1、頂推法施工技術(shù)與受力分析,教學(xué)目的,通過本專題的學(xué)習(xí)，要掌握以下內(nèi)容： 、了解頂推法的特點(diǎn)及其適用條件； 、熟悉頂推法的分類和施工過程； 、學(xué)會(huì)頂推法施工的過程受力分析及施工 驗(yàn)算內(nèi)容； 、頂推法中減少施工內(nèi)力的措施。,在橋頭沿橋縱軸線方向?qū)⒅鸲晤A(yù)制張拉上的梁向前推出使之就位的橋梁施工方法。 須緊靠橋臺(tái)后部開辟預(yù)制場(chǎng)地，每預(yù)制一個(gè)節(jié)段即用水平液壓千斤頂施力，借助于不銹鋼和聚四氟乙烯模壓板組成的滑動(dòng)裝置，將梁逐段向?qū)Π俄斖?，待全部頂推就位后，再落梁。更換正式支座，完成橋梁施工。 在水深、橋高等的情況下，可避免大量施工腳手架，可不中斷橋下交通或通航。,1、專家定義: 頂推施工法 （Incremen

2、tal launching method),目前最大頂推重量可達(dá)4萬噸，頂推長度達(dá)一千余米。用此法施工的連續(xù)梁橋，預(yù)應(yīng)力筋合力設(shè)計(jì)成基本沿各梁截面重心通過，對(duì)梁施加近于中心受壓的預(yù)加力。 中國土木工程百科辭典橋梁工程卷,頂推施工要點(diǎn)： 要設(shè)置固定的預(yù)制場(chǎng)，頂推由千斤頂完成。 要想用有限的頂推力將龐大的梁體頂推到位，必須采用摩阻系數(shù)小的滑移裝置。 頂推過程中每個(gè)截面要承受最大正彎矩和負(fù)彎矩，要兼顧運(yùn)營階段和施工階段的受力要求。,適用條件： 宜在等截面的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中采用，也可用于斜拉橋、拱橋等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。適用于深谷、寬深河道上的橋梁，或高架橋和同曲率的曲線橋和坡橋。,2、頂推施工法溯源,頂推

3、施工法源于鋼橋縱向拖拉施工法。 以千斤頂代替卷揚(yáng)機(jī)和滑車組， 改善啟動(dòng)時(shí)造成的沖動(dòng) 以滑板、滑道（板式滑動(dòng)裝置）代替滾筒，避免線接觸，保證薄壁箱式結(jié)構(gòu)的屈折安全，緩沖應(yīng)力集中。 聚四氟乙烯塑料高強(qiáng)低摩阻滑道材料的問世是關(guān)鍵。與不銹鋼板的摩擦系數(shù)為0.0150.065。,1959年，前聯(lián)邦德國的萊昂哈特（Leonhardt）教授在建造奧地利的阿格爾橋（Ager）時(shí)首次使用，四跨連續(xù)梁，最大跨徑85m； 1963年委內(nèi)瑞拉卡羅尼河橋(Caroni)頂推施工中引入了鼻梁（導(dǎo)梁）和輔助墩，六跨連續(xù)梁，最大跨徑96m； 1964年，頂推法得到近一步改進(jìn)，采用了分段預(yù)制、逐段頂推、逐段接長、連續(xù)施工的工藝

4、； 1974年，我國在狄家河鐵路橋施工中，首次采用頂推法?？鐝綖?0+40m。,3、頂推法的施工工序,預(yù)制：在橋軸線端部設(shè)預(yù)制場(chǎng)制梁 頂推：待砼達(dá)到強(qiáng)度后，張束，向前頂推 支座安裝：梁就位后，整體頂梁，安裝正式支座,4、頂推方法的分類,（）按頂推方向分,單向頂推,雙向頂推或 相對(duì)頂推,橋臺(tái),預(yù)制場(chǎng)地,預(yù)制梁,滑道,水平豎直千斤頂,輔助墩,單向頂推,最常用的頂推方法,雙向頂推,優(yōu)點(diǎn)： 、雙向頂推的施工彎矩和成橋彎矩圖比較接近，因此節(jié)省 預(yù)應(yīng)力筋。特別對(duì)于三跨連續(xù)梁，效果更加明顯。 、施工進(jìn)度快。,缺點(diǎn)： 1、兩個(gè)預(yù)制場(chǎng)，兩套設(shè)備，施工費(fèi)用高。 2、對(duì)于三跨連續(xù)梁，頂推幾段后，要采用臨時(shí)支柱或梁后

