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桥梁施工时的顶推技术和液压提升装置功能

2022-08-21 07:20:43
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顶推法施工的主要关键是顶推工作,核心的问题在于应用有限的顶力将梁顶推就位。根据聚四氟乙烯的材性,摩擦系数与垂直压强成反比,与滑动速度成正比。施工中所用的滑移设备与在转体施工采用聚四氟乙烯转动设备类同。顶推的施工方法多种多样,主要依照顶推的施工方法分类,同时也可由支承系统和顶推的方向来区分顶推的施工方法。

顶推的装置集中在主梁预制场附近的桥台或桥墩上,前方墩各支点上设置滑动支撑。液压提升装置又可分为两种:一种是由水平千斤顶通过沿箱梁两侧的牵动钢杆给预制梁一个顶推力;另一种是由水平千斤项与竖直千斤顶联合使用,顶推预制梁前进。它的施工程序为顶梁、推移、落下竖直千斤项和收回水平千斤顶的活塞杆。

顶推法施工是在沿桥纵轴方向,采用无支架的方法推移就位。因此在水深、桥高以及高架道路等情况下,可避免大量施工脚手架、可不中断现有交通、在小的施工场地下,施工;同时,可以使用简单的设备建造长大桥梁。

预应力混凝土连续梁桥采用顶推法施工在世界各国颇为盛行。它在台后开辟预制场地,分节段预制梁身并用纵向预应力筋将各节段连成整体,然后通过水平液压千斤顶施力,借助不锈钢板与聚聚四氟乙烯模压板组成的滑动装置,将梁逐段向对岸推进,待全部顶推就位后,落梁并且换正式支座,完成桥梁施工。

滑道支承在墩上的混凝土临时垫块上,它由光滑的不锈钢板与组合的聚四氟乙烯滑块组成滑道,其中的滑块由氟板与具有加劲钢板的橡胶块构成,外形尺寸有420*420mm、200*400mm、500*200mm等数种,厚度也有40、31、21mm等几种。顶推时,组合的聚四氟乙烯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。顶推时,升起竖直顶活塞,使临时支承卸载,开动水平千斤项去项推竖直顶,由于竖直顶下面设有滑道,顶的上端装有一块像胶板,即竖直千斤项在前进过程中带动梁体向前移动。当水平千斤顶达到大行程时,降下竖立顶活塞,使梁体落在临时支承上,收回水平顶活塞,带动竖直顶后移,回到原来位置,如此反复不断地将梁顶推到设计位置。

对于多点顶推与集中单点顶推比较,可以免去大规模的顶推设备,能控制箱梁的偏离,顶推时对桥墩的水平推力可以减到很小,便于结构采用实心墩。在弯桥采用多点顶推时,由各墩均匀施加顶力,同样能顺利施工。采用拉杆式顶推系统,免去在各循环顶推过程中用竖向千斤顶将梁顶起使水平千斤顶复位,简化了工艺流程,加快顶推速度。但多点顶推需要多的设备,操作要求也比较不错。

对于多点顶推则在每个墩台上设置一对小吨位(400~800kN)的水平千斤顶,各集中的顶推力分散到各墩上。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上产生的摩阻力,从而使桥墩在顶推过程中承受小的水平力,因此可以在柔性墩上采用多点顶推施工。同时,多点顶推所需的吨位小,容易获得,所以我国在近年来用顶推法施工的预应力混凝土连续梁桥,多地采用了多点顶推法。在液压顶升设备方面,国内一般多采用拉杆式顶推方案,每个墩位上设置一对液压穿心式水平千斤顶,每侧的拉杆使用一根或两根直径为25mm高强螺纹钢筋,它的前端通过锥形楔块固定在水平顶活塞杆的头部,另一端使用的拉锚器、锚锭板等连接器与钢筋连接,水平千斤顶固定在墩身特别制作的台座上,同时在梁位下设置沿板和沿块,当水平千斤顶施顶时,带动箱梁在滑道上向前滑动。

多点顶推施工的关键在于同步,因为顶推水平力是分散在各桥墩上,一般均需通过中心控制室控制各千斤项的出力等级,确定同时启动,同步前进,同时停止和同时换向。为了确定在意外情况下能及时改变全桥的运动状态,各机组和观测点上,需装置急停按钮。对于在柔性墩上的多点顶推,为尽量减小对桥墩的水平推力,千斤项的出力按照摩擦力的变化幅度分为几个等级通过计算确定,施工时在控制室随时调整顶力的级数,控制千斤项的出力大小。由于千斤顶传力时间差的影响,将不可避免地引起桥墩沿桥纵向摆动,同时箱梁的悬出部分可能上下振动,这些因素对施工其不利,要尽量减少其影响。

液压提升装置是一种新型、特别的起重设备。适合于电力建设行业大型发电机定子、锅炉大板梁、锅炉汽包、高/中压缸、除氧器、烟道尾部组合件、烟囱钢内筒(包括钢平台)、原子能发电站核反应堆压力壳等部件的整体吊装就位;主变压器卸车及就位;输电线路跨江高塔塔头的整体起吊、大型铁塔的倒装组立;大坝水闸的整体提升等。

液压提升装置的主要功能和技术特点:

一、起重能力不错,可长时间载重悬停;

二、各种工况下实现负荷升,降与停留并随时转换;

三、体积小,重量轻,施工现场占用场地小;

四、系统基本配置为四个千斤顶单元,可通过扩展实现八、十二个单元及多单元同步集群控制;

五、多重保护,主承载机构为机械自锁;

六、负载升降平稳,冲击力及振动小。

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