節(jié)點自適應(yīng)步履式頂推施工方案

第第頁節(jié)點自適應(yīng)步履式頂推施工方案4施工工藝4..1簡述4.1.1工藝概述節(jié)點自適應(yīng)步履式頂推工藝是利用步履式頂推設(shè)備和外部框架，在頂推過程中二者交替受力，按照“豎向頂升——縱向推進——回落支撐——設(shè)備跟隨行走”工序使鋼桁梁步履式前移，頂推完成一個節(jié)間距后，利用載荷轉(zhuǎn)換裝置支撐鋼桁梁，頂推裝備及外部框架卸載，并使其按照“豎向頂升——縱向油缸安裝——回落支撐——設(shè)備回退復(fù)位”的工序，使頂推設(shè)備和外部框架回退到原起點位置，見圖4.1-1。圖4.1-1鋼桁梁步履式頂推原理圖為滿足鋼桁梁的拼裝和頂推施工，需要設(shè)置拼裝平臺、頂推臨時墩及鋼導梁，見圖4.1-2。鋼桁梁在工廠加工制作，節(jié)段運輸至安裝位置，并在拼裝平臺上與已安裝的鋼桁梁對接拼裝，后逐節(jié)頂推。4.1.2工藝流程頂推施工工藝流程見圖4.1-3。4.2施工準備4.2.1拼裝平臺設(shè)計（1）功能需求1）拼裝平臺的長度不宜小于2個節(jié)段長度，豎向線型以鋼桁梁設(shè)計線型為準。2）拼裝平臺應(yīng)滿足頂推配套設(shè)備布置，提供人員操作及鋼桁梁接口連接螺栓的施工平臺。3）平臺的設(shè)計需滿足頂推的受力要求，同時需考慮梁體糾偏載荷、水流力、風荷載及其它施工荷載，必須具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和作業(yè)面。4）平臺支承穩(wěn)固，使用時無沉降、塑性變形。5）平臺必須使頂推梁體尾端的轉(zhuǎn)角接近為零，以保證梁體線形一致。（2）設(shè)計思路1）平臺的中心線與橋軸線一致，平臺高程與鋼桁梁頂推高程協(xié)調(diào)一致。2）拼裝平臺位置應(yīng)盡量地向永久墩靠攏，充分利用永久墩、墩臺基礎(chǔ)和墩身，減小臨時工程的措施量，避免頂推到最后時，梁的尾端出現(xiàn)長懸臂。3）鋼管樁優(yōu)先采用打入樁，如果覆蓋層較薄，可以采用預(yù)制型植入嵌巖樁等方案。4）優(yōu)先考慮通用、裝配式結(jié)構(gòu)。（3）主要結(jié)構(gòu)形式拼裝平臺主要用于導梁及鋼桁梁拼裝，由立柱、橫聯(lián)、頂推平臺、工作平臺、鋼桁梁拼裝設(shè)備及所需移動空間組成。拼裝平臺的構(gòu)造布置可分為兩部分：①鋼桁梁拼裝平臺，即在基礎(chǔ)上設(shè)置鋼筋混凝土立柱或者鋼管柱，立柱頂面用型鋼聯(lián)成整體，直接支撐鋼桁梁拼裝桿件，只承受垂直壓力；②鋼桁梁頂推平臺，在基礎(chǔ)上立鋼管或鋼筋混凝土墩身，縱向連成整體，頂上設(shè)平臺，梁體拼裝完成后，承受梁體重力和頂推啟動時的水平力。拼裝平臺一般采用剛性設(shè)計，臺座結(jié)構(gòu)形式采用梁柱式結(jié)構(gòu)或整體框架結(jié)構(gòu)，剛度、強度滿足頂推施工的技術(shù)要求，不得發(fā)生沉降。通常采用鋼管樁及型鋼搭設(shè)大型的鋼結(jié)構(gòu)平臺。臨時墩設(shè)計4.2.2(1)功能需求1)臨時墩文承中心位置、施工平臺設(shè)置、縱橫向穩(wěn)定性及高程、沉降、變形等與拼裝平臺的設(shè)計要求相同。2)臨時墩布置跨徑應(yīng)滿足初始頂推階段鋼桁梁及導梁抗傾覆穩(wěn)定性的要求。3)臨時墩布置跨徑不超過設(shè)計計算的頂推跨徑。4)對于通航河流，頂推臨時墩的間距應(yīng)滿足通航凈空的要求。5)臨時墩的長度不宜小于1.25倍節(jié)段長度，豎向線型以鋼桁梁設(shè)計線型為準。(2)設(shè)計思路1)臨時墩的中心線必須與橋軸線一致，高程與鋼桁梁頂推高程協(xié)調(diào)一致。2)通常臨近拼裝平臺布置一個小跨徑的臨時墩進行過渡。