5、壓重， 或增加臨時(shí)支點(diǎn)，防止梁傾覆。,跨中合攏,（）按水平力的施加位置和施加方法分： 單點(diǎn)頂推（TL）：一對(duì)頂推裝置集中在橋臺(tái)上或某一橋墩，其它墩臺(tái)僅設(shè)滑道。頂推力要求大?？捎盟截Q向千斤頂法和拉桿千斤頂法。 多點(diǎn)頂推（SSY）：在每個(gè)橋墩、臺(tái)（不包括臨時(shí)墩）上都設(shè)有一對(duì)頂推裝置。要求千斤頂同步運(yùn)行。 利用墩頂?shù)乃角Ы镯?，傳給墩頂?shù)姆戳ζ胶饬肆后w滑移時(shí)在橋墩產(chǎn)生的水平力，使墩受很小的水平力，適用于柔性墩。常采用拉桿式頂推裝置。也可用水平豎向千斤頂法。,（）按頂推裝置的構(gòu)造分： 水平豎直千斤頂法：由水平千斤頂和豎向千斤頂交互使用而產(chǎn)生頂推力。 拉桿千斤頂法：由固定在墩臺(tái)上的水平張拉千斤頂，通過

6、張拉錨固在主梁上的拉桿而使梁體前移。,滑板,墩臺(tái),豎向千斤頂,水平千斤頂,梁體,支撐墊板,粗齒墊板,水平豎直千斤頂法,第一步：豎向千斤頂上頂,水平豎直千斤頂法,第二步：水平千斤頂橫頂,水平豎直千斤頂法,第三步：豎向千斤頂下降,水平豎直千斤頂法,第四步：水平千斤頂退回,水平豎直千斤頂法,拉桿千斤頂法,墩臺(tái),梁體,滑板,傳力支架,錨固器,穿心式千斤頂,拉桿,優(yōu)點(diǎn)：簡化工藝流程，加快頂推速度。,5、頂推施工法的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn) 機(jī)具設(shè)備簡便，無需大型起吊設(shè)備 節(jié)省施工用地，工廠化制作，能保證構(gòu)件質(zhì)量 模板可周轉(zhuǎn) 不影響通航 施工平穩(wěn)，安全，無噪音，節(jié)約勞力 適應(yīng)于連續(xù)梁，疊合梁，簡支梁，拱橋，斜拉橋等等截

7、面結(jié)構(gòu),缺點(diǎn)： 不適應(yīng)多跨變高梁，曲率變化的曲線橋和豎向曲率大的橋梁 受頂推懸臂彎矩的限制，頂推跨徑大于7080米不經(jīng)濟(jì) 頂推過程中的反復(fù)應(yīng)力，使梁高取值大，臨時(shí)束多，張拉工序繁瑣 隨著橋長的增大，施工進(jìn)度較慢,根據(jù)頂推的施工過程，應(yīng)該進(jìn)行哪些內(nèi)容的計(jì)算？,6、施工驗(yàn)算的內(nèi)容： 各截面的施工內(nèi)力計(jì)算和強(qiáng)度驗(yàn)算 頂推過程中的穩(wěn)定計(jì)算（傾覆穩(wěn)定，滑動(dòng)穩(wěn)定） 鋼索引伸量的計(jì)算 施工中臨時(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 確定頂推設(shè)備、計(jì)算頂推力 頂推過程中，橋墩臺(tái)的施工驗(yàn)算 頂推施工時(shí)，梁的撓度計(jì)算,連續(xù)梁狀態(tài)，上緣受壓，下緣受拉,懸臂梁狀態(tài)，上緣受壓，下緣受拉,連續(xù)梁狀態(tài)，上緣受壓，下緣受拉最大時(shí),預(yù)應(yīng)力筋類型：

