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1、頂推技術的施工特點和技術要求:
1.1施工特點:
(1)頂推技術對于施工用地十分節省,并且其制作工序工廠化,對于構件質量也有一定保證;
(2)機具設備十分簡便且不需要使用大型的起吊設備;
(3)適用范圍廣,例如斜拉橋(主梁)、拱橋(橋面縱梁)、簡支梁、連續梁等結構,但是一些曲率變化的曲線橋、豎向曲率大的橋梁就并不適用了;
(4)頂推過程中的工序十分繁瑣,需要反復的應力,為增加梁高的取值還要加用許多臨時束進行張拉;
(5)由于頂推的懸臂彎矩有限制,因此頂推的跨徑在70至80米以上是最合適的。
1.2施工要求:
(1)底板必須平整且保證一定的剛度、硬度;
(2)鋼筋、預應力筋孔道以及預埋件的位置必須進行嚴格控制;
(3)對于混凝土的澆筑質量必須得到保證;
(4)裝拆模板的過程盡可能保證機械化操作。
2、頂推技術的施工原理以及施工方法:
2.1施工原理:
頂推技術進行預應力混凝土的連續梁橋施工,首先是沿橋的縱軸方向在橋臺的后方設置一個預制澆筑梁段的場地,在澆筑的梁段達到預先的設計強度后便對其施加相應的預應力向前開始頂推,把底座空出后進行下一輪的梁段澆筑,完成后再次進行梁段的頂推,隨后施加一定的預應力把新完成的梁段與之前的部分進行聯結,直至完成整個橋梁梁段的澆筑并全部頂推聯結在一起,最后再轉換體系構成一個連續梁橋。
2.2施工方法:
頂推技術的施工方法按不同的分類方式劃分有許多種,本文主要介紹一下三種:
2.2.1按頂推的動力裝置的數量分類:
(1)單點頂推:單點頂推的施工方法主要是將頂推裝置集中在了主梁梁段的預制場地附近的橋臺或者橋墩上,然后設置滑動支承在前方墩的各個支點上。這種施工方法使用的設備數量少且易于集中和同步施工,但缺點是功率以及墩臺的受力都比較大。頂推裝置是沿箱梁兩側的牽動鋼桿通過水平千斤頂給預制梁段一個頂推力,再聯合水平和豎直千斤頂將預制梁段頂推前進。主要的程序為:頂梁→推移→豎直千斤頂落下→水平千斤頂的活塞桿收回。由于頂推裝置的主要集中在臺后而滑動支承都設置在前方各支點上,因此滑塊可以在不銹鋼板上不斷地滑動并且在前方滑出,然后不斷在滑道的后方喂入下一塊滑塊梁身就能夠前進。
(2)多點頂推:多點頂推的方法主要是在每一個墩上都加設一對小噸位的水平千斤頂,這樣不會將頂推力集中而是分散到了各個墩上。多點頂推的施工關鍵主要在于它的同步,為了保證同時同步進行施力的操作應該采用一套液壓、電路相結合的控制系統,這樣就能夠保證進行集中控制、分級調壓,也就可以進行同時啟動、同步前進還有同時停止操作。但這種方法從安全角度考慮必須設置意外急停措施,即應在各機組以及觀測點上設置一個觸發急停按鈕,只要按下任意一個按鈕就能同時停止全部機組的工作。這種頂推方法使得每個橋墩所承受的水平力推力被相應分散而較小,因此柔性墩上十分適合采用這種多點頂推的方式。近幾年拉桿式的多點頂推方式在我國也逐漸普及起來,不僅在于多點頂推有以上的特點,還因為其所需的頂推設備的噸位小,比較容易獲得。對于進行多聯橋的頂推,可以采用先分步頂推然后再通聯就位的方式,也可以采用先聯結然后再一起進行頂推的方式。
2.2.2按支承系統分類:
(1)臨時滑道支承裝置的頂推方法:這種頂推方法主要是設置臨時的滑道裝置在永久和臨時的墩臺上然后進行頂推,當梁體就位后再次起梁,用支座等裝置替換掉最初設置的滑道后再落梁。顯而易見這是一項非常復雜的工程,起梁以及落梁的過程必須有專業的設計程序以確保梁體和整個工程的質量安全。
(2)永久支承兼用滑道的頂推方法:根據這個頂推方法的名稱我們就可以知道這種頂推方法是在一些條件合適的工程中,設計將永久的支座經一些臨時處理然后兼用為頂推的臨時滑道,在頂推完成后再起梁拆除臨時滑道,然后落梁。并且在國外已經出現了簡化起、落梁的施工工序的施工方法——RS施工法,這種施工法是采用由極薄的不銹鋼帶(0.6mm)以及橡膠(3mm)做成的連續滑板以進行自動循環,這樣就能夠簡化施工。采用這種方法的比較有代表性的路橋梁建筑有日本的秩父跨線橋(29.3m+50m+29.3mPC連續梁)。
2.2.3按頂推方向分類:
(1)單向頂推:簡單而言就是只在橋的一端安設制梁的臺座,然后進行梁段的分段預制再逐段頂推直到全部橋體就位。而對于頂推多聯的連續橋梁梁體時,首先需要臨時將兩聯之間進行連接,在全部橋體就位后再拆除臨時連接。
(2)雙向頂推:與單向頂推相對立,即在橋兩端的臺后分別設置一個制梁臺座,然后同時進行梁體的分段預制,然后逐段進行頂推。因此,這種頂推方式必須解決兩聯梁體就位前的導梁處理問題。
2.2.4按箱梁節段的成型方式分類:
(1)預制組拼,分段頂推:這種方法是先在橋臺的后方設置梁體的預制場地和存放場地以及拼梁線,然后再根據預先的設計將整個梁體按照頂推的單元劃分成若干份進行預制,然后再在拼梁線上進行組拼,接著張拉預應力形成一個整體梁體后最后再進行頂推。
(2)逐段預制,逐段頂推:這種方法是先在橋臺的后方設置梁體的預制場地,然后再根據預先的設計將整個梁體按照頂推的單元劃分成若干份,每一份為一個預制的基本節段,接著在預制場地上進行節段梁體的制作。
3、結束語:
根據上文我們可以了解到,頂推技術在公路橋梁的建設工程中的應用十分重要,但這項技術仍舊存在許多問題,例如生產安全等問題。不過隨著科技的不斷發展,頂推技術以及其配套的設備等都會不斷完善,相信經過我們不斷探索,今后頂推技術將能更好的服務于公路橋梁建設工程。
作者:鐘興康單位:浙江恒立交通工程有限公司