一种自动辊式钢支墩轮组结构顶推钢箱梁施工方法与流程

1.本专利申请涉及桥梁施工技术领域，特别是涉及一种自动辊式钢支墩轮组结构顶推钢箱梁施工方法。


背景技术：

2.随着我国经济的快速发展，基础建设越来越多，新建道路桥梁工程跨越既有铁路、公路等日益普遍。而各高速公路车流量越来越大。空间曲线顶推技术逐渐成为了现代城市建设中不可或缺的一项重要技术。采用钢箱梁桥梁上跨高速公路等重要交通干线施工工艺快捷，越来越被采用。由于此类施工工艺复杂，质量控制要求高，施工难度大，给上跨施工带来较大挑战。为此，我们提出一种自动辊式钢支墩轮组结构顶推钢箱梁施工方法。


技术实现要素：

3.鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利申请的目的在于提供一种自动辊式钢支墩轮组结构顶推钢箱梁施工方法，解决上述现有技术的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种自动辊式钢支墩轮组结构顶推钢箱梁施工方法，包括如下步骤：
6.s1、自动辊式钢支墩轮组配置：根据需顶推施工的钢箱梁的形状、尺寸和重量配置自动辊式钢支墩轮组的数量，自动辊式钢支墩轮组和钢箱梁各节段同时在结构厂房内加工，然后运至施工现场；
7.s2、施工准备：在施工现场平整场地，场地平整后沿钢箱梁顶推前进方向上划定自动辊式钢支墩轮组安装位置，在钢箱梁拼装位置处先安设拼装钢箱梁下部的自动辊式钢支墩轮组，同时搭设拼装胎架，拼装钢箱梁、导梁和桥面安全防护系统；
8.s3、顶推侧施工：安设沿钢箱梁顶推前进方向上的自动辊式钢支墩轮组，调整自动辊式钢支墩轮组高度，顶推前进行钢箱梁顶推调试和演练；
9.s4、顶推施工：利用自动辊式钢支墩轮组上的导轮顶推钢箱梁按预定方向顶推至既有高速两侧的桥墩；
10.s5、附属工程施工：在顶推就位的钢箱梁上进行桥面铺装施工。
11.进一步的，所述步骤s1中的每个自动辊式钢支墩轮组包括钢结构支墩和轮组，每个轮组包括两个钢轮，通过电机减速机驱动钢轮旋转带动钢箱梁向前推进，每个电机减速机均连接同一中央控制系统，每个轮组的底部安装有一千斤顶，进行标高调节。
12.进一步的，所述钢轮的直径为400mm；电机减速机机型为2718
‑
187
‑
3.0的斜齿轮减速机，钢箱梁前进或后退速度为3m/min；
13.所述钢轮底部的千斤顶采用液压千斤顶，钢轮顶部与钢箱梁底部的密贴由液压千斤顶进行调节，钢结构支墩和轮组间的空隙部分采用钢板进行楔紧；
14.所述钢结构支墩由槽钢加工，钢结构支墩高度根据每个支墩位置处箱梁底部与地面高差减1cm进行加工，相差的1cm高度采用千斤顶进行调节。
15.进一步的，所述步骤s1中，根据顶推方向设定自动辊式钢支墩轮组的驱动类型，当顶推方向为曲线时，钢箱梁外侧的自动辊式钢支墩轮组安装电机减速机，为主动轮组；钢箱梁内侧的自动辊式钢支墩轮组无动力系统，为从动轮组；
16.当顶推方向为直线时，钢箱梁横向上的每个自动辊式钢支墩轮组均采用主动轮组。
17.进一步的，所述步骤s2中的施工步骤具体如下：
18.s21、在钢箱梁拼装位置底部每隔10
‑
15m设置一排自动辊式钢支墩轮组，自动辊式钢支墩轮组设置根据钢箱梁断面形状尺寸和重量确定，自动辊式钢支墩轮组设置在钢箱梁底板与腹板连接处的下端面，自动辊式钢支墩轮组按照顶推桥梁设计的线形和位置布设；
19.s22、在钢箱梁拼装时，自动辊式钢支墩轮组确保与钢箱梁底部低1cm，待钢箱梁拼装完成后，再用自动辊式钢支墩轮组的千斤顶调节钢轮与钢箱梁底部保持密贴；
20.s23、在钢箱梁拼装完成后，在钢箱梁的前部拼装导梁、上部安装桥面安全防护系统。
21.进一步的，所述钢箱梁的腹板和底板连接区内沿长度方向上设置多个竖向加劲钢板，竖向加劲钢板的厚度为200mm，高度为400mm，相邻两个竖向加劲钢板之间的距离为300
