不可少的。通常在桥墩台上主梁的两侧各安置一个横向水平千斤顶，千斤顶的高度与主梁的底板位置平齐，由墩(台)上的支架固定千斤顶位置。在千斤顶的顶杆与主梁侧面外缘之间放置滑块，顶推时千斤顶的顶杆与滑块的聚四氟乙烯板形成滑动面，顶推时由专人负责不断更换滑块。横向导向千斤顶在顶推施工中一般只控制两个位置，一个是在预制梁段刚刚离开预制场的部位，另一个设置在顶推施工最前端的桥墩上，因此梁前端的导向位置将随着顶推梁的前时不断更换位置。施工中发现梁的横向位置有误而需要纠编时，必须在梁顶推前进的过程中进行调整。对于曲线桥，由于超高而形12、成单面横坡，横向导向装置应比直线处强劲，且数量要增加，同时应注意在顶推时，内外弧两侧前进的距离不同，要加强控制和观测。,减少顶推施工时内力的措施主梁前端设导梁跨中设临时墩，缩小顶推跨径（至4060米）桥墩顺桥向设临时撑架，缩小顶推跨径主梁前端设临时塔架，以斜缆索系于梁上锚固当中孔跨径较大，又无法设临时墩，则变单向顶推为双向顶推,导梁长度一般为顶推跨径的0.60.7倍导梁长，可减少主梁悬臂负弯矩，但过长则会导致导梁与箱梁接头处负弯矩和支反力的相应增加导梁过短，则增加主梁的施工负弯矩合理的导梁长度应使主梁最大悬臂负弯矩和营运阶段的支点负弯矩基本相近,三、临时墩,减小顶推的标准跨径，来减小梁顶推过程13、交替变化的正、负弯矩。特别当顶推跨径超过50m以上，或者顶推其他形式的桥梁，如斜拉桥，钢管系杆拱桥，或连续刚构桥梁时采用。,作用,辅助墩,工程实例：,沅陵沅水大桥,该桥位于沅陵县城，属于五强溪电站水库内淹没区，由于水位上涨，桥墩设计高达50多米。主桥主孔为85m+140m+85m连续刚构，副孔为10孔42m顶推法施工的连续梁。与顶推连续梁相接的刚构边孔的14m现浇段，由于桥墩高，又在水中，搭设支架困难，故在10孔42m的连续箱梁中加长14m，顶推到位后，将9孔42m与42m+14m解联，顶推箱梁与刚构合拢，取消了刚构的现浇段。,沅陵沅水大桥 该桥位于沅陵县城，属于五强溪电站水库内淹没区，由于水位上涨，桥墩设计高达50多米。主桥主孔为85m+140m+85m连续刚构，副孔为10孔42m顶推法施工的连续梁。与顶推连续梁相接的刚构边孔的14m现浇段，由于桥墩高，又在水中，搭设支架困难，故在10孔42m的连续箱梁中加长14m，顶推到位后，将9孔42m与42m+14m解联，顶推箱梁与刚构合拢，取消了刚构的现浇段。,这种设计构思新颖，施工方便，费用节约。这项技术已推广到多座既有顶推连续梁，又有悬臂施工的大跨径连续刚构和连续梁，取得良好的经济效益。,预制场,预制箱梁,