钢梁顶推施工方案

1、步履千斤顶构造及功能

N37-N25段落采用DX步履千斤顶系统，由于该段落的底板变宽设计特点，其顶推施工不仅需要能够向前方顶推，还需要步履千斤顶在过程中动态调整横桥向位置，保证钢梁底腹板交界线始终支撑于千斤顶中心线附近（本方案考虑最大中心偏移量7.5cm）。 1.1 DX步履千斤顶总介绍

顶推系统由DX步履式顶推系统、步履式顶推机横向调整系统两部分组成。其中DX步履式顶推系统主要由DX步履式顶推机、70Mpa变频同步控制液压泵站、电气控制系统等部分组成。同步控制精度可控制在2mm以内。

图1.1-1 DX步履式顶推系统组成示意图

1.2 DX步履千斤顶构造及主要功能参数

DX步履千斤顶针对本工程钢梁宽度大幅度变化的特点，进行了专项设计，通过在千斤顶外侧设置钢框架，实现临时转换支礅与千斤顶集成、纵向顶推与千斤顶横移一体化。其主要技术参数如下：重量约2t；单顶承载力400t（实际顶推过程最大支反力约280t）；纵向行程45cm；横向微调5cm。步履千斤顶最大水平顶推力为40t，为最大承载力的10%。千斤顶静摩阻力系数为0.07，动摩阻力系数为0.03，根据实际顶推过程单顶最大支反力280t计，顶推过程中最大静摩

阻力为280×0.07=19.6t，最大动摩阻力为280×0.03=8.4t，千斤顶顶推力满足顶推施工要求。

单套步履千斤顶分为外框架及千斤顶两部分，其构造及尺寸详见下图。

图1.2-1 DX步履千斤顶系统横断面图

图1.2-2 DX步履千斤顶系统效果图（含外框）

图1.2-3 DX千斤顶构造效果图

1.3 DX步履千斤顶自横移工作原理

DX步履千斤顶体系通过在千斤顶与外框架支架添加水平小顶，以外框架与千斤循环互动的模式实现自横移，详见如下流程图。

图1.3-1 DX步履千斤顶系统自横移工作步骤

步骤一 钢梁支撑在框架正上方，顶升油缸缩到底，步履式顶推机坐落在外框架上 步 骤 二 纠偏油缸往右顶推5cm，外框架位置不动，步履式顶推机往左移动5cm 步步骤三 步履式顶推机顶升油缸顶起，外框架脱离地面，受力体系转至步履式顶推机 步骤四 纠偏油缸往左推5cm，外框架和上滑移面一起往左移动5cm。如果需要继续往左移动，则重复步骤一至步骤四。 如果需要往右移动，则纠偏油缸的逻辑动作相反即可实现。 1.4 DX步履千斤顶纵向顶推原理

步履千斤顶纵向顶推工作流程如下图所示。

第一步：竖向油缸顶升 第二步：水平油缸顶出

第三步：竖向油缸缩回 第四步：水平油缸缩回，重复1-3步

2、导梁设计

导梁按照直腹板与斜腹板分别设计了两种导梁方案，两种导梁方案从计算结果看都能满足使用要求。结合加工难度、现场安拆施工难度、顶推过程中导梁上墩操作难易程度、用钢量、周转方便程度等综合考虑确定导梁设计方案。 2.1 直腹板设计

导梁按照常规思路设计，截面采用工字型截面，腹板竖直设置，设计过渡段保证导梁与钢箱梁的斜腹板连接。导梁长度按照经验数据0.7倍跨径初步设计并考虑拆装需求、构造要求后经计算优化，最终确定导梁为4.23m过渡段（底板长度）+10m+10m+11m=35.23m长，重量约60t。除过渡段外每节导梁间设置两组桁架作为横向联系以增强导梁横向稳定性。

导梁前端考虑到上顶推设备，做成台阶状并上翘1213mm以抵消导梁在顶推过程中的下挠。结合段的设计思路为导梁腹板伸入钢梁内部4m长，与钢梁顶、底、腹板焊接并设置加劲；钢箱梁斜腹板伸入结合段长度2.23m，该区域内导梁顶板、底板适当加宽与钢箱梁斜腹板伸入段焊接并设置加劲，导梁设计图见下图2.1-1/2.1-2。