‑
500mm。
22.进一步的，所述钢箱梁的前端和尾端顶面安装中线偏移监测点，顶推过程中连续观测，且在钢箱梁底面各自动辊式钢支墩轮组处用红油漆笔作里程标线，便于操作人员能直观的观察钢箱梁两侧进尺是否同步。
23.进一步的，所述步骤s23中在拼装后的钢箱梁上端面铺设预制板，预制板上等间距布设多个剪力钉，预制板沿钢箱梁长度方向上的两侧焊接防撞护栏，防撞护栏的外侧通过螺栓连接有防抛网，防抛网内侧的上端连接有另一端固定在预制板上的钢丝绳。
24.进一步的，所述步骤s3中的施工步骤具体如下：
25.s31、在既有高速公路两侧桥墩墩顶预设各一排自动辊式钢支墩轮组，并在自动辊式钢支墩轮组的端部安装布设限制钢箱梁偏位的导轮；
26.s32、在钢箱梁顶推方向每隔10
‑
15m设置一排自动辊式钢支墩轮组，每个自动辊式钢支墩轮组标高与钢箱梁前端行进到该位置时低1cm，待钢箱梁超过该自动辊式钢支墩轮组后，及时用千斤顶调节钢轮与钢箱梁底部保持密贴。
27.进一步的，所述步骤s4中的施工步骤具体如下：
28.s41、将各节段的钢箱梁放置在路基上的自动辊式钢支墩轮组上进行组装形成桥梁结构，在桥梁结构的前端拼装导梁；
29.s42、启动自动辊式钢支墩轮组，顶推钢箱梁和导梁向前移，并使导梁的前端进入另一端桥墩上的自动辊式钢支墩轮组；
30.s43、利用自动辊式钢支墩轮组继续顶推钢箱梁前移，在继续前移过程中将向外延伸的导梁拆除，直至钢箱梁到达另一端桥墩上的自动辊式钢支墩轮组，拆除剩余导梁，使组装的钢箱梁停在指定位置，完成此跨的落梁，移除所有辅助此跨顶推的自动辊式钢支墩轮组。
31.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明为钢箱梁顶推施工加工了一种自动辊式钢支墩轮组，该钢支墩轮组构造简单、安拆方便，并可重复使用，提高了工作效率，极
大的加快了施工进度。
附图说明
32.图1为本发明实施过程中自动辊式钢支墩轮组横向布置结构示意图；
33.图2为本发明自动辊式钢支墩轮组立面结构示意图；
34.图3为本发明步骤s2中钢箱梁上安全防护系统结构示意图；
35.图4为本发明实施例中自动辊式钢支墩轮组总平面布置结构示意图；
36.图5
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11为本发明实施例施工过程中钢箱梁顶推行进步骤图。
37.附图标号说明：钢箱梁1、预制板2、剪力钉3、防撞护栏4、防抛网5、钢丝6。
具体实施方式
38.以下通过特定的具体实例说明本专利申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利申请的其他优点与功效。本专利申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.请参阅图1
‑
11，本发明提供如下技术方案：
40.一种自动辊式钢支墩轮组结构顶推钢箱梁施工方法，包括如下步骤：
41.s1、自动辊式钢支墩轮组配置：根据需顶推施工的钢箱梁的形状、尺寸和重量配置自动辊式钢支墩轮组的数量，自动辊式钢支墩轮组和钢箱梁各节段同时在结构厂房内加工，然后运至施工现场；
42.其中，每个自动辊式钢支墩轮组包括钢结构支墩和轮组，每个轮组包括两个钢轮，通过电机减速机驱动钢轮旋转带动钢箱梁向前推进，每个电机减速机均连接同一中央控制系统，每个轮组的底部安装有一千斤顶，进行标高调节；钢轮的直径为400mm；电机减速机机型为2718
‑
187
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3.0的斜齿轮减速机，钢箱梁前进或后退速度为3m/min；钢轮底部的千斤顶采用液压千斤顶，钢轮顶部与钢箱梁底部的密贴由液压千斤顶进行调节，钢结构支墩和轮组间的空隙部分采用钢板进行楔紧；钢结构支墩由槽钢加工，槽钢根据钢箱梁重量、尺寸验算选取合适的槽钢标号，钢结构支墩高度根据每个支墩位置处箱梁底部与地面高差减1cm进行加工，相差的1cm高度采用千斤顶进行调节。