8、 兼顧營運(yùn)與施工要求所需的力筋 為施工階段要求配置的力筋 在施工完成之后，為滿足營運(yùn)階段需要而增加的力筋,懸臂梁狀態(tài)，上緣受壓，下緣受拉,連續(xù)梁狀態(tài)，上緣受壓，下緣受拉最大時(shí),臨時(shí)結(jié)構(gòu)的受力驗(yàn)算,橋墩臺(tái)的受力驗(yàn)算,7、頂推法施工中的幾個(gè)問題,（1）預(yù)制場(chǎng)地 預(yù)制場(chǎng)地是預(yù)制梁體和頂推過渡的場(chǎng)地，包括主梁節(jié) 段的澆筑平臺(tái)和模板、鋼筋和鋼索的加工場(chǎng)地，混凝土攪 拌站以及砂、石、水泥的堆放和運(yùn)輸路線用地。,橋梁的上部結(jié)構(gòu)在預(yù)制場(chǎng)地完成，場(chǎng)地長度至少 為預(yù)制節(jié)段長度的三倍。涉及因素有： 主梁節(jié)段分段長 每節(jié)段為全斷面或分次澆筑 拼裝導(dǎo)梁的場(chǎng)地 第一跨頂出時(shí)，梁體的傾覆穩(wěn)定安全 根據(jù)氣候的情況，預(yù)制場(chǎng)也可

9、設(shè)在帳篷內(nèi)。一個(gè) 階段從預(yù)制養(yǎng)護(hù)到頂推大約需要一周。,預(yù)制梁段的技術(shù)要求 底板平整度，要有一定的剛度和硬度。梁底的平整度將影響頂推時(shí)梁的內(nèi)力，所以預(yù)制平臺(tái)的平整度要嚴(yán)格控制。 嚴(yán)格控制鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋孔道、預(yù)埋件的位置 嚴(yán)格控制混凝土的澆筑質(zhì)量 盡可能采用機(jī)械化裝拆模板,模板工作是保證預(yù)制質(zhì)量的關(guān)鍵。 預(yù)制周期是加快施工速度的關(guān)鍵。預(yù)制工作應(yīng)采用流水作業(yè)，培養(yǎng)專業(yè)化的施工隊(duì)伍，還可采用加入添加劑的方法提高混凝土的早期強(qiáng)度。,（2）頂推設(shè)備,頂推裝置集中在主梁預(yù)制場(chǎng)附近的橋臺(tái)或橋墩上，前方各支點(diǎn)上設(shè)置滑動(dòng)支承。頂推裝置分為兩種，一種是由水平千斤頂通過于箱梁兩側(cè)的牽動(dòng)鋼桿給預(yù)制梁一個(gè)頂推力；另一種是

10、由水平千斤頂與豎直千斤頂梁聯(lián)和使用，頂推預(yù)制梁前進(jìn)。,根據(jù)頂推方法的不同，采用不同的千斤頂。單點(diǎn)頂推可以采用水平千斤頂與豎直千斤頂連用；多點(diǎn)頂推可采用穿心式千斤頂。,（3）頂推施工中的橫向?qū)?目的：使頂推正確就位必不可少。 位置：在預(yù)制梁段剛離開預(yù)制場(chǎng)的部位； 在頂推施工最前端的橋墩上,8、減少頂推施工時(shí)內(nèi)力的措施,主梁前端設(shè)導(dǎo)梁 跨中設(shè)臨時(shí)墩，縮小頂推跨徑（至4060米） 主梁前端設(shè)臨時(shí)塔架，以斜纜索系于梁上錨固 當(dāng)中孔跨徑較大，又無法設(shè)臨時(shí)墩，則變單向頂推為雙向頂推 減小頂推時(shí)墩頂?shù)哪Σ亮?（1）導(dǎo)梁（鼻梁）,導(dǎo)梁設(shè)置在主梁的前端，為鋼桁梁或鋼板梁，主梁前端裝有預(yù)埋構(gòu)件與鋼導(dǎo)梁栓接。,導(dǎo)

11、梁的結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行受力狀態(tài)分析和內(nèi)力計(jì)算，導(dǎo)梁的控制內(nèi)力位于導(dǎo)梁與箱梁連接處的最大正、負(fù)彎距和下弦桿承受的最大支點(diǎn)反力。,導(dǎo)梁長度一般為頂推跨徑的0.60.7倍。 導(dǎo)梁長，可減少主梁懸臂負(fù)彎矩，但過長則會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)梁與箱梁接頭處負(fù)彎矩和支反力的相應(yīng)增加。 導(dǎo)梁過短，則增加主梁的施工負(fù)彎矩。 合理的導(dǎo)梁長度應(yīng)使主梁最大懸臂負(fù)彎矩和營運(yùn)階段的支點(diǎn)負(fù)彎矩基本相近。 導(dǎo)梁在施工中，正負(fù)彎距反復(fù)出現(xiàn)，連接螺栓易松動(dòng)，在頂推中每經(jīng)歷一次反復(fù)均需檢查和重新擰緊。,（2）輔助墩,輔助墩僅在施工中使用，在符合要求的前提下要造價(jià)底，便于拆裝。鋼制輔助墩在荷載作用下和溫度變化下變形較大而較少采用。目前用的較多的是用滑升模