2.1-1 导梁设计立面图（直腹板设计）

2.1-2 导梁设计平面面图（直腹板设计）

2.2 斜腹板设计

考虑到导梁腹板与钢梁腹板的对接方便，腹板按照钢梁腹板一样的斜度设置，通过加强横向联系保证斜腹板的受力稳定。导梁长度按照经验数据0.7倍跨径初步设计并考虑拆装需求、构造要求后经计算优化，最终确定导梁为0.6m连接段（与钢梁一起制作）+9.2m+9.2m+9.2m+6.8m=35m长，重量约70t。

除连接段外每节导梁间设置三组桁架作为横向联系并设置纵向斜撑以增强导梁横向稳定性。导梁前端考虑到上顶推设备，做成320mm高差台阶状以抵消导梁在顶推过程中的下挠。考虑到导梁安拆方便，连接设计思路为除连接段与钢梁一起制作外全部采用栓接，导梁设计图如图2.2-1/2.2-2。

2.2-1 导梁设计立面图（斜腹板设计）

2.2-2 导梁设计立面图（斜腹板设计）

3、钢梁顶推施工

3.1 顶推设备安装调试

3.1.1 DX步履千斤顶安装

钢箱梁顶推采用多点连续顶推方式，在临时墩墩顶安装钢箱梁顶升顶推装置，N37-N25段采用DX步履千斤顶，其平面布局及安装模式如下图所示。

图3.1-1 DX步履千斤顶安装布置示意图

步履式顶推机初始吊装位置（采用汽车吊）放置于图示工作平台上。顶推泵站放置于两个顶推机之间的搭设好的平台上。油口朝向为顺桥向相反的方向。顶推泵站外形尺寸：1560*1130*1200mm（长*宽*高），重量约1T/台。

配电需求：在平台上设置二级电箱，位置至于泵站旁边10m距离以内。单台液压泵站的用电需求为AC380V±10%，三相五线制，实际使用电流大于30A，接地电阻<4欧姆。因为系统中有变频器，因此漏电保护一项需要将漏电电流取的足够大，或者变频器一端取消漏电保护。

步履式顶推机设备的安装注意事项：

在临时墩顶推平台上，放置步履式顶推机，顶推方向必须正确，并且顶推方向需要与顺桥向保持平行；在临时墩中间位置、合理摆放泵站、在现场选择合理位置放置控制中心； 设备吊装过程中吊装设备必须有专人观察指挥；按照《步履式顶推机安装手册》进行设备连接：按照控制中心到分控箱，分控箱到分控箱，分控箱到配电箱，泵站到步履式顶推机的顺序依次安装；分控箱到配电箱的强电电缆线，控制中心到分控箱和分控箱到分控箱的传输数据线要正确连接；泵站到步履式连接正确，泵站到步履式顶推机的信号电缆连接正确；竖向位移传感器连接正确，拉线安装正确；安装完毕后，再次检查整套设备的完整性和正确性，紧固螺栓，复紧各个器件接头

每个临时墩需要横向调整的宽度不同，因此外侧的每个步履式顶推机的安装底面的标高不相同。每个点的标高需要特别注意。需要根据审批后的方案编制作业指导书，在作业指导书中明确各个放置点、各个工作阶段的标高。相对标高系统设计统一以内侧肋板中线与底板底面交点为基准。

梁段均为2%横坡设计，为了保证顶推设备的垂直稳定性及受力面完全契合，顶推梁面和钢箱梁底面增加契型板，搁置梁及顶推梁上放置3块，共需200块。顶推设备及搁置梁平台的标高存在制作及测量误差，同时钢箱梁预起拱引起标高差异，需在顶推梁及搁置梁处准备抄垫板，每个位置准备36块。

500500500500 2050010图3.1-3 契形板尺寸示意图 图3.1-4 抄垫板尺寸示意图

3.1.2 设备调试 1）液压泵站调试

泵站电源送上（注意不要启动泵站），将泵站控制面板手动/自动开关至于手动状态，分别拨动动作开关观察显示灯是否亮，电磁阀是否有动作响声。

2）液压油缸调试

分别启动顶升支撑油缸泵站和平推油缸泵站，分别给伸缸动作，伸缸过程中给截止动作，观察油缸是否停止，油缸会停止表明动作正常；给缩缸动作，缩缸过程中给截止动作，观察油缸是否停止，油缸会停止表明动作正常；油缸来回动作几次后，将油缸缩到底，调节油缸传感器行程显示；油缸检查正确后停止泵站。

