钢结构桥梁顶推滑移技术在景洪路春申塘桥工程的应用.pdf

202374上海么路No.3桥隧工程SHANGHAI HIGHWAYS-钢结构桥梁顶推滑移技术在景洪路春申塘桥工程的应用徐韧（上海市建设工程管理有限公司，上海2 0 150 8）摘要：随着我国基础设施建设的快速发展，钢结构桥梁得到了广泛应用。钢结构桥梁安装通常使用大型吊装机械、架桥机等安装工艺，但受施工场地限制、环境因素干扰等原因制约，某些项目无法采用常规方式来进行钢结构桥梁的安装。近年来，顶推滑移技术逐步在钢结构桥梁安装中得到广泛应用。现以景洪路（金都路一华泾港)道路新建工程春申塘桥为例，进行介绍，以期为类似工程提供参考。关键词：钢结构桥梁；顶推；滑移0工程概况景洪路(金都路一华泾港)道路新建工程位于闵行区梅陇镇，南起金都路，北至华泾港南岸，线路全长约2.08km。其中，跨春申塘大桥长3 11.5m,道路规划红线宽4 0 m，车道按双向四快二慢实施。本工程主要内容包含道路、桥梁、雨污水排水以及交通设施、绿化、照明、交通标志标线等附属设施。本文仅对春申塘桥进行探讨，其他不再详述。春申塘桥单跨一跨过河,跨径为7 5m,通航净宽40m。主桥上部结构采用钢结构系杆拱桥，下部结构采用墙式桥墩和D1200mm钻孔桩基础；引桥上部结构采用刚接空心板梁、桩柱式桥墩和D1000mm钻孔桩基础；南侧跨径布置为（3 2 0+3 2 2+1.6 4)m，北侧跨径布置为(1.6 4+2 2 2.4 3+2 2 1)m。1项目特点春申塘桥与轨道交通15号线盾构及景洪路车站新建工程，这两项项目有一段平面位置重叠的共同施工区域。春申塘桥0#桥台、P1P7#桥墩桩基位于15号线隧道两侧，P8#东侧桥墩位于地铁景洪路站厅盾构施工出人口南侧3 4 m，P 8 P 11#西侧桥墩位于地铁站厅西侧3 m左右,P9P11#东侧桥墩立柱位于站厅上方。根据地铁方面的要求，对于PO#P8#间的下部结构，包括桩基、承台、盖梁等，均应在地铁盾构推进前完收稿日期：2 0 2 3-0 6-2 6成。桥梁上部结构及附属结构在15号线推进完成后实施，工期视15号线工程进度而待定。春申塘北侧的P8P11#桩基和立柱则与15号线车站站厅交叉施工。2018年上半年，春申塘桥P0#P8#间的下部结构桩基、承台完成。因机场联络线即将实施，闵行区景洪路春申塘桥三跨（主跨和北侧2 个边跨)暂缓施工，等待机场联络线方案协调落地。后机场联络线方案确定，盾构轴线从本工程的7#与8#桥墩之间穿过。在尽量减少对7#主桥桥墩扰动的情况下，盾构轴线尽可能偏向8#桥墩，同时将与盾构距离最近的两个桩基8-1#、8-2#（净距为0.2 8 m和0.4 4 m)拔出，在北侧补桩8-9#、8-10#两根，然后重新施工桥墩。8#桥墩由原来的正交改为斜交,北侧立柱沿桩号增大方向移动2.5m，引桥K8、K 9 孔由原来设计的刚接空心板梁调整为钢板一混凝土叠合梁，原设计的9#墩顶桥面连续调整为80型钢伸缩缝。春申塘桥主桥及北侧后续项目在机场联络线完成拔桩及与15号线的交接后，于2 0 2 0 年10 月重新开始实施。春申塘主桥设计为单跨一跨过河，原钢结构吊装方案考虑在河道内打桩设置临时支墩，利用浮吊进行吊装安装施工。后因机场联络线的影响，复工时，15号线盾构已完工，并即将通车试运行。为避免对地铁区间造成破坏，河道内设置临时支墩的方案被否决。通过方案综合比选，考虑采用“整体拼装、步履顶推+侧向滑移+整体卸载”的施工工艺来进行整体安装就位。No.3202375上海么路SHANGHATA桥隧工程2施工方案（钢结构主桥整体安装+步履顶推部分）2.1施工机械选择根据本工程拼装现场的场地大小、地基条件、周边环境、起重机械性能等因素，以及构件形式、构件重量及相关规范，来确定起重机械的规格型号。本工程拼装钢结构的起重机械为150 t和8 0 t汽车吊，对吊机的能力分析如下。(1)150t汽车吊(QY150V)整车自重约54.9 t,主钩重12 50 kg，副钩重3 7 0 kg。选用4 5t配重，带配重后，整车重量约为9 9.9 t。(2)80t汽车吊（QZ80V）整车自重约4 9.8 0 5t，主钩重10 0 0 kg。选用3 t固定配重+7.5t活动配重，带配重后，整车重量约57.3 0 5t。2.2滑移机械设备2.2.1滑移机械设备的选择配合本施工工艺性和创新性，主要使用液压泵源系统、液压提升器、步履顶推器及计算机控制系统设备。2.2.2步履式顶推采用步履顶推器作为驱动设备，见下图1。步履顶推器为组合式结构，一部分为水平滑移和荷载支撑装置，支撑构件自重荷载，同时为顶推时产生的水平摩擦力提供驱动力，一端以铰接点形式与反力装置连接，另一端与荷载置换装置连接；另一部分为顶升和水平纠偏装置，为移动时置换结构自重荷载和构件水平纠偏的装置，水平移动及纠偏和顶升均利用液压油缸进顶升油缸纠偏油缸。置换支墩。设备底座顶推油缸。图1步履式顶推设备行驱动。2.2.3液压泵源系统液压泵源系统为顶推器提供液压动力，在各种液压阀的控制下，完成相应动作。