43.另外，根据顶推方向设定自动辊式钢支墩轮组的驱动类型，当顶推方向为曲线时，钢箱梁外侧的自动辊式钢支墩轮组安装电机减速机，为主动轮组；钢箱梁内侧的自动辊式钢支墩轮组无动力系统，为从动轮组；当顶推方向为直线时，钢箱梁横向上的每个自动辊式钢支墩轮组均采用主动轮组。
44.s2、施工准备：在施工现场平整场地，场地平整后沿钢箱梁顶推前进方向上划定自动辊式钢支墩轮组安装位置，在钢箱梁拼装位置处先安设拼装钢箱梁下部的自动辊式钢支墩轮组，同时搭设拼装胎架，拼装钢箱梁、导梁和桥面安全防护系统；
45.具体的施工步骤包括：
46.s21、在钢箱梁拼装位置底部每隔10
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15m设置一排自动辊式钢支墩轮组，自动辊式钢支墩轮组设置根据钢箱梁断面形状尺寸和重量确定，自动辊式钢支墩轮组设置在钢箱梁
底板与腹板连接处的下端面，自动辊式钢支墩轮组按照顶推桥梁设计的线形和位置布设；
47.s22、在钢箱梁拼装时，自动辊式钢支墩轮组确保与钢箱梁底部低1cm，以免影响钢箱梁的拼装精度，待钢箱梁拼装完成后，再用自动辊式钢支墩轮组的千斤顶调节钢轮与钢箱梁底部保持密贴；
48.s23、在钢箱梁拼装完成后，在钢箱梁的前部拼装导梁、上部安装桥面安全防护系统。桥面安全防护系统包括在拼装后的钢箱梁上端面铺设预制板，预制板上等间距布设多个剪力钉，剪力钉增强桥面铺装混凝土与钢箱梁顶部钢板抗滑移能力及协同变形能力，预制板沿钢箱梁长度方向上的两侧焊接防撞护栏，防撞护栏的外侧通过螺栓连接有防抛网，防抛网内侧的上端连接有另一端固定在预制板上的钢丝绳，避免了钢箱梁顶推就位后施工防撞护栏、防抛网等时对钢箱梁下部既有高速的行车安全造成影响。
49.s3、顶推侧施工：安设沿钢箱梁顶推前进方向上的自动辊式钢支墩轮组，调整自动辊式钢支墩轮组高度，确保与钢箱梁底部密贴，顶推系统使用前，进行钢箱梁顶推调试和演练，确保顶推过程中每一个自动辊式钢支墩轮组和中央控制系统的正常运行；
50.具体的施工步骤包括：
51.s31、在既有高速公路两侧桥墩墩顶预设各一排自动辊式钢支墩轮组，并在自动辊式钢支墩轮组的端部安装布设限制钢箱梁偏位的导轮；
52.s32、在钢箱梁顶推方向每隔10
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15m设置一排自动辊式钢支墩轮组，每个自动辊式钢支墩轮组标高与钢箱梁前端行进到该位置时低1cm，避免影响钢箱梁的前行，待钢箱梁超过该自动辊式钢支墩轮组后，及时用千斤顶调节钢轮与钢箱梁底部保持密贴。
53.s4、顶推施工：利用自动辊式钢支墩轮组上的导轮顶推钢箱梁按预定方向顶推至既有高速两侧的桥墩；
54.具体的施工步骤包括：
55.s41、将各节段的钢箱梁放置在路基上的自动辊式钢支墩轮组上进行组装形成桥梁结构，在桥梁结构的前端拼装导梁；
56.s42、启动自动辊式钢支墩轮组，顶推钢箱梁和导梁向前移，并使导梁的前端进入另一端桥墩上的自动辊式钢支墩轮组；
57.s43、利用自动辊式钢支墩轮组继续顶推钢箱梁前移，在继续前移过程中将向外延伸的导梁拆除，直至钢箱梁到达另一端桥墩上的自动辊式钢支墩轮组，拆除剩余导梁，使组装的钢箱梁停在指定位置，完成此跨的落梁，移除所有辅助此跨顶推的自动辊式钢支墩轮组。
58.s5、附属工程施工：在顶推就位的钢箱梁上进行桥面铺装施工。因防撞护栏4、防抛网5已与钢箱梁同步就位，因此桥面附属工程施工时钢箱梁桥下既有道路可保持畅通。
59.作为优选的，钢箱梁的腹板和底板连接区内沿长度方向上设置多个竖向加劲钢板，竖向加劲钢板的厚度为200mm，高度为400mm，相邻两个竖向加劲钢板之间的距离为300
