本發(fā)明涉及橋梁建設(shè)領(lǐng)域，特別涉及一種鋼箱拱橋臨跨預拼后錨頂推系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

隨著我國鐵路建設(shè)的不斷發(fā)展，國內(nèi)跨既有線施工的橋梁工程越來越多。而跨既有線施工也一直困擾著施工單位，施工防護措施的正確與否以及選擇正確的施工方式對營業(yè)線的影響較大，頂推施工能有效的規(guī)避既有線施工的一些安全風險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種鋼箱拱橋臨跨預拼后錨頂推系統(tǒng)和方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中安全性差、工期長、難以保證成橋質(zhì)量、且需要合適大型設(shè)備的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種鋼箱拱橋臨跨預拼后錨頂推系統(tǒng)，包括鋼梁、臨時墩、連續(xù)頂推千斤頂、后錨裝置、牽引鋼絞線，在橋梁的待架設(shè)所述鋼梁的區(qū)段一側(cè)的至少一組相鄰的兩個永久墩之間分別設(shè)置至少一個所述臨時墩，所述臨時墩及所述永久墩的墩頂分別設(shè)置有滑道單元、導向限位裝置、臨時鎖定裝置和糾偏裝置，所述連續(xù)頂推千斤頂設(shè)置在所述臨時墩的墩頂，所述鋼梁的尾端通過所述牽引鋼絞線與所述連續(xù)頂推千斤頂連接；所述鋼梁的前端與導梁連接。

優(yōu)選地，所述導梁包括依次連接的第一導梁、第二導梁、第三導梁和第四導梁。

優(yōu)選地，所述第一導梁的遠離所述第二導梁的一端形成有錯臺，所述第四導梁的遠離所述第三導梁的一端與所述鋼梁連接。

優(yōu)選地，每個所述臨時墩或所述永久墩的墩頂分別對稱地設(shè)置兩個所述導向限位裝置，所述導向限位裝置采用滾輪式結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，每個所述臨時墩或所述永久墩的墩頂分別對稱地設(shè)置兩個所述糾偏裝置，所述糾偏裝置采用糾偏千斤頂。

優(yōu)選地，每個所述臨時墩或所述永久墩的墩頂分別對稱地設(shè)置兩個所述臨時鎖定裝置，所述臨時鎖定裝置包括夾具和與所述夾具配合鎖定的錨固連接部，所述夾具設(shè)置在所述鋼梁上，所述錨固連接部設(shè)置在所述臨時墩或所述永久墩上。

優(yōu)選地，所述鋼梁的尾端設(shè)置有兩個后錨裝置，所述兩個后錨裝置分別通過一束所述牽引鋼絞線與一個所述連續(xù)頂推千斤頂連接。

優(yōu)選地，所述滑道單元包括墩頂滑道梁和設(shè)置在所述墩頂滑道梁上的不銹鋼板，所述不銹鋼板與所述鋼梁之間設(shè)置有涂抹了硅脂油的四氟乙烯滑塊。

本發(fā)明還提供了一種鋼箱拱橋臨跨預拼后錨頂推方法，包括以下步驟：

步驟1，搭建權(quán)利要求1-8中任一項所述的鋼箱拱橋臨跨預拼后錨頂推系統(tǒng)；

步驟2，試頂：打開主控臺及泵站電以啟動泵站，用主控臺控制連續(xù)頂推千斤頂同時施力試頂，試頂距離0.5m；記錄試頂?shù)臅r間和速度，根據(jù)實測結(jié)果與計算結(jié)果比對進行調(diào)整速度；

步驟3，頂推：

(1)選擇手動模式：主控臺操作人員按下“前頂進”按鈕，油泵操作人員調(diào)整溢流閥的工作限壓，在30％、50％、70％、80％、85％、90％、95％、100％最大經(jīng)驗牽引力狀態(tài)下，檢查各受力結(jié)構(gòu)變形情況，如有異常立即報告；