在不同工程的使用中，由于顶推点的布置和顶推器的安排不尽相同，为提高液压滑移设备的通用性和可靠性,泵源液压系统的设计采用了模块化结构。根据顶推点的布置以及顶推器数量来配置泵源数量，且可进行多个模块的组合。每套模块以一套泵源系统为核心，可独立控制一组步履顶推器，同时进行多顶推点扩展，以满足实际顶推滑移工程的需要。本文选用额定功率为6 0 kW的TJV-60型液压泵源门2.2.4同步控制系统同步控制系统由动力控制系统、功率驱动系统、计算机控制系统等组成。主要完成以下两个控制功能。（1)对集群顶推器作业时的动作协调控制。滑移工作中，每台顶推器都必须在计算机的控制下协调动作，为同步滑移创造条件。2023No.376上语么路桥隧工程SHANGHAI HIGHWAYS(2)各点之间的同步控制是通过计算机网络来控制顶推器同步运行的。保持被顶推构件的各点同步运行，以保持其滑移姿态。操作人员可在中央控制室，通过液压同步计算机控制系统人机界面，进行液压滑移过程及相关数据的观察及控制指令的发布 2 2.2.5顶推工作原理步履式顶推工作原理是竖向顶升油缸，顶起钢梁；水平顶推油缸，完成向前推移。顶升油缸缩缸后，钢梁搁置于换手支墩上，千斤顶回油，完成一个行程的顶推工作。顶推过程是一个自平衡的顶推动作过程。顶推流程简述如下表1所示。2.2.6计算机同步控制步履式顶升滑移施工技术采用计算机控制，通过数据反馈和控制指令传递，可全自动实现一定的同步顶推、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能 2 2.3钢结构桥梁及导梁分段及安装工艺2.3.1钢结构桥梁及导梁分段由于本工程导梁需待主桥在引桥上整体拼装完毕后,再进行整体顶推,故需将导梁与主桥作为一个整体来进行分段出厂及安装。对于主桥，本工程的主桥拱座、纵梁、拱肋在工厂内整体组装。整体制作完成后，将纵梁和拱肋进行分段。分段时，纵梁两端段与拱座焊接成整体，拱座、纵梁中间段、拱肋两端段、拱肋中间段则分别单独运输。两翼桥面系在工厂内整体制作，分段运输，模块化吊装。端横梁、中横梁、横撑、系梁等在工厂内整体制作，表1顶推流程图步骤简述附图设备安装就位，构件自重由置换支墩支承2顶推油缸伸缸，构件向前推移一个行程3顶升油缸伸缸顶起，结构自重转移至顶升油缸4顶推油缸缩缸，置换支墩拉回至起始位置5顶升油缸缩缸，千斤顶回落，一个行程结束772023No.3上海么路详细分段见下图2、图3。SHANGHAI HIGHWAYS桥隧工程整体运输，整体吊装。对于主桥，拱座的分段采用设计分段，将单根纵梁分为三段，单片拱肋分为3 段，其余构件的分段则采用设计分段。对于导梁，将单片导梁主梁在长度方向分为两段以及其余3 道导梁风撑。一段较重，约2 1.9 t；一段较轻,约12.8 t。根据吊装分段的划分及构件截面尺寸，分段构件通过在构件重心两侧设置吊耳、并采用2 点的方式进行吊装。吊点布置方法及原则如下：(1)通过查找每个分段的重心位置，根据重心位置布置吊点。(2)吊点布置的位置，要保证构件起吊后能基本平衡，或通过微调即可达到平衡。（3）吊点布置位置需考虑起吊后的受力情况，尽量保证所有吊点均匀受力。经分析，构件吊装安全系数均满足相关规范要求。2.3.2主桥及导梁安装工艺流程综合分析本工程的招标文件、施工图纸、地理位置、运输条件、构件形式，并通过方案综合比选，选择步履顶推的施工工艺，对本工程进行钢桥安装。在新桥的南岸引桥处搭设临时支架，将整桥整体拼装完毕后，用4 8 m长导梁将全桥延长，并采用整体顶推的方法，将整桥整体顶推安装，见下图4。顶推采用成熟的滑移技术一步履顶推。（1)第一步：南岸引桥施工完毕后，进行初步的桥面铺装，达到通车条件，即构件车辆和150 t汽车吊吊装构件所需的最大路面承载力强度要求。在进行桥面初步铺装时，将后续拼装的临时支架预埋件进行预埋，并浇筑滑移支架下的用来进行荷载传递分配的混凝土基础。GL-3拱助GL-TCL-21958151715提座500067Z-248座纵果35纵烫92ZZ-710ZL+3ZL-ZL-4全7000400060006.0006000225g60006.0003750225050006.00060002000700g700022.250375019.50022.25070007500078000500图2 主拱拱肋和纵梁分段图（单位：mm）拱座ZZ-2导梁WDL-8导梁WDL-521230-6333-1733612133-4200-20000-2800048000图3 导梁主梁分段图（单位：mm）2023No.378上海么路（桥隧工程）SHANGHAI HIGHWAY主桥临时支架滑移支撑导梁区区区区区区区3%食食区区春申塘河20000吨2 0 0 0 0 2 0 0 0 02200022000236407500024070234560图4拼装支架布置图（单位：mm）(2)第二步：本工程主桥中心线与滑移引桥中心线不在同一直线上。引桥中心线与主桥定位中心线向东偏移了13 0 0 mm.，且桥面线型在靠近6 号桥墩时，引桥又向东有部分偏移，见下图5。