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500mm。
60.作为优选的，钢箱梁的前端和尾端顶面安装中线偏移监测点，顶推过程中连续观测，如钢箱梁顶推前进方向发生偏移时，可采用调整每个自动辊式钢支墩轮组与钢箱梁前进方向的角度及时进行纠偏。在钢箱梁底面各自动辊式钢支墩轮组处用红油漆笔作里程标线，便于操作人员能直观的观察钢箱梁两侧进尺是否同步。
61.实施例
62.为体现本发明施工方法的优越性，现以本单位施工的跨g85银昆高速的柏溪互通c匝道曲线桥梁为例，如图4所示，该钢箱梁桥位于半径为160m的圆曲线上，其横向排放示意图如图1所示，如图2所示，自动辊式钢支墩轮组包括钢结构支墩7和轮组8，每个轮组8包括两个钢轮，通过电机减速机(图2未示出)驱动钢轮旋转带动钢箱梁1向前推进，每个电机减速机均连接同一中央控制系统，每个轮组的底部安装有一千斤顶9，其施工步骤包括如下步骤：
63.1、既有高速两侧的桥墩上安装自动辊式钢支墩轮组，如图5所示，在桥墩路基侧每隔15m安装六组自动辊式钢支墩轮组，钢箱梁1内侧的自动辊式钢支墩轮组为从动轮组，钢箱梁1外侧的自动辊式钢支墩轮组为主动轮组；
64.2、在路基上的自动辊式钢支墩轮组及拼装胎架上拼装60m钢箱梁1，在钢箱梁1的前端拼装一36m的导梁，共计96m，如图6所示，并在钢箱梁1上完成安全防护系统的安装；
65.3、启动主动轮组上的电机减速机，带动钢轮转动，从而带动钢箱梁1和导梁向前移动使导梁搭在另一端桥墩上的自动辊式钢支墩轮组上，继续顶推的过程中，将导梁向外延伸的一段给切断，直到钢箱梁1搭在另一端桥墩上的自动辊式钢支墩轮组上，此时，切除剩余导梁，如图7
‑
9所示；
66.在顶推过程中，连续观测钢箱梁1前端和尾端顶面的中线偏移监测点，在钢箱梁1底面各钢支墩轮组处用红油漆笔作里程标线，精确到厘米。考虑到该钢箱梁桥位于半径为160m的圆曲线上，需以桥梁中心线每米来计算钢箱梁1内侧和外侧的圆弧长度(内侧短、外侧长)，这样顶推过程中各钢支墩轮组的操作人员能直观的观察钢箱梁1两侧进尺是否同步。
67.4、如图10所示，继续顶推，使钢箱梁1停在设计图纸指定位置，完成此跨的落梁，移除所有自动辊式钢支墩轮组，如图11所示。
68.其中，桥面安全防护系统如图3所示，包括在拼装后的钢箱梁1上端面铺设预制板2，预制板2上等间距布设多个剪力钉3，剪力钉3增强桥面铺装混凝土与钢箱梁1顶部钢板抗滑移能力及协同变形能力，预制板2沿钢箱梁1长度方向上的两侧焊接防撞护栏4，防撞护栏4的外侧通过螺栓连接有防抛网5，防抛网5内侧的上端连接有另一端固定在预制板2上的钢丝绳6，具体地，钢丝绳6拴系在预制板2上的剪力钉3上，避免了钢箱梁1顶推就位后施工防撞护栏4、防抛网5等时对钢箱梁1下部既有高速的行车安全造成影响。
69.本发明为钢箱梁顶推施工加工了一种自动辊式钢支墩轮组，大型起吊设备不用在施工场地进行钢箱梁吊装，减少对现有运行公路的干扰，该钢支墩轮组构造简单、安拆方便，并可重复使用，结构受力安全合理，运营性能良好，维护简便，减少工程造价，提高了工作效率，极大的加快了施工进度。
70.本发明适用于钢箱梁桥梁上跨高速公路等重要交通干线施工，无需大型吊装设备，不影响下方道路通行，工艺快捷，可适用于曲线桥梁和直线桥梁，适用范围广，具有突出的实质性特点和显著的进步。
71.上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效，而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精
神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利申请的权利要求所涵盖。