(2)檢查油泵、連續(xù)頂推千斤頂、前后夾持器、前后監(jiān)控器、壓力表、鋼絞線是否異常；

(3)在手動操作所述鋼箱拱橋臨跨預拼后錨頂推系統(tǒng)牽引混凝土箱梁滑移啟動后，轉(zhuǎn)換至自動運行模式，進行混凝土箱梁的自動連續(xù)頂推；

(4)自動頂推過程中記錄提升過程中的油壓最大、最小值，頂推過程中必須保證2臺連續(xù)頂推千斤頂同時作業(yè)；

(5)在頂推過程中,各墩頂滑道頂面及導向架側(cè)面需不斷地塞填涂抹了硅脂油的四氟乙烯滑塊；

(6)頂推間隙時間內(nèi)，通過插在糾偏裝置與鋼梁之間的木楔塊進行箱梁鎖定；

步驟4，落梁：頂推到位后進行起落梁，落梁時，始終保持梁底與千斤頂、鋼板墊塊密貼，落梁完成后進行支座錨固，鋼箱拱完成就位。

優(yōu)選地，所述步驟3中的頂推分多次完成。

本發(fā)明使得鋼箱拱整個拼裝過程提高了施工的安全性、大大縮短了工期、保證了成橋質(zhì)量，且不需要大型設(shè)備，只需要利用汽車吊及簡單的支架解決梁段起吊和拼裝，采用普通工字鋼與聚四氟乙烯滑塊組成滑道，減小摩擦阻力，省力、省料，頂進速度快。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1是永久梁與臨時梁的布置示意圖；

圖2是后錨裝置的布置示意圖；

圖3是滑道單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是導梁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是導向限位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是糾偏裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是鋼箱拱橋臨跨預拼后錨頂推系統(tǒng)的施工示意圖；

圖8是鋼箱拱橋臨跨預拼后錨頂推方法的流程圖。

圖中附圖標記：

1、鋼梁；2、臨時墩；3、區(qū)段；4、永久墩；5、導向限位裝置；6、火車；7、糾偏裝置；8、導梁；9、第一導梁；10、第二導梁；11、第三導梁；12、第四導梁；13、后錨裝置；14、墩頂滑道梁；15、不銹鋼板；16、錯臺。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明提供了一種鋼箱拱橋臨跨預拼后錨頂推系統(tǒng)，特別適用于所有跨越公路、鐵路、河流的施工，在工期緊張且橋位現(xiàn)澆很難施工的地段優(yōu)勢尤為明顯。該鋼箱拱橋臨跨預拼后錨頂推系統(tǒng)包括鋼梁1、臨時墩2、連續(xù)頂推千斤頂、后錨裝置、牽引鋼絞線。

其中，在橋梁的待架設(shè)所述鋼梁1的區(qū)段3一側(cè)的至少一組相鄰的兩個永久墩4之間分別設(shè)置至少一個所述臨時墩2，所述臨時墩2及所述永久墩4的墩頂分別設(shè)置有滑道單元、導向限位裝置5、臨時鎖定裝置和糾偏裝置7。如圖7所示，區(qū)段3中運行火車6，需要架梁跨越。

請參考圖1，在頂推施工過程中，為減小結(jié)構(gòu)受力，設(shè)置多個臨時墩2，例如，臨時墩2采用鋼管柱焊接而成，立柱直徑600mm，壁厚10mm，聯(lián)結(jié)系采用直徑299mm，壁厚8的鋼管。臨時墩2安裝時采用整體吊裝就位，臨時墩2在工廠內(nèi)拼裝成一個整體運至現(xiàn)場，采用50噸汽車吊整體吊裝就位，利用預埋螺栓的上的螺母將臨時墩鋼管柱調(diào)整至設(shè)計高程，用預埋螺栓的螺母上下將臨時墩下鋼板鎖定后，用無收縮的支座錨固砂漿將鋼管柱底部與臨時墩承臺之間的縫隙澆筑密實。

所述連續(xù)頂推千斤頂設(shè)置在所述臨時墩2的墩頂，所述鋼梁1的尾端通過所述牽引鋼絞線與所述連續(xù)頂推千斤頂連接；所述鋼梁1的前端與導梁8連接。這樣，在進行頂推時可以一次到位，不需要再進行后錨點的更換。