为保证桥面拼装支架和滑移支座能够传力到引桥桥面上，需将拼装主桥体系较设计桥面体系偏移13 0 0 mm，待整桥全部滑移到位后，再横向滑移至原位。根据滑移支点和整桥的分段位置，设置安装滑移支撑和拼装临时支架。(3)第三步：根据从内往外、由下至上的原则，按顺序拼装导梁和主桥。根据吊车的起重能力和边跨引桥的承载力，综合考虑。其中，仅中横梁和主桥风撑采用8 0 t汽车吊配随车配重，进行单机起吊，其余构件均由150 t汽车吊全配重吊装。现场拼装时，先装拼装胎架和拱座，再安装导梁主梁，然后安装导梁风撑与端横梁，最后再安装主桥结构。依次安装纵梁挑梁拱肋胎架拱肋。安装完拱肋后，150 t吊车退场，8 0 t汽车吊进场。用8 0 t汽车吊，采用从内往外的方式，安装横梁、次梁、拱间支撑和主桥风撑。(4)第四步：对拼装完的主桥和导梁进行焊接、检测。（5)第五步：将横梁、次梁安装分为两个部分，先安装北侧部分横梁、次梁。安装完成后，将拱肋胎架拆22.000236407500规划河道蓝线道路红线道路红线5滑移辅线设计桥架中心线设计辅线引桥中心线0027引桥桥面道路红线道路红线图5新桥桥面靠近6 号墩收缩情况图（单位：mm）2023No.3上涵么路7 9SHANGHAIHHWAYS桥隧工程除，并安装焊接拱间支撑。拱间支撑的作用是防止滑移过程中的拱肋变形。(6)第六步：拱间支撑安装完成后，再依次安装风撑和第二部分横梁、次梁。全部安装并焊接完成、检测合格后，拆除全部拼装胎架，只保留滑移胎架，为滑移做准备。根据结构分段及顶推反力情况分析，共布置2 2 个临时拼装支架和12 个顶推胎架。钢结构桥梁及导梁安装平面布置如下图6 所示。2.4顶推滑移工艺2.4.1滑移前准备在桥梁工程滑移前，应具备以下条件：（1)钢桥和导梁拼装完成，焊接完成，并经过焊缝探伤合格。(2现场拼接焊缝进行打磨，并进行底漆中漆补涂。(3)现场高强螺栓已全部拧掉梅花头。(4)顶推油缸就位，且顶推设备测试后正常。4701004.750,4.009.7806.7204.500B.7807.7204.5009.7806.7204.000,5.2955.9858.10415.5.36200020 00022 0022002200164就位后主机下0.6201.172-6.335图6 钢结构桥梁及导梁安装立面定位图（单位：mm）（5）对各岗位操作人员已进行安全技术交底。（6）河道封航的时间已经确定。2.4.2顶推工艺流程顶推施工工艺流程如下：步骤1：在桥南岸搭设拼装平台。在滑移顶推区域布置2#7#共计7 组步履顶推支撑（与轴线号对应），支撑位于桥梁柱墩位置。在2#6#顶推临时支撑上安装顶推器，每轴线布置2 套，共计10 套。布置液压泵源系统等设备设施。步骤2：在拼装区域安装拱桥及导梁。步骤3：步履顶推器加载，荷载转移，拆除拼装胎架。步骤4：启动设备，向前顶推拱桥。当后导梁脱离2#支墩时，将2#支墩上设备挪至7#支墩。步骤5：继续向前顶推拱桥。当桥尾即将离开3#支墩时，在桥后方增设配重，配重重约3 50 t，铺设在尾部桥面上。步骤6：继续滑移，直至悬挑最大。此时，端部下挠小于步履顶升设备油缸行程，可顺利上7#支墩。步骤7：导梁到达7#支墩后，拆除后方配重。步骤8：继续顶推，直至到达设计纵向位置。步骤9：割除导梁，放置在8#、9#支墩上。步骤10:将6#、7#支墩设备转9 0，将桥体横向步履顶推1.3 m，至设计位置。步骤11：每个支座位置各搭设一副提升门架，门架上安装提升器。安装钢绞线，并于桥体加固牛腿连接。步骤12：提升器加载，荷载转移，拆除6#、7#桥墩802023No.3上涵么路下转第115页桥隧工程SHANGHAI HIGHWAY步履设备及支撑。步骤13：利用提升器将桥体卸载就位步骤14：拆除临时措施，安装结构拉索。2.4.3横向步履顶推工艺本工程由于主桥的安装位置与引桥上的拼装位置水平相差13 0 0 mm，在引桥整体顶推到安装轴线后，需再横向顶推13 0 0 mm，到达设计安装位置，见下图7、图8。图7 纵向步履顶推到位图8 临时用垫墩等设备将结构支撑后，将设备转9 0 2.5风险识别及监控2.5.1配重设置在对钢结构桥梁进行顶推的过程中，根据顶推抗倾覆计算结果可知，有一段工况需增加配重来满足抗倾覆要求，工况如下所示。当顶推至桥尾即将离开3#支墩时，继续向前顶推拱桥，直至悬挑最大的过程中，4#支墩反力为零。此时，抗倾覆性不能满足要求。为保证导梁前端可顺利上7#支墩，在桥尾离开3#支墩时，在桥后方增设配重。根据计算，此时，结构尾部所需配重重约3 50 t。直至导梁前端到达7#支墩后，方可拆除后方配重，工况如下图9 所示本工程使用的单个配重块长2.6 1m，宽1.7 m，高0.39m，单重9.5t。配重主要放置在端横梁和横梁上翼缘板上部，铺设2 层，每层配重18 块。故只需设置36个配重块即可。整体配重块的重心在离桥尾1.7 m处。为防止配重在顶推过程中出现横向相对位移,在配重四周横梁的翼缘板上部焊接PL(20200200)mm的刀板。2.5.2拱间支撑设置由于本工程拱肋在滑移过程中，吊杆还没有进行张拉，拱肋和纵梁的受力是不断变化的。