3)宜在左右幅兩幅臨時墩間設(shè)置橫向聯(lián)系，增大臨時的橫橋向剛度。4)基于安全考慮，可通過鋼絞線將臨時墩縱向連接在一起，平衡頂推啟動和停止時的水平力。5)優(yōu)先考慮通用、裝配式結(jié)構(gòu)。6)滿足鋼桁梁在頂推過程中沿同半徑平面圓曲線和同曲率凸形豎曲線軌跡前進要求。（3）主要結(jié)構(gòu)形式臨時墩作為頂推施工過程中的主要受力結(jié)構(gòu)，其主要結(jié)構(gòu)是由鋼管樁作為立柱，型鋼組合作為承重梁和載荷分配梁，立柱間平聯(lián)和斜撐均采用鋼管和型鋼。單個臨時墩的受力大小根據(jù)頂推載荷確定。通常采用鋼管樁及型鋼搭設(shè)大型的鋼結(jié)構(gòu)支撐平臺。4.2.3鋼導梁設(shè)計(1)功能需求1)減小鋼桁梁在頂推過程中的懸臂長度，降低鋼桁梁懸臂狀態(tài)下負彎矩峰值。2)導梁長度應(yīng)使主梁的最大懸臂負彎矩與使用狀態(tài)支點負彎矩基本接近，其長度宜為最大頂推跨徑的0.6~0.8倍。3)導梁應(yīng)具有足夠的強度和剛度。(2)設(shè)計思路1)參照鋼桁梁節(jié)點分部情況，導梁宜設(shè)計為桁架形式。2)導梁節(jié)段長度的劃分應(yīng)適宜運輸并適應(yīng)現(xiàn)場吊裝設(shè)備的起重能力。如果導梁需提前拆除導梁節(jié)段長度應(yīng)小于可拆除的長度。3)鋼導梁豎向曲線與鋼桁梁設(shè)計線型保持一致。4)鋼導梁主梁與鋼桁梁主弦桿位置對應(yīng)5)導梁設(shè)計應(yīng)為變剛度變截面桁架梁:(3)主要結(jié)構(gòu)形式目前常用的導梁構(gòu)造分兩種，一種是用桿件拼成的桁架導梁;另一種是用工字形變截面實腹板鋼導梁。桁架導梁一般用萬能桿件或者貝雷桁架拼裝而成，也有由設(shè)計成專用導梁的桿件拼裝而成。桁架導梁由上弦桿、下弦桿、立桿、斜腹桿和橫向聯(lián)系腹桿等組成，各節(jié)點用螺栓連接。為方便導梁前端上墩需要，導梁前端設(shè)計為臺階狀，方便起頂。如圖4.1.2-8所示。4.2.4頂推設(shè)備選擇(1)頂推設(shè)備構(gòu)造節(jié)點自適應(yīng)步履式頂推設(shè)備為我局武港院研發(fā)，主要包括滑動面結(jié)構(gòu)、上部滑移結(jié)構(gòu)、下部文撐結(jié)構(gòu)、支撐油缸、橫向調(diào)整油缸、頂推油缸以及外部框架。整套設(shè)備通過計算機控制和液樂驅(qū)動來實現(xiàn)組合和順序動作，以滿足施工要求。頂推設(shè)備總裝圖見圖4.2-4。設(shè)備尺寸參數(shù)見表4.2-1。（2）設(shè)備液壓系統(tǒng)頂推液壓系統(tǒng)主要分為三個部分：支撐頂升系統(tǒng)、頂推移動系統(tǒng)和橫向調(diào)位系統(tǒng)。表4.2-2頂推油缸性能參數(shù)表名稱數(shù)量行程(mm)單缸承載能力(kN)頂升油缸43004000縱移油缸3350500橫移油缸2×260750（3）頂推設(shè)備控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)主要由總控系統(tǒng)，分控系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)、和傳感系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)特點：1）采用總線技術(shù)，可以安全、可靠、方便的實現(xiàn)主站、從站之間的數(shù)據(jù)通訊；2）大屏幕控制，可以清晰顯示每一個工作站的設(shè)備狀態(tài)；3）系統(tǒng)帶有站點自掃描系統(tǒng)，當通訊中斷時會自動指示；4）系統(tǒng)具有傳感器信號自檢功能，當傳感器故障時會自動指示故障點；5）當系統(tǒng)出現(xiàn)超壓或者誤差超差時，系統(tǒng)會自動提示；6）各套設(shè)備頂升、平移同步精度≤1mm；橫向糾偏精度≤1mm；頂推速度1~2m/小時；7）網(wǎng)絡(luò)擴展點數(shù)可達99點。