本發(fā)明中的鋼箱拱橋臨跨預拼后錨頂推系統(tǒng)可利用鋼梁的可拼裝性，在橋一端的臨時墩2上將鋼梁進行逐段拼裝。在鋼梁拼裝完成后，利用設(shè)置在臨時墩2的墩頂上的連續(xù)頂推千斤頂及牽引鋼絞線，通將鋼箱拱(即鋼梁)整體頂推到位，再起梁，拆除滑道，安裝支座，落梁，調(diào)整支座反力，最終完成橋梁的成形狀態(tài)。

由于采用了上述方案，本發(fā)明使得鋼箱拱整個拼裝過程可在既有鐵路線路安全限界外進行，較橋梁原位現(xiàn)澆落梁施工，安全性大有保障；大大縮短了工期，例如，在每10分鐘有一輛列車通過的情況下，考慮天窗點要求按傳統(tǒng)工藝原位現(xiàn)澆落梁施工工期需要723天，而采用鋼箱拱頂推施工工期僅需要100天，大大的提高了工效，縮短了工期；傳統(tǒng)的簡支拱橋拱肋頂升混凝土施工較難控制質(zhì)量，且柔性吊桿內(nèi)力控制較為繁瑣，鋼箱拱采用剛性吊桿和型鋼拱肋，線型及內(nèi)力得到很好的控制，保證了成橋質(zhì)量；不需要大型設(shè)備，只需要利用汽車吊及簡單的支架解決梁段起吊和拼裝，采用普通工字鋼與聚四氟乙烯滑塊組成滑道，減小摩擦阻力，省力、省料，頂進速度快。

請參考圖4，優(yōu)選地，所述導梁8包括依次連接的第一導梁9、第二導梁10、第三導梁11和第四導梁12。例如，導梁8長30m，其中第四導梁12長3m、并與邊主縱梁一起加工，在頂推就位后割除。其余27m導梁共分三節(jié)(即第一導梁9、第二導梁10、第三導梁11)，長度分別為8m、8m、11m，采用鋼板焊接分塊制作，然后平聯(lián)組合，現(xiàn)場進行拼裝。

優(yōu)選地，所述第一導梁9的遠離所述第二導梁10的一端形成有錯臺16，所述第四導梁12的遠離所述第三導梁11的一端與所述鋼梁1連接。例如，錯臺16長度為0.6m，高度為50cm，以便導梁前端到達前支撐點時通過千斤頂?shù)仍O(shè)備頂升導梁前端使導梁順利到達墩頂滑道。

請參考圖5，優(yōu)選地，每個所述臨時墩2或所述永久墩4的墩頂分別對稱地設(shè)置兩個所述導向限位裝置5，所述導向限位裝置5采用滾輪式結(jié)構(gòu)。導向限位裝置5用于限制梁體移動過程中的橫向位移。因頂推必然存在不平衡受力，故梁體成蛇形前進，此時限位空隙在2cm以內(nèi)。

優(yōu)選地，每個所述臨時墩2或所述永久墩4的墩頂分別對稱地設(shè)置兩個所述糾偏裝置7，所述糾偏裝置7采用糾偏千斤頂。因頂推必然存在不平衡受力，故梁體成蛇形前進，在糾偏裝置利用橫向糾偏千斤頂，方便及時糾偏。

優(yōu)選地，每個所述臨時墩2或所述永久墩4的墩頂分別對稱地設(shè)置兩個所述臨時鎖定裝置，所述臨時鎖定裝置包括夾具和與所述夾具配合鎖定的錨固連接部，所述夾具設(shè)置在所述鋼梁1上，所述錨固連接部設(shè)置在所述臨時墩2或所述永久墩4上。在鋼梁頂推間隙時間，利用臨時鎖定裝置將鋼梁臨時鎖定，防止鋼梁在頂推間隙時間發(fā)生移動，防止梁體因刮風發(fā)生側(cè)翻。

如圖2所示，優(yōu)選地，所述鋼梁1的尾端設(shè)置有兩個后錨裝置13，所述兩個后錨裝置13分別通過一束所述牽引鋼絞線與一個所述連續(xù)頂推千斤頂連接。后錨裝置13設(shè)置在鋼箱拱的尾端，用螺栓與梁底進行連接，用于安裝后拉錨器。