3）计算机控制系统调试

通讯系统检查，打开主控柜将电源送上，检查油缸通讯线、电磁阀通讯线、通讯电源线连接；将画面切到监控状态，观察油缸信号是否到位，将开关至于手动状态，分别发出动作信号，用对讲机问泵站控制面板上是否收到信号；一切正常后，启动泵站，然后给伸缸动作或缩缸动作，油缸空缸来回动几次；观察油缸行程信号、动作信号是否正常，若正常则通讯系统OK；紧停系统检查，主控柜和泵站都有一个紧停开关，若按下整个泵站动作都会停止，检查在空缸动作时进行。

3.1.3 顶推前的检查 1）顶推油缸检查

主要检查油缸安装正确；导向油缸是否调整到位。 2）液压泵站检查

20500

泵站与油缸之间的连接必须正确、可靠；油箱液面，应达到规定高度；提升前检查溢流阀：根据各点的负载，调定主溢流阀，顶推过程中视实际荷载，可作适当调整；利用截止阀闭锁，检查泵站功能，出现任何异常现象立即纠正；泵站要有防雨措施。

3）计算机控制系统检查

各路电源，其接线、容量和安全性都应符合规定；控制装置接线、安装必须正确无误；应保证数据通讯线路正确无误；各传感器系统，保证信号正确传输；记录传感器原始读值备查。

4）橡胶板检查

搁置梁及顶推梁面橡胶板安装是否正确；不锈钢滑板检查。 5）主桥结构检查

检查主桥结构的应力及变形、主梁结构与墩、临时顶推墩、千斤顶的相对位置是否正常。

6）各种应急措施与预案的检查

设备的备件等是否到位；安全应急措施到位。 7）检查总结

对上述项目进行检查记录，并进行总结。 3.1.4 加载与升降试验

在顶推过程中，每顶推一个行程，结构都要顶升与下降一次。因此，同步升降试验尤为重要。

1）加载试验方法

对每个顶升点逐级加载，按20％、40％、60％、80％、100％顺序；是否超载，由相关单位确定；加载过程中，记录各点的变形等参数。

2）升降试验

在加载试验完成后，由计算机控制，进行升降试验，观察顶升支撑油缸升降的同步情况。

3）分析评估

根据加载和升降试验记录，分析各项数据，对试验结果进行评估；检查各项数据是否在设计范围内；如超出设计范围，则需要分析原因，并予以解决改进。

3.1.5 试顶推

为了观察和考核整个顶推施工系统的工作状态，在正式顶推之前，按下列程序进行试顶推。确定试顶推时间后，在试顶推前，按照前述细节对顶推设备、顶推结构和各种应急措施等进行检查。

1）试顶推前的调整

传感器的读数与设置；计算机控制程序中的参数设定。 2）试顶推

计算机进入“自动”操作程序，进行钢拱梁的顶推流程；在试顶推过程中，对各点的位置与负载等参数进行监控，观察系统的同步控制状况；根据同步情况，对控制参数进行必要的修改与调整；试顶推距离为一个行程。

3）试顶推总结

试顶推完成后，需对试顶推进行总结，总结内容如下：根据顶推工作状况，总结顶推设备工作是否正常；顶推过程中的同步控制状况，总结顶推控制策略是否正确，各种参数设定是否恰当；观察滑板工作是否正常；组织配合状况，总结顶推指挥系统是否顺畅、操作与实施人员是否工作配合是否熟练；钢箱梁的受力、变形等是否满足设计要求；在试顶推过程中，对于出现的问题，要及时整改。 3.2 导梁安装

导梁在地面单肢预先拼装成两整段，起吊安装分为两各区域，提升站范围内的采用提升站起吊就位，提升站范围外的采用履带吊起吊就位，然后将两部分连接为整体，固定在顶推平台以及顶推过渡墩上。为防止倾覆，设置型钢斜撑及风缆固定。最后安装导梁的横向联系，形成整体后拆除临时支撑。