为防止拱肋和纵梁线型发生变化，需在拱肋与纵梁之间增加拱间支撑。为避免支撑胎架拆除后拱肋下挠，拱间支撑的安装与拱肋支撑胎架的拆除应交替进行拱间支撑采用（6 0 0 3 0)m m 的钢管作为拱间支撑，拱间支撑布置图见下图10。如上图所示，拱间支撑布置中心线延长线交汇于吊杆中心位置处。拱间支撑采用刚性支撑，与拱肋和纵梁采用焊接形式连接。滑移结束后，进行不破坏主桥构件母材的气割切除。1200000L2000020000002200001220002364024.070232000020000200002200022000236407500024070图9 配重设置工况图（单位：mm）2023No.3上涵么路115上接第8 0 页SHANGHALWAYS智能交通6】戴忧华,郭忠印.空间通视性对高速公路隧道路段驾驶行为的影响 J.同济大学学报（自然科学版),2 0 11,39(0 9):1307-1312.7 Wan H,Du Z,Ran B,et al.Speed control method for highwaytunnel safety based on visual illusion J.Transportation Re-search Record:Journal of the Transportation Research Board,2015,2485(1):17.8杨敏明,王雪松,朱美新.基于自然驾驶实验的驾驶行为研究J.交通与运输,2 0 17,33(0 3):7-9.9 Khorashadi A,Niemeier D,Shankar V,et al.Differences in ru-ral and urban driver-injury severities in accidents involvinglarge-trucks:an exploratory analysis J.Accident Analysisand Prevention,2005,37(5):910-921.10 Chang L Y,Chien J T.Analysis of driver injury severity intruck-involved accidents using a non-parametric classifica-tion tree modelJ.Safety Science,2013,51(1):17-22.11 Pahukula J,Hernandez S,Unnikrishnan A.A time of 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disease.In this paper,the influence of constant load and live load on the force of thebase plate is revealed through the quantitative calculation of different influencing factors,and a structural optimization design scheme is pro-posed on this basis.Key words:large span PC beam;box-type section;bottom plate cracking;transverse frame calculation;bottom plate bundle collapse forceDiscussion on the Influence of Gradient Temperature and other Effect on the Anti Overturning Calculation ofSteel BoxGirdersAbstract:Municipal bridges mostly use single-column vase piers,which have a beautiful shape and save road space.However,due to thesmall spacing between its supports,overloading and other factors,multiple beam overturning accidents have also occurred in recent years.This article provides a detailed discussion on the anti overturning calculation of bridges based on current specifications and practical engineer-ing,aiming to provide reference and reference for future bridge design.Key words:steel box girder;anti