在一個實施例中，每束牽引鋼絞線采用9根鋼絞線，每根100米，鋼絞線穿放時應(yīng)逐根進行，要防止鋼絞線出現(xiàn)打結(jié)纏繞的現(xiàn)象發(fā)生。每束鋼絞線安裝穿放完畢后，每2m用鋼筋折直徑為10cm的螺旋環(huán)將鋼絞線進行束扎，防止在鋼絞線下垂和意外斷裂時對周圍的傷害。鋼絞線安裝完成后，在后錨裝置13處單根預緊，預緊后使鋼絞線在橫移梁時受力均勻，達到同步頂推，并檢驗鋼絞線與千斤頂錨具之間是否夾緊。

如圖3所示，優(yōu)選地，所述滑道單元包括墩頂滑道梁14和設(shè)置在所述墩頂滑道梁14上的不銹鋼板15，所述不銹鋼板15與所述鋼梁1之間設(shè)置有涂抹了硅脂油的四氟乙烯滑塊。為保證墩頂滑道梁14之間不被污染，四氟乙烯滑塊的頂部用塑料薄膜覆蓋嚴密。為保證箱梁縱向之間梁底的銜接，以及頂推過程中四氟乙烯滑塊能夠順利塞入，不銹鋼板15縱向兩側(cè)做成圓弧斜面。圖3中的箭頭方向，即為頂推方向。

在一個實施例中，本發(fā)明選用200t連續(xù)頂推系統(tǒng)，包括：2臺200t連續(xù)頂推千斤頂、1臺頂推泵站、1臺主控臺及聯(lián)接系統(tǒng)的高壓油管。牽引反力座設(shè)置在臨時墩上，根據(jù)頂推施工步驟布設(shè)連續(xù)頂推千斤頂，采用單點頂推。頂推泵站、主控臺也設(shè)置在臨時墩處。在頂推過程中，雖然不能保證摩擦力達到一致，但可通過保證頂推力的一致來減小結(jié)構(gòu)偏轉(zhuǎn)的不利情況的發(fā)生。

本發(fā)明還提供了一種鋼箱拱橋臨跨預拼后錨頂推方法，包括以下步驟：

步驟1，搭建上述的鋼箱拱橋臨跨預拼后錨頂推系統(tǒng)；

步驟2，試頂：打開主控臺及泵站電以啟動泵站，用主控臺控制連續(xù)頂推千斤頂同時施力試頂，試頂距離0.5m；記錄試頂?shù)臅r間和速度，根據(jù)實測結(jié)果與計算結(jié)果比對進行調(diào)整速度；

步驟3，頂推：

(1)選擇手動模式：主控臺操作人員按下“前頂進”按鈕，油泵操作人員調(diào)整溢流閥的工作限壓，在30％、50％、70％、80％、85％、90％、95％、100％最大經(jīng)驗牽引力狀態(tài)下，檢查各受力結(jié)構(gòu)變形情況，如有異常立即報告；

(2)檢查油泵、連續(xù)頂推千斤頂、前后夾持器、前后監(jiān)控器、壓力表、鋼絞線是否異常；

(3)在手動操作所述鋼箱拱橋臨跨預拼后錨頂推系統(tǒng)牽引混凝土箱梁滑移啟動后，轉(zhuǎn)換至自動運行模式，進行混凝土箱梁的自動連續(xù)頂推；

(4)自動頂推過程中記錄提升過程中的油壓最大、最小值，頂推過程中必須保證2臺連續(xù)頂推千斤頂同時作業(yè)；

(5)在頂推過程中,各墩頂滑道頂面及導向架側(cè)面需不斷地塞填涂抹了硅脂油的四氟乙烯滑塊；

(6)頂推間隙時間內(nèi)，通過插在糾偏裝置與鋼梁之間的木楔塊進行箱梁鎖定；

步驟4，落梁：頂推到位后進行起落梁，落梁時，始終保持梁底與千斤頂、鋼板墊塊密貼，落梁完成后進行支座錨固，鋼箱拱完成就位。

優(yōu)選地，所述步驟3中的頂推分多次完成。

下面，以一個實施例，對本發(fā)明中的方法進行更加詳細的說明。

1、頂推步驟

請參考圖7，試頂：頂推0.5m，到達a墩處；第一次頂推：頂推7.95m，導梁前端到線路線界外；第二次頂推：頂推37.8m，導梁前端到達b墩處；第三次頂推：頂推30m；導梁前端到達c墩處，就位。