由于导梁与第一节段钢梁采用栓接连接，安装过程中履带吊暂不撤钩，仅将部分荷载转移到导梁下就位调整千斤顶，待导梁与钢梁栓接完成30%初拧且临时支撑固定设施安装后方可卸荷撤钩。 3.3 钢梁顶推

3.3.1 顶推施工流程

导梁安装完成后，先拼装一节钢梁进行试顶推，然后按照两节一次拼装顶推，直到导梁完全通过前方第二个临时顶推墩（其目的主要是防止后悬臂过大发生倾覆），之后进入钢梁25m每轮次的正常拼装顶推阶段。

顶推至末跨时，若其前方结构物形成阻碍，则搭设过渡顶推墩，用于边顶推边拆除导梁，直至导联全部拆除完毕，最后钢梁自身悬臂完成顶推。

图3.3-1 钢梁顶推施工流程图

步骤一 搭设拼装平台及过渡顶推墩；安装提升站及顶推设备并调试验收； 步骤二 安装导梁，拼装首节3m钢梁并与导梁连接 步骤三 顶推3m钢梁（试顶推） 步骤四 继续拼装后续两个节段钢梁（10m） 步骤五 顶推10m 步骤六 继续拼装并顶推直至导梁跨越前方第二个临时墩 步骤七 重复拼装、顶推，直至钢梁最前端到达预计位置；如前方有障碍物，则过程中提前搭设末跨过渡顶推墩，在导梁第一个接头跨越顶推墩后拆除第一节导梁 步骤八 进行末跨顶推，过程中逐节拆除导梁，直至导梁全部拆除完毕 步骤九 钢梁自身悬臂，继续顶推直至全部顶推完成；利用提升站完成拼装平台所在跨的钢梁节段；精调钢梁位置并落梁，解除伸缩缝处临时连接。 步骤十 拆除所有临时结构（保留提升站），完成钢梁顶推工作，转入桥面板施工。 3.3.2 钢梁拼装 原设计钢梁为大型起重设备起吊、支架安装。我部采用顶推法安装需要对伸缩缝处钢梁做特殊处理。处理原则为将钢梁的顶板、腹板、底板延伸并焊接成整体，落梁前割除。考虑到部分伸缩缝处空间狭小，割除工作难以实现，将该部分伸缩缝顶推时加大至50cm，待前面钢梁精调到位后割除伸缩缝处钢梁，后面钢梁继续顶推50cm。

1）钢梁提升及初定位

钢梁节段由运输车经便道运输至提梁通道下方，梁段在运输车辆上为侧向放置，提升站桁车将梁段提升至顶推拼装平台对应位置，梁段由侧向转体90度为正向后缓慢落梁，以已经就位的钢梁作为基准控制待就位钢梁位置完成梁段初定位，初定位的精度要求为横向不大于50mm，纵向不大于100mm。

2）钢梁精调就位

钢梁初定位后按照监控要求调整待安装梁段空间姿态。梁段支撑于4个三向千斤顶上，根据监控数据要求计算确定千斤顶的动作，先调整梁段的横桥向位置，在调整梁段的纵桥向位置，最后调整梁段的竖向高程。由于梁段彼时为空间姿态调整，三个方向上互相影响，需要逐步逼近。一般情况下按照横向—纵向—竖向2个循环即可将精度控制到10mm左右。在满足焊接间隙等其它指标要求的情况下，纵向精度指标可适当放宽至15mm，其它方向精度指标应满足监控要求，局部残余高差用马板配合千斤顶调整。

调整吊装梁段轴线 焊接固定交叉限位板

腹板高差调整 顶、底板局部高差调整

3.3.3 钢梁顶推 （一）准备工作

1）正式顶推前设备的检查

根据检查表逐项检查做好记录，检查各种备件、通讯工具是否完备；检查传感器信号是否到位；检查控制信号是否到位；检查油缸、液压泵站和控制系统是否正常；检查主泵溢流阀压力设定等。提交指挥中心。

2）正式顶推前结构检查

主体结构质量、外形均符合设计要求；主体结构上确已去除与顶推无关的一切荷载；顶推将要经过的空间无任何障碍物、悬挂物；主体结构与其它结构的连接是否已全部去除；导梁与临时顶推墩的位置关系等。