8）控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，可移植，易更換。4.2.5鋼桁梁拼裝準備（1）技術(shù)準備1）鋼梁施工設(shè)計圖、節(jié)段預(yù)拼裝桿件一覽表、桿件應(yīng)力表、桿件重量表、現(xiàn)場組裝場地布置、抗滑移試驗用試板噴鋁記錄資料、儀器儀表等有關(guān)量具的檢定證書、工廠預(yù)拼裝質(zhì)量合格及其記錄資料。2）摩擦面出廠摩擦系數(shù)試驗報告。按《鐵路鋼橋制造規(guī)范》和設(shè)計要求，鋼梁出廠時高強螺栓柱孔部位抗滑移摩擦系數(shù)不小于0.55。3）高強度螺栓成品出廠合格證、試驗報告以及材質(zhì)保證書、扭矩系數(shù)——溫度、濕度關(guān)系圖線。4）進行施工輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計，編制各項拼裝工藝、拼裝細則等。（2）施工場地準備鋼桁梁拼裝現(xiàn)場場地需設(shè)置鋼桁梁拼裝胎架、桿件存放場、高強螺栓堆存庫房等。1）拼裝胎架在拼裝過程中要監(jiān)控胎架變形情況，隨時監(jiān)測。2）桿件存放場存放場應(yīng)堅實、平整、有排水設(shè)施。桿件應(yīng)分類存放在墊楞上，存放時應(yīng)滿足下列要求：a）桿件底部與地面之間凈空不宜小于300mm。b）桿件支點應(yīng)放置在自重作用下桿件不致產(chǎn)生永久性變形處，桿件不允許疊放。c）主桁弦桿應(yīng)單層存放，并且整體節(jié)點板向上。（3）桿件進場復(fù)驗及缺陷處理桿件進場后，應(yīng)按設(shè)計文件及鋼桁梁《制造規(guī)則》對出廠提供的技術(shù)資料和實物進行檢查核對并登記造冊，經(jīng)監(jiān)理簽認后，按規(guī)定處理。主要檢查以下項目：a）由于運輸和裝卸不當造成的桿件損傷變形。b）由于搬運過程中造成的桿件油漆或噴鋁面的缺損。c）鋼梁桿件基本尺寸，其允許偏差必須滿足《制造規(guī)則》規(guī)定。（4）鋼桁梁吊裝準備為減少現(xiàn)場安裝工作量，在起吊設(shè)備能力滿足的情況下，可考慮將鋼桁梁部分桿件在制作廠或預(yù)拼廠內(nèi)連接成整體。比如，對于重量較輕的公路橫梁和公路橫聯(lián)可考慮在廠內(nèi)連接成整體。（5）鋼桁梁運輸鋼桁梁的運輸方式影響桿件運輸中的安全性及設(shè)備周轉(zhuǎn)使用效率。運輸過程中的固定方式應(yīng)進行研究，應(yīng)避免鋼桁梁桿件磕碰造成損傷。應(yīng)在運輸船和平板車上制作專用胎架進行桿件存放，并對桿件吊裝順序、布置形式、桿件拼接板安裝作明確要求。4.2.6鋼桁梁拼裝輔助設(shè)施準備（1）鋼梁施工操作平臺在主桁節(jié)點處采用槽鋼及角鋼做吊架，作為架梁、施擰高栓及涂裝的腳手架。應(yīng)針對鋼桁梁每種節(jié)點結(jié)構(gòu)特點對操作掛梯進行具體設(shè)計。對于上弦節(jié)點，設(shè)置封閉式的籠式大掛梯，籠式掛梯能夠覆蓋公路橫聯(lián)現(xiàn)場需安裝高栓節(jié)點，根據(jù)作業(yè)面對掛梯進行分層。施工用輔助設(shè)施宜提前安裝好，隨同桿件起吊。（2）上、下弦走道根據(jù)具體鋼桁梁結(jié)構(gòu)形式進行走道設(shè)置。上弦處走道可利用弦桿頂面剪力釘作為走道扶手立柱的固定結(jié)構(gòu)。