2、試頂

打開主控臺及泵站電源，啟動泵站，用主控臺控制2臺千斤頂同時施力試頂。試頂距離0.5m。

試頂時，記錄試頂時間和速度，根據(jù)實測結(jié)果與計算結(jié)果比對進行調(diào)整速度，做好三項重要數(shù)據(jù)的測試工作：每分鐘前進速度，應(yīng)將頂推速度控制在設(shè)計要求內(nèi)；采取“點動”方式操作控制，測量每點動一次前進距離的數(shù)據(jù)，以供頂推初步到位后，進行精確定位提供操作依據(jù)，防止超頂。

記錄梁體啟動時頂力的大小，計算滑板與不銹鋼板之間的摩擦系數(shù)。

3、頂推前準備工作

鋼箱拱采用2臺200t千斤頂同步進行頂推，采用φ15.2mm鋼絞線錨固于梁后端的后錨裝置上，拖拉梁體前進至設(shè)計位置。

頂推前，應(yīng)對各種機構(gòu)及設(shè)施進行詳細檢查，確?？煽?。

頂推人員配備：頂推系統(tǒng)主控站、各千斤頂均設(shè)專人操作與控制,每個滑道兩側(cè)配兩名填塞倒用滑板的工人,所有頂推作業(yè)由總指揮統(tǒng)一發(fā)布命令,人員間聯(lián)系用無線對講機。

每次頂推前,每節(jié)段先推出約5cm后即停止,千斤頂回油；再拉、松2～3次,以松動各滑動面并檢查各部位設(shè)施是否正常工作。在確認設(shè)備、人員正常工作后,由總指揮發(fā)令開始正式推進。

4、正式頂推

1)首先選擇手動模式。主控臺操作人員按下“前頂進”按鈕，油泵操作人員調(diào)整溢流閥的工作限壓，在30％、50％、70％、80％、85％、90％、95％、100％最大經(jīng)驗牽引力狀態(tài)下，檢查各受力結(jié)構(gòu)變形情況，如有異常立即報告。

2)檢查油泵，頂推千斤頂，前后夾持器，前后監(jiān)控器，壓力表，鋼絞線是否異常。

3)手動操作頂推系統(tǒng)牽引混凝土箱梁滑移啟動后，轉(zhuǎn)換至自動運行模式，進行混凝土箱梁的自動連續(xù)頂推。

4)自動頂推過程中，應(yīng)注意記錄提升過程中的油壓最大、最小值。頂推過程中必須保證2臺千斤頂同時作業(yè)。

5)頂推過程中,各墩頂滑道頂面及導向架側(cè)面需不斷地塞填滑板,各滑板與滑道頂面或?qū)蚣軅?cè)面的接觸面都須涂硅脂以減少摩阻力；墩頂滑道頂面絕對不能漏塞四氟滑板或?qū)⒒迕嫒?一旦發(fā)現(xiàn)鋼梁發(fā)生偏移、墩頂變位過大、頂力異常等,則應(yīng)停止頂推作業(yè),直至問題解決方可繼續(xù)。

6)頂推間隙時間內(nèi)，在糾偏裝置與鋼梁之間的木楔塊進行箱梁鎖定。

7)在最不利工況的5米范圍內(nèi)要連續(xù)頂推。

5、落梁

請參考圖7，頂推到位后進行起落梁，落梁采用4臺500t千斤頂。落梁高度b墩為80mm，d墩為1020mm。先落墩側(cè)80mm，然后落d墩側(cè)1020mm。落梁時，必須始終保持梁底與千斤頂、鋼板墊塊密貼，落梁完成后進行支座錨固，鋼箱拱完成就位。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。