3）各种预案与应急措施的检查

检查设备的备件等是否到位；检查防雨、防风等应急措施是否到位。 4）顶推过程测量监控措施及设备的检查

检查测量监控设施工作是否正常；准备工作是否充分；顶推和指挥的沟通渠道是否通畅；全站仪等测控设备是否正常。

（二）正式顶推

1）进入计算机控制自动程序；正式顶推过程中，记录各点压力； 2）正式顶推，按照下列程序进行，并作好记录： 3）操作：按要求进行顶推；

4）观察：各个观察点应及时反映测量情况；

5）测量：各个测量点应认真做好测量工作，及时反映测量数据； 6）校核：数据汇交现场施工设计组，比较实测数据与理论数据的差异；

7）分析：若有数据偏差，有关各方应认真分析； 8）决策：认可当前工作状态，并决策下一步操作。 （三）顶推过程的监控

监控各点的载荷；监控主桥中线的偏移；监控顶推通道是否顺畅、导梁是否正常；监控主桥的变形和应力。

3.3.4 导梁上墩

由于导梁最前端下绕（最大挠度计算值70cm），搁置梁和设备位置相距较远，导梁上墩过程需采用增加垫筒的方式上墩。

单个垫筒尺寸及流程如图所示。

700752752757563075275700700752751018020010 图3.3-2 垫筒示意图

导梁上墩流程如下。

图3.3-3 导梁上墩流程图

步骤一 导梁台阶断面到达步履千斤顶尾部，做好上墩准备 步骤二 1）千斤顶向上顶起，向搁置梁顶面安装垫筒；落顶，在千斤顶顶面添加垫筒； 2）循环起落千斤顶并叠加垫筒，直至导梁底面超出千斤顶顶面（约5cm）。 步骤三 向前顶推，使导梁底面到达千斤顶顶面 步骤四 移除千斤顶顶面超垫的垫筒，继续顶推 步骤五 导梁底面到达搁置梁顶面后，移除搁置梁顶面的垫筒，进入正常顶推阶段 3.3.5 落梁就位 （一）钢梁位置精调

钢梁顶推端部到达预计位置后进行位置精调准备落梁，考虑到整体顶推长度范围内一起精调难度较大，拟分联进行位置精调。钢梁最前端顶推到位后精确测量最前端一联的钢梁特征点坐标，按照监控指令调整最前端一联的箱梁位置直到满足控制精度要求。

（二）落梁就位

最前端一联的钢梁特征点坐标检测合格后后落梁，解除最前端一联与后面钢梁伸缩处的连接。解除方法为采用半自动线切割，对于横梁段落操作空间不足的部位解决措施为增加拼装时增加伸缩缝处间隙至50cm，最前端一联落梁就位后将后续箱梁继续顶推34cm，按照前面所述精确调整剩余钢箱梁最前端一联，落梁后解除伸缩处临时连接，直至钢梁全部就位，完成钢梁顶推工作。

图3.3-2 落梁施工流程图

3.4 导梁及顶推设备拆除

3.4.1 导梁拆除

导梁设计为5段，长度设计为35m，分别为连接段0.6m+3×9.2m+6.8m；导梁拼接缝越过最后临时墩上临时支撑后可以将拼接缝前面的导梁拆除。拆除导梁

时先拆除横向联系桁架，两侧的导梁采用履带吊作为起重机械。为防止冲击，拆除时履带吊随着拼接螺栓的拆除逐步收紧钢丝绳，实现待拆导梁自重由拼接螺栓逐步转移到履带吊上。导梁拆除后继续顶推钢梁直至预计位置。

3.4.2 顶推设备拆除

用1台5t卷扬机和2个3t的倒链配合拆除顶推主体结构并吊装到地面。 用4块角铁把顶推梁和顶升油缸底座焊接固定，防止吊装过程中顶推梁倾覆脱落；卷扬机钢丝绳和倒链同时拉紧，使顶推设备腾空；缓慢释放右侧保护倒链，同时拉紧卷扬机钢丝绳，把顶推设备移出滑移梁面；卷扬机钢丝绳完全受力使顶推设备旋转90°解除倒链，用卷扬机把设备吊装到地面。

过渡结构吊耳滑车钢丝绳吊耳倒链 图：步履千斤顶主体结构卸落拆除示意图