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1、nDTS型型液压顶顶推设备备顶推架设设大跨度度钢桁梁梁法(9220工工字022号)铁道部第第二十工工程局 邓红红法 胡平原原铁道建筑筑研究设设计院 李书书正 尤明伦伦中国铁道道建筑总总公司 张德德相一、前 言顶推架设设钢桁梁梁，就是是将在桥桥头路基基中线(或在路路基外侧侧拼好后后移到线线路中线线)上拼拼好的钢钢桁梁，利利用滑移移装置和和轨道，以以顶推设设备纵向向顶推至至预定桥桥孔，落落梁就位位。这是是一种新新的行之之有效的的钢桁梁梁架设方方式。DTS型型液压顶顶推设备备，是铁铁道建筑筑研究设设计院为为顶推架架设钢桁桁梁研制制的专用用设备，由由顶推油油缸、液液压钳臂臂式锚固固器和泵泵站三部部分组
2、成成。19991年年，此设设备在沪沪杭复线线46号号和377号桥进进行了试试用，结结果表明明此设备备操作简简便，架架设速度度快，方方向控制制准确，安安全省力力。DTTS型液液压顶推推设备顶顶推大跨跨度钢桁桁梁技术术已通过过了技术术鉴定，被被认为是是对我国国传统钢钢桁梁架架设工艺艺的突破破，属国国内首创创，达到到了国际际水平。本本技术获获得铁道道部19992年年科技进进步二等等奖。二、特 点1.DTTS型钢钢桁梁架架设液压压顶推设设备(以以下简称称DTSS型顶推推设备)设计合合理，结结构新颖颖，操作作方便，安安全可靠靠，速度度快，工工效高。2.顶梁梁和锚固固由液压压站集中中控制，双双缸同步步，也
3、能能单缸操操作，故故顶梁平平稳，梁梁位、方方向控制制准确。3.采用用普通钢钢轨和聚聚四氟乙乙烯滑块块组成的的滑移装装置，摩摩阻力小小，故能能加快顶顶进速度度，平均均达 到到0.88m/mmim。4.本工工法占地地少，封封航时间间短。5.本工工法同浮浮运法相相比，能能节约投投资499%，比比拖拉法法少投资资39%，经济济效益显显著。三、适应应范围在风力不不超过55级、水水流速度度小于22m/ss(指浮浮顶时)的条件件下，本本工法能能架设880m及及以下跨跨度的钢钢桁梁和和96mm及以下下跨度的的八七型型铁路应应急抢修修钢梁。跨跨河可采采用浮墩墩，也可可用导梁梁，沪杭杭复线两两座大桥桥均采用用半浮
4、顶顶推法，故故本工法法按半浮浮顶推法法介绍。四、工艺艺原理1.顶推推油缸一一端连在在钢桁梁梁下弦尾尾端，另另一端连连在锚固固器上，每每桁1套套。锚固固油缸工工作使锚锚固器紧紧卡在下下滑道中中间钢轨轨上后，顶顶推油缸缸则开始始顶推，钢钢梁稳速速前进。当当顶推油油缸到达达预位置置时，顶顶推停止止，锚固固器随即即松开，顶顶推油缸缸回程并并带动锚锚固器及及泵站小小车一同同前移，顶顶推油缸缸活塞回回收后，锚锚固器再再度卡紧紧钢轨，开开始顶推推。如此此循环，将将钢桁梁梁顶推前前进。2.当钢钢梁的悬悬臂长达达到322m时(此时梁梁尾需加加适当配配重)，用用浮墩顶顶住距梁梁前端116m处处的大节节点，然然后拆
5、除除除梁尾尾之外的的全部上上滑道支支点，钢钢梁成简简支状态态(见图图1)，再再继续顶顶推，直直至到位位。图1 半浮顶顶推原理理3.浮墩墩随着梁梁的顶进进而前移移，其方方向用缆缆绳控制制。4.整个个顶推分分成桥头头移动、悬悬臂顶推推和半浮浮顶推三三个阶段段，在悬悬臂顶推推阶段要要注意及及时拆除除悬出的的上滑道道装置。五、主要要设备(一)DDTS型型顶推设设备1.顶推推油缸：两缸，最最大行程程16000mmm，技术术速度001.35mm/miim(见见图2)。2.锚固固器：两两套，采采用液压压钳臂式式(见图图3)，最最大锚固固力为2240kkN。图2顶推推油缸图3液压压钳臂式式锚固器器3.泵泵站：
6、11人操作作，顶推推、锚固固集中控控制。泵泵站放在在特制的的小车上上，随梁梁前称。(二)滑滑道装置置滑道可以以布置在在纵梁下下，也可可布置在在主桁下下弦节点点下面。一一般多采采用前者者，这是是因为其其稳定性性已足够够，无需需加宽路路基，也也不必加加长墩、台台顶上的的滑道。采采用后者者时，要要求墩顶顶滑道至至少要加加长至桁桁梁节间间长的11.255倍，这这就要求求中间通通过的桥桥墩前后后设置庞庞大的托托架，费费时费料料，故很很少选用用。滑道形式式有上滑滑道连续续和下滑滑道连续续两种，前前者工程程量大，耗耗用材料料多，费费工费时时，成本本也 较较高，故故用的较较少。1.下滑滑道：铺铺设6根根P50