12、板澆筑的混凝土薄壁空心墩、混凝土預(yù)制板或預(yù)制板拼砌的空心墩或混凝土板和輕便鋼架組成的框架臨時(shí)墩。一般不在其上設(shè)頂推裝置。,（2）輔助墩,施工時(shí)是否設(shè)置輔助墩在總體設(shè)計(jì)中考慮，要確定橋梁跨徑與頂推跨徑之間的關(guān)系。也有研究認(rèn)為當(dāng)頂推跨度大于15倍的梁高時(shí)要設(shè)置輔助墩。,（3）拉索、托架及斜拉索,目的：用拉索加勁主梁，用以抵消頂推時(shí)的懸臂彎矩。,設(shè)計(jì)錯(cuò)誤導(dǎo)致頂推梁橋倒塌,全橋長360m，橋面寬10.5m，等截面梁高2.5m 施工方法：前5孔采用常規(guī)的鋼導(dǎo)梁法（跨徑48m）； 第6孔采用塔架法 事故：當(dāng)主梁前端進(jìn)入最后一孔時(shí)，塔架進(jìn)入主孔7m時(shí)，主 梁下方因承受剪力過大，引起倒塌。 分析認(rèn)為，如果在主

13、孔通過后，立即撤除臨時(shí)纜索塔架，倒塌就不會(huì)發(fā)生；塔架使梁體承受的剪力增加一倍。,（）滑動(dòng)支座,設(shè)置在墩上的混凝土臨時(shí)墊塊上，由光滑的不銹鋼板與組合的聚四氟乙烯滑塊組成，其中的滑塊由四氟板與具有加勁鋼板的橡膠塊構(gòu)成。 頂推時(shí)，組合的聚四氟乙烯滑塊在不銹鋼板上滑動(dòng)，并在前方滑出，通過在滑道后方不斷喂入滑塊，帶動(dòng)梁身前進(jìn)。,墩臺(tái),鉻鋼板 （光潔度7七級(jí)）,梁體,滑塊：上層橡膠，下層聚四氟乙烯板,喂滑板,頂推,千斤頂 豎頂,挪動(dòng) 滑板,豎頂 下降,鉻鋼板 （光潔度7七級(jí)）,梁體,滑塊,國內(nèi)常用如下方法：,優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省豎頂?shù)牟僮鞴ば颍涌祉斶M(jìn)速度,9、實(shí)例介紹,9.1國外頂推的橋梁,卡羅尼河橋（委內(nèi)瑞拉

14、1962-1964） 第一座頂推施工的橋梁，兩車道，橋?qū)?0米，比橋面稍底處兩側(cè)各有2.8米的人行道；邊跨48米，主跨96米。箱梁高5.6米，是主跨的1/17。,上部結(jié)構(gòu)由預(yù)制階段拼裝，每節(jié)斷9.2米，全長500米，對(duì)稱張拉；頂推時(shí)在跨中使用了輔助墩,上部結(jié)構(gòu)頂推重力約為98100KN，采用兩臺(tái)2934KN水平千斤頂單點(diǎn)頂推，最大頂推力為3924KN；1977-78年，通過在旁邊頂推施工另一座姐妹橋，擴(kuò)大了橋梁的通行能力。,洛伊薩赫高架橋（德國1970-1972）,位于德國巴伐利亞，公路橋，橋?qū)? x 15.25=30.5米； 共11跨，跨徑從41米到52米不等，全長586米； 梁高3米，是最