overturning;specificationDesign Practice and Summary of Low Clearance River-crossing Bridge Slow Passage through ReconstructionAbstract:Taking waterfront space as the starting point,creating a charming quality urban area with temperature,vitality and characteristics,realizing the connection of waterfront and returning the shore to the people will become an important means of urban renewal in the future.Among them,the small bridges of municipal roads across non-navigable rivers often become the breakpoints of riverside slow-moving walk-ways because of the low clearance under the beams.Combined with the practice of similar projects in recent years,this paper sums up the re-construction methods for the slow passage under the low clearance river-crossing bridge,and points out the progressive reconstruction strategywith three types and seven grades,so as to provide some reference for similar projects in the future.Key words:low clearance;under the bridge across the river;slow move channel;through recongstructionComfort Analysis and Vibration Reduction Control of Pedestrian Bridge with Three Span Steel Box Continuous Beam underHuman Induced VibrationAbstract:With the increase of footbridge span and the wide application of lightweight and high-strength materials,the fundamental frequen-cy of the structure is constantly decreasing,which brings a significant problem of comfort of human-induced vibration on bridges.Based on hu-man-induced vibration theory,this paper analyzes the action characteristics of pedestrian load and the similarities and differences between do-mestic and foreign standard evaluation methods for pedestrian comfort.Finite element simulation calculation is used to analyze the human-in-duced vibration response under high-density crowd,and three different beam height schemes are compared,together with their human-in-duced vibration effects and the effects of applying vibration reduction measures.The results show that the vibration control measures based onmultiple TMD have good cost control feasibility under the premise of ensuring the human-induced vibration performance of steel box girderfootbridge structure.Key