7、0或P443钢轨轨作为连连续滑道道，每桁桁下3根根，中间间1根兼兼作顶推推设备锚锚固轨，此此轨上每每12.5m安安设5个个楔形防防爬器，以以承受锚锚固器的的顶推反反力。整整个滑道道与桁等等宽。2.上滑滑道：着着重介绍绍断续式式，它设设在钢桁桁梁下弦弦的大节节点处，做做法是：用钢板板焊一般般形板， 板上垫垫122层方木木，方木木顶面再再垫一层层钢板，然然后将其其放在下下弦节点点下，用用螺栓固固定在大大节点上上(见图图4)，般般形板下下焊3根根小槽钢钢，使用用时扣在在下滑道道轨头上上，在槽槽钢和轨轨头之间间安放聚聚 四氟氟乙烯滑滑块，以以减少摩摩阻力。图4 滑移移装置 (三)浮墩浮墩系由由中-66
8、0浮箱箱和六五五式军用用墩组成成。根据据计算，采采用122个浮箱箱组成112m18mm工作平平台 ，于于其上拼拼组六五五式军用用墩(见见图5)，台上上设6台台4英寸寸潜水泵泵，用之之抽、灌灌水以控控制浮墩墩的 水水平和标标高，浮浮墩定位位用4台台1t卷卷扬机和和2条人人拉缆绳绳来实施施。图5浮墩墩结构示示意(四)其其它配套套设备其它配套套设备见见表1。表1配套套设备(五)主主要材料料(见表表2)表2主要要材料六、施工工工艺(一)工工艺流程程(见图图6)图6 施施工工艺艺流程(二)施施工准备备1.进行行现场勘勘测，调调查河床床水深、水水位变化化及流速速，据之之确定浮浮墩高度度，完成成架梁设设计，
9、平平整场地地。2.拼组组浮墩。首首先在岸岸边适当当位置造造一台座座，在台台座上将将12个个中-660浮箱箱拼组成成18mm12mm的平台台(见图图7)，再再顺滑道道送入水水中，设设置锚缆缆将平台台固定(也可以以在水中中直接拼拼组平台台，但有有水中作作业，不不太方便便)，然然后在平平台上拼拼组支撑撑墩身，按按设计加加水待用用。图7 浮浮箱平台台结构示示意3.按按设计图图铺设下下滑道，然然后在其其上拼组组钢梁。要要注意，下下滑道的的地基一一定要坚坚实、平平整，滑滑床板与与梁节点点间的垫垫木高度度需按梁梁拱度调调整均匀匀，总高高度保持持在200255cm。4.安装装顶推设设备。将将事先调调好油缸缸同
10、步的的DTSS型顶推推设备顶顶推油缸缸的一端端连在钢钢梁下弦弦尾端的的连接件件上，另另一端连连在锚固固器上，每每桁一套套。将泵泵站装到到特制小小车上，并并用铁线线将小车车挂在锚锚固器座座上。上上述完成成后连接接管路并并接通电电源，加加油进行行试运转转，一切切正常后后待用。(三)顶顶进工艺艺(四)操操作要点点1.准备备工作完完成后顶顶起钢梁梁，在各各大节点点下安装装上滑道道和滑块块，同时时整理下下滑道并并涂油，然然后落梁梁，安装装顶推设设备。2.人员员就位，开开始顶推推。当梁梁体前端端出现悬悬臂时尾尾端要相相应压重重，并逐逐个取掉掉悬空梁梁段的上上滑道，同同时牵引引浮墩至至墩前保保护位置置(此时
11、时不设顶顶部支撑撑)。顶顶推至梁梁悬出332m时时停止顶顶推，将将顶推设设备锚固固，第一一、二阶阶段即告告完成。3.开始始半浮顶顶推前，浮浮墩要准准确定位位，然后后搭好墩墩顶支撑撑木垛并并保证两两侧高差差不大于于5mmm，检查查无误，则则浮箱对对称排水水顶起EE2节点，使使E4节点悬悬空，取取掉中间间上滑道道，再次次检查各各系统，无无误后便便可开始始半浮顶顶推。4.梁体体到位后后，锁闭闭DTSS设备，浮浮箱加水水，落梁梁就位后后拆除浮浮墩及顶顶推系统统。5.方向向出现偏偏差时要要停止顶顶推，纠纠编方法法为：在在桥头顶顶推和悬悬臂顶推推阶段由由单侧油油缸纠偏偏，半浮浮顶推阶阶段用浮浮墩方向向缆绳