15、大跨徑的1/17，平面彎橋；,RESTEL山谷橋 （意大利1970-1972）,公路橋高架橋，橋?qū)?米，總跨度10 x32=320米 平面彎橋；彎曲半徑150米，對(duì)應(yīng)圓心角122度；,內(nèi)卡橋（德國1976-1977）,六車道高速公路橋，總寬度2x15=30米，橋下山谷深95米； 邊跨30米，主跨拱形154米，拱高50米，拱上立柱間距33米；主拱圈采用雙箱梁，寬6.5米，高3米；,拱上主梁采用箱梁，高2.3米，寬度從5.1米到7 .1米不等主拱圈通過輔助纜懸臂施工，主拱圈施工完畢后，上部頂推施工,六車道高速公路橋，總寬度2x19.5=39米，分體建筑； 跨徑組合74+133+74，主跨是頂推施工

16、中較長的。梁高3米 -4.8米，是主跨的1/441/28； 施工期間，主跨部分不能影響通航，盡管如此，還是決定由兩邊頂推，并使用了輔助纜。,美因（MAIN）河橋 （德國 1977-1978）,9.2國內(nèi)頂推的橋梁,西延線狄家河橋 （陜西1977） 狄家河橋是西安至延安跨越狄家河的單線鐵路橋，4 x 40m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋;主梁為等截面單箱單室，梁高3m，系中國首次采用頂推法施工的連續(xù)梁橋; 全梁分41塊預(yù)制，分階段膠結(jié)拼裝;頂推采用水平-垂直千斤頂單點(diǎn)頂推，梁端設(shè)置30m長鋼導(dǎo)梁;,平順橋 （山西1990）,3孔等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)彎梁橋；主梁采用單室箱梁，高2.7m，橋?qū)挒閮?+2x

17、0.5(m)； 橋中軸線曲率半徑90m，是彎橋設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究的試驗(yàn)橋；也是中國首次在連續(xù)彎梁橋中采用頂推法施工 。,沅陵沅水橋 （湖南1991）,沅陵沅水橋跨越沅水，橋址處于五強(qiáng)溪水電站庫容區(qū)內(nèi);主橋采用4跨不對(duì)稱預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)-剛構(gòu)橋。最高橋墩達(dá)52.4m，為雙肢薄壁柔形墩;引橋?yàn)?孔42m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁;該橋主要特點(diǎn)：橋高水深，為解決現(xiàn)澆施工邊跨搭設(shè)支架的困難，選用不對(duì)稱分孔，并用頂推法施工邊段；,引橋及邊段多點(diǎn)頂推選用特置新型盆式橡膠支座，施工時(shí)滑道與永久支座合一；頂推施工中改進(jìn)水平千斤頂裝置，并用微機(jī)控制頂推全過程，兩邊頂推，并使用了輔助纜。,尤溪丘墩橋（福建1992）,丘墩

18、橋是當(dāng)時(shí)中國頂推法施工中最大跨度的預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，橋總長250m，寬2x1.0+7(m)； 主橋在頂推施工階段為60+76+60(m)撐架式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，運(yùn)營階段體系轉(zhuǎn)換為撐架式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)-剛構(gòu)橋； 主橋墩由撐架、上墩、中墩和基礎(chǔ)組成，兼有施工和運(yùn)營不同階段的受力性能。,南海九江橋（廣東1988）,南海九江大橋是廣湛公路上一座特大型公路橋梁，全長1682m；主橋由兩孔160m獨(dú)塔混凝土斜拉橋與21孔50m連續(xù)箱梁組成，引橋由20孔16m先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板組成；,該橋主要技術(shù)特點(diǎn)：采用H型斷面、帶有水平隔板的塔柱結(jié)構(gòu)；主梁施工采用浮吊逐段直接懸臂拼裝；長達(dá)690m的連續(xù)箱梁，采用在柔性墩上多點(diǎn)頂推法施工；采用伸縮量達(dá)56cm的大位移伸縮縫裝置。,杭州江東大橋第一合同段通航孔橋?yàn)槿缈臻g纜索自錨式懸索橋，寓意“錢江帆影”,杭州江東大橋（錢江九橋）（正在施工）,主梁長度426，橋?qū)?7。,主梁單向多點(diǎn)頂推。,水平向拉桿千斤頂,豎向千斤頂調(diào)標(biāo)高,橫向千斤頂導(dǎo)向糾偏,42,鋼導(dǎo)梁35,預(yù)制場(chǎng),最大懸臂時(shí),可能脫空,豎頂調(diào)整,成橋狀態(tài)主梁彎矩圖,某頂推階段主梁彎矩圖,頂推到位后主梁彎矩圖,小結(jié),頂推法是在岸臺(tái)預(yù)制場(chǎng)上逐段