大跨度钢桁架桥工程建设的技术探讨.docx

大跨度钢桁架桥工程建设的技术探讨 随着高科技的快速发展和经济的快速发展，人们对自然环境的改造越来越大。河大桥等桥梁建设项目相继启动。采用何种桥法成为衡量桥梁技术水平的参考。同时，桥梁安装过程的质量和安全要求也很高。冯岩在《大跨钢桁架施工方法优选与技术研究》一文中提出:“随着中国经济的迅猛腾飞和现代化程度的不断提高, 使得大跨度建筑的应用得到了前所未有的发展, 因此也为建造大跨度建筑提出了更高的要求, 除了必须解决大跨度结构设计和开发的理论问题之外, 还必须特别关注解决施工组织及其设计的问题。由于科学水平的发展, 涌现了越来越多的新思路、新方法、新工艺, 对于施工方案的优选, 直接影响了工程的成本、质量和进度等重要因素, 优选的目的就是运用科学的方法, 以最小的劳动消耗取得最大的社会经济效益。因此对该类问题进行研究是十分必要的。”因此, 结合桥梁施工实际, 对大跨度钢桁架桥整体顶推施工方法进行研究, 从中总结出科学、合理的施工方法既符合客观实际的需要, 又有利于桥梁建设的科学发展。 1 青尼罗河大桥的基本结构和特点 1.1 特征桥台 埃塞俄比亚青尼罗河大桥位于BLUE N I L E R I V E R较为平坦和宽浅的河道处, 桥梁西岸 (AS S O SA方向) 的桥台桩号为K M16 3+9 7 3.5, 东岸 (GU BA方向) 的桥台桩号为K M 16 4+3 2 9.3 0, 桥梁全长355.8m。桥梁布局为:2×2 0M (钢筋混凝土“T”梁) +70M (钢桁架梁) +35M (钢桁架梁) +70M (钢桁架梁) +7×20M (钢筋混凝土“T”梁) , 桥面宽10.3 m, 即:7.3 m行车道+2×1.5 m人行道。考虑到175 m钢梁顶推施工, 为了减小顶推梁运行中的内力, 便于顶推运行, 简化施工结构, 在3#墩和4#墩中间、5#墩和6#墩中间分别设1#和2#临时墩。 1.2 顶推过程设计 由于钢桁架结构纵桥向坡度为零, 顶推设计为平坡顶推。顶推架设特点如下:一是半悬臂采用70 m跨径桥孔内设1个临时支墩, 减小钢梁在悬臂顶推过程中的倾覆力矩;二是在滑道设置方面采用纵梁下设连续上滑道, 墩顶面设通长下滑道, 桥头路基和混凝土桥面上设间断下滑道;三是采用高位顶推的方法, 在桥头路基和已完工的钢筋混凝土桥面上设下滑道顶推;四是在顶推方法采用多次顶推就位法, 一次整体拼装, 多次顶推就位;五是顶推装置使用水平-竖直千斤顶顶推;六、顶推方式采用多点顶推。 2 赞扬俄罗斯青尼罗河大桥总投资的配置 2.1 多点柔性墩顶推系统设计 埃塞俄比亚青尼罗河大桥大跨度钢桁架桥整体顶推施工采用Z L D连续顶推系统, 该系统由柳州欧维姆机械股份有限公司生产。Z L D自动连续顶推系统目前有2000 kN级、1000 kN级、200 kN级三个品种, 主要特点在于它的连续性和同步性。连续性, 就是它能不断的并且匀速地将一大型物件水平顶推几十米甚至几百米的距离或水平转体任意角度;同步性, 就是它能多台千斤顶同步工作。这样, 不仅克服了多点顶推中由于反复起动、停止而对工程造成的不良影响, 而且大大地加快了施工的速度。ZLD自动连续顶推系统采用柔性墩顶推工艺, 该工艺将水平顶推力分散到多个桥台、桥墩上, 在所有千斤顶的同步作用下, 按照千斤顶出力大小按摩阻力大小变化分为四级, 逐级升压, 对梁体施力, 两台千斤顶纵向串联再通过自动控制装置来实现交替牵引。牵引的速度连续、不间断。 多点柔性墩顶推的技术关键:每墩上水平千斤顶施力的大小应根据桥墩上所受梁体滑动摩擦阻力大小而确定, 也就是说千斤顶施力与磨擦阻力基本平衡, 梁体能在四氟板和不锈钢滑道板组成的滑道装置上以较小的摩擦系数向前移动, 柔性桥墩承受的水平力合力为零 (图1) 。 其数学表达式: 式中: Fi:表示某墩水平千斤顶所施的力; μi:表示摩擦系数0.04~0.08; ki:表示上坡阻力系数。 Z L D自动连续顶推系统由三部分组成, 即自动连续顶推千斤顶、自动连续顶推泵站和主控台, 其相互关系如图2所示。 主控台由主控单元、检测单元、显示单元及执行机构等组成。主控单元采用PLC (可编程控制器) 控制, 检测单元由安装在千斤顶上的接近开关组成, 将千斤顶活塞位置信号送到主控单元。每台千斤顶有6个接近开关组成1~6#感应位, 1~3#位为后顶行程感应位, 4~6#位为前顶行程感应位。显示单元由面板上的指示灯及液晶触摸屏组成, 用于显示控制系统的运行状况。执行机构由液压泵站上的电磁换向阀构成、受PLC的控制。 自动连续顶推泵站分液压系统和控制电路系统两部分。自动连续顶推泵站液压系统原理图如图3所示。 该钢梁的上坡阻力为零 (纵坡为零度) , 顶推时的钢梁总重约5 5 8 t (拼装