下弦走道優(yōu)先考慮邊桁側(cè)面安裝的員工檢修走道，在鋼桁梁架設(shè)過程中，該走道未安裝時采用型鋼和鋼板制作的臨時走道。4.3施工方法本施工方法對鋼桁梁節(jié)點自適應(yīng)步履式頂推施工進行介紹，鋼桁梁拼裝方案應(yīng)結(jié)合橋位地形、鋼桁梁運輸方式、架設(shè)方法、使用的吊裝機械等因素綜合考慮。4.3.1節(jié)段拼裝（1）節(jié)段組拼流程（2）組拼方法及順序節(jié)段拼裝采用散裝法，各節(jié)段組裝可平行作業(yè)也可交叉作業(yè)，按照下弦平面→斜桿、豎桿→橫聯(lián)→上弦平面的順序，實行立體階梯形推進方式逐段組裝。拼裝時，以胎架上平面為基準，應(yīng)保證胎架平面度1mm，按節(jié)距±5mm設(shè)置。（3）質(zhì)量檢驗程序拼裝前，檢驗胎架平面度和節(jié)距（自檢、監(jiān)理檢查）→組拼成型后復(fù)查組裝桿件及接頭的組裝對圖樣的符合性（自檢）→節(jié)段調(diào)整后檢測梁段輪廓尺寸、節(jié)段平面度、旁彎、過孔率等（自檢、監(jiān)理檢查）→完成節(jié)段內(nèi)沖釘、粗制螺栓與高栓的替換，并施擰、復(fù)擰、完成節(jié)段內(nèi)節(jié)點固結(jié)（自檢、監(jiān)理巡視）→高栓終擰扭矩檢查（按規(guī)范規(guī)定的頻率，由廠家、總包方、監(jiān)理聯(lián)合檢查）→接頭工地底漆涂裝→辦理節(jié)段移交手續(xù)。（4）高強度螺栓施擰因栓焊鋼桁梁依靠高強度螺栓施加的軸力和摩擦面的摩擦提供桿件間牢固的連接，故高強度螺栓施擰管理顯得十分重要。高強度螺栓采用扭矩法施擰，松扣回扣法檢查。1）基本要求a）施擰前，應(yīng)由生產(chǎn)廠家按批配套供貨，必須有生產(chǎn)廠家按批提供的產(chǎn)品質(zhì)量保證書。b）高栓到貨后，應(yīng)及時復(fù)驗機械性能、工差尺寸、扭矩系數(shù)等。c）按設(shè)計要求，確定施擰扭矩(含初擰、復(fù)擰扭矩)和終擰扭矩。d）對高強度螺栓、螺母、墊圈按生產(chǎn)廠提供的批號進行配套組副，便于使用，并不得改變其出廠狀態(tài)。e）保管期內(nèi)不得任意開箱，防止生銹和沾染臟物。f）測定隨橋試板抗滑移摩擦系數(shù)，標定施擰扳手、校驗扳手和復(fù)測扭矩系數(shù)。2）機具配備一般擰緊采用臂長55cm的套筒板手或開口扳手施工。高栓初擰、復(fù)擰采用PID-1000J型扭矩扳手施工。終擰：采用PID-1500型扭矩扳手。不能使用電動扳手施擰的部分螺栓可用1000（N-m），2000（N-m）的帶響扳手施工。3）高栓驗收及儲存管理高強度螺栓質(zhì)量復(fù)檢：生產(chǎn)廠以批為單位，提供產(chǎn)品質(zhì)量檢驗報告（含扭矩系數(shù)）及出廠合格證，施工現(xiàn)場根據(jù)GB1228～1231-91的規(guī)定，對高強度螺栓連接副進行外形尺寸、形位公差、表面缺陷、螺紋參數(shù)、機械性能、螺紋脫炭、扭矩系數(shù)、標記與包裝等檢查或復(fù)驗，并做好記錄，不合格產(chǎn)品不得使用。庫房管庫員必須按值班技術(shù)人員簽字的領(lǐng)料單發(fā)料，螺栓要輕拿輕放，防止螺紋損壞。領(lǐng)用高強度螺栓必須嚴格按節(jié)點圖上實際需用規(guī)格、數(shù)量領(lǐng)取，一般不得以短代長或以長代短（外螺紋的露出長度至少留一個螺距）。施工現(xiàn)場必須用規(guī)定的工具袋等容器將螺栓運到現(xiàn)場，在搬運過程中要輕拿輕放，防止碰損絲扣及沾污泥砂。4）高栓施擰及檢查高栓施工采用扭矩法，施工前做好施擰工藝性試驗。