words:pedestrian bridge;human-induced vibration;damping control;TMDApplication of Jacking and Sliding Technology of Steel Structure Bridge in Chunshentang Bridge Project onJinghong RoadAbstract:With the rapid development of infrastructure construction in China,steel structure bridges have been widely used.Steel structurebridge installation usually uses installation techniques such as large lifting machinery and bridge erecting machines.However,due to limita-tions in the construction site and environmental factors,some projects cannot adopt conventional methods for the installation of steel structurebridges.In recent years,the push sliding technology has gradually been widely applied in the installation of steel structure bridges.Taking thenew construction project of Chunshentang Bridge on Jinghong Road(Jindu Road-Huajing Port)as an example,this article aims to provide ref-erence for similar projects.Key words:steel structure bridge;top push;slippageResearch on the Force of the Transverse Beam of Wide Multicell Concrete Box GirderAbstract:The force of the transverse beam for wide concrete box girder is relatively complex,and the force transmission ratio between the topand bottom plate and the web plate in the simplified calculation of the beam in the conventional design may have a large deviation from the ac-tual force.In order to get the real force mode of the beam,the three-dimensional solid finite element analysis is used to accurately calculatethe force transfer ratio of the top and bottom plates and the web plates.The reasonable prestress layout of the beam is obtained through the cal-culation of Dr.Bridge 4.4.Key words:bridge engineer finite element;beam calculation;wide;force transmission ratio;prestressing forceKey Techniques for Walking Type Jacking Construction of Large-span Steel Box Girders for Bridges AcrossExisting HighwaysAbstract:For the construction of steel box girders crossing existing highways,due to high traffic volume,high safety requirements are re-ZHANGYan(52).CHENNan(56)HUANG Chenghua(60)HEWei,LU Haixiao,ZHU Jianfeng(68)XURen(74).GUAN Ruyi,JIANG Kai,XU Changze,ZHAO Hongjiao（8 1)ZHANG Xiaoxin(85)