12、纠纠偏(两两侧缆绳绳要对应应收、放放)。6.顶推推时浮墩墩缆绳收收、放要要对称。水水位变化化超过44cm时时，浮箱箱要对称称排水或或注水。(五)注注意事项项1.各系系统必须须在统一一指挥下下操作。2.在半半浮顶推推过程中中，设专专人观察察方向和和水位变变化，并并把观察察结果及及时报告告总指挥挥。3.在半半浮顶推推过程中中，无异异常情况况不得停停止顶推推。七、质量量控制施工中除除必须严严格执行行铁路路桥涵施施工规范范的有有关规定定外，还还必须满满足以下下技术要要求：1.加强强对工作作人员的的岗位培培训。2.2台台顶推油油缸的同同步误差差不大于于10mmm。3.顶推推前下滑滑道装置置的滑动动面必须
13、须涂油，钢钢轨接头头高低差差不得大大于2mmm，滑滑道中组组偏差不不得大于于20mmm，两两侧滑道道高差小小于100mm。4.顶推推过程中中，梁前前端设中中线观测测标志，偏偏差超过过50mmm时须须通知纠纠偏。5.顶推推速度一一般不大大于1mm/miin。6.浮墩墩到达处处的河床床水深不不得小于于2m，必必要时要要疏浚河河道，以以防搁浅浅。7.在架架设过程程中，要要保证钢钢梁倾覆覆稳定系系数大于于1.33，浮体体倾覆安安全系数数大于22，倾角角小于55，浮体体的承载载能力为为荷重的的1.11倍以上上。八、劳动动组织本工法劳劳力组织织见表33。表3 施施工人员员安排九、安全全措施在架设过过程中，
14、工工作人员员必须坚坚守岗位位，集中中精力，听听从指挥挥，不得得违反操操作规则则及有关关的 安安全章程程。工法法安全措措施如下下：1.顶推推系统的的安装必必须密贴贴，顶推推行程控控制在11.5mm范围内内，以利利制动及及缩短循循环周期期，控制制台司机机对此必必须严格格掌握。2.在顶顶推的全全过程，安安全员必必须仔细细观察滑滑道的变变形情况况，以保保证顶推推顺利进进行。 3.浮浮箱组拼拼前必须须试压，下下水后立立即安好好方向控控制缆(见图99)。4.为增增加浮墩墩稳定性性，在墩墩顶增设设2个保保护支撑撑(见图图5)。5.浮墩墩在悬臂臂顶推阶阶段只作作为保护护支墩，到到半浮顶顶推阶段段，才作作为承载
15、载浮体。在在顶推过过程中，由由于载重重和水位位的变化化，需要要对水箱箱注水和和排水以以保持浮浮墩墩顶顶标高，但但此举也也增加了了不安全全因素，因因此，在在半浮顶顶推开始始时，宜宜调整浮浮箱一次次顶起梁梁体，使使其前端端高于后后端约110cmm，并尽尽量减少少抽排水水次数。6.河水水水位受受潮水影影响时，半半浮顶推推最好在在潮前后后半小时时之内实实施，以以减少浮浮墩调整整次数和和便于落落梁就位位。7.顶推推施工宜宜在风力力小于五五级的情情况下进进行。十、效益益分析根据统计计分析，采采用本工工法架设设1孔钢钢梁比用用全浮运运法、拖拖拉法的的工效能能提高11倍，综综合节约约投资达达39%，若就就近工
16、点点连续架架设，经经济效益益会更加加显著。本工法工工作面小小，占地地少，封封航时间间短，故故带来良良好的社社会效益益。本工法架架梁速度度快，设设备安装装和操作作均较简简单，能能够满足足抢修要要求。十一、工工程实例例(一)沪沪杭复线线46号号大桥该桥主跨跨为1跨跨2孔(双线)64mm栓焊梁梁，两边边孔均为为16mm低高度度PC梁梁，河流流水深大大于2mm。施工工安排先先架栓焊焊梁，后后架PCC梁，拼拼梁场地地设在上上海端上上行线路路基上。119911年4月月末开始始用本工工法架梁梁，过程程为：上上海端116m跨跨先用六六四式军军用梁架架通，桥桥台支承承垫石以以上部分分暂不施施工(目目的是降降低落
17、梁梁高度)，钢梁梁从沪端端顶推架架设，第第1孔梁梁到位后后横移到到下行线线落梁就就位，然然后顶架架第2孔孔。据统统计，11孔梁的的顶推距距离为991.33m，用用时1114.55minn，平均均速度为为0.88m/mmin，实实测摩擦擦因数为为0.00690.0077，梁梁就位后后纵向偏偏差6mmm，横横向偏差差8mmm，均符符合要求求。第11孔架设设总费用用2.88万元，第第2孔仅仅用了11.1万万元。(二)沪沪杭复线线37号号大桥19911年7月月，在此此桥用本本工法成成功地架架设了22跨4孔孔64mm栓焊梁梁，顶推推从沪端端和杭端端两个方方向开始始，各顶顶2孔。据据统计，平平均每孔孔梁架设设总费用用为1.1万元元，架梁梁时半封封航，仅仅封航费费就节约约了8万万元。