高栓發(fā)運工地時，制造方應(yīng)按國標分批提供產(chǎn)品合格證、質(zhì)保書、質(zhì)量檢驗報告書（含扭矩系數(shù)），工地按批號進行抽樣復(fù)驗，在國家認證權(quán)威機構(gòu)復(fù)測扭矩系數(shù)。板面之間的摩擦系數(shù)是影響栓接的一個重要因素。組拼前在工地要對板面進行抗滑移系數(shù)試μ>0.55方為合格?？够葡禂?shù)的測定的有關(guān)事宜應(yīng)征得現(xiàn)場監(jiān)理認可。驗，高強度螺栓施擰檢查驗收采用松扣回扣法5)高栓擰緊高栓擰緊分初擰、復(fù)擰和終擰進行。初擰值取終擰值的50%，初擰后對每個螺栓用敲擊法進行檢查，復(fù)擰對螺栓再次進行施擰，終擰采用扭矩法，采用電動扳手。(不能用電板的部位可用帶響扳手)將初擰后的螺栓擰到終擰值，考慮到螺栓預(yù)拉力的損失及誤差，實際使用時加大10%做好各類螺栓在不同溫度、濕度情況下的扭矩系數(shù)的試驗，施工過程中按工藝要求做好施工記錄，盡量使終擰溫度接近扭矩系數(shù)的復(fù)測溫度，6)高栓的施擰管理初擰值為終擰值的50%，初擰完畢，逐一復(fù)擰。初擰時螺栓頭用工具卡住防止轉(zhuǎn)動，否則影響扭矩值。檢查無漏后即進行終擰，終擰后螺栓端部涂上紅色油漆標記。施擰順序:高強度螺栓施擰。無論使用電動扳手、表盤扳手或帶響扳手，均從螺栓群中心向外擴展逐一擰緊，否則影響栓群合格率。對橋上施擰用的各種扳手進行編號建檔，設(shè)專人管理。每日班前對各種使用扳手進行校驗并進行班后校驗，校驗應(yīng)即時記錄，發(fā)現(xiàn)異?；蛘`差大于規(guī)定值3%時停止使用。使用完的帶響扳手，檢查完即放松彈簧，特別注意的是電動扳手的輸出扭矩隨擰緊時間的增長有逐漸增大的趨勢，因此在標定電動扳手前應(yīng)空轉(zhuǎn)幾分鐘或先擰若干個日栓，高溫季節(jié)要限定電動扳手連續(xù)使用時間，控制箱要遮蔭，以消除輸出扭矩的誤差7)高強度螺栓施擰檢查高強度螺栓施擰質(zhì)量檢查應(yīng)按《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》(JTGF80/1-2004)規(guī)定進行并經(jīng)監(jiān)理工程師復(fù)檢簽證驗收。高強度螺栓施擰質(zhì)量檢查應(yīng)設(shè)專職人員進行檢查，當天擰好的螺栓當天檢查完畢初擰檢查:采用0.3kg小錘敲擊螺母一側(cè)，手按住相對的另一側(cè)，如動較大者為不合格應(yīng)再初擰，同時用0.3m塞尺插入桿縫，插入深度小于20m者為合格，如果間隙較大應(yīng)按規(guī)范規(guī)定處理。終擰檢查:根據(jù)試驗資料，采用松扣回扣法檢查。先在螺栓與螺母的相對位置劃一細直線作為標記，然后將螺母擰松約30°，再用檢查扭矩扳手把螺母重新擰緊至原來位置(使所劃細直線重合)觀察全部終擰后的高強度螺栓連接副，檢查復(fù)擰后用油漆標記的螺栓與螺母相對位置是否發(fā)生轉(zhuǎn)動，以檢查終擰是否有漏擰。螺栓的檢查數(shù)目及時間。主桁及縱、橫梁連接處的栓群中螺栓的抽查數(shù)量為其總數(shù)的5%，但不得少于2套；其他節(jié)點每處不少于1套。終擰檢查合格的螺栓群，做出規(guī)定的標記，并在螺栓、螺母、墊圈的外露部分立即涂上底漆，然后才允許拆除螺栓施擰腳手架。標記規(guī)定：終擰標記－紅色油漆筆在大六角頭上作點標記欠擰標記－白色油漆筆在大六角頭上作點標記超擰標記－黃色油漆筆在大六角頭上作點標記4.3.2施工步驟4.3.2.1節(jié)點自適應(yīng)步履式頂推施工步驟表4.3-1整體施工步驟4.3.2.2導梁上墩因鋼桁梁及導梁自重使導梁前端下?lián)?，當導梁前端臺階到達下一臨時墩時，其端部往往略低于臨時墩支座。此時需利用載荷轉(zhuǎn)換裝置的支撐油缸將導梁頭部頂升抬高，當導梁頭部到達頂推設(shè)備上方時，利用回退油缸