大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推系统及其施工方法技术方案

本发明专利技术公开了大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推系统，包括自动定位连续顶推装置、墩顶滑道标高自动调节装置、横向限位纠偏装置，利用高度自动化的控制系统，实现精准定位，同步顶推，对钢箱结构质量破坏降低到最小，保证了较好的质量控制效果。本发明专利技术还公开了顶推施工方法，利用在顶推施工工艺中加入自动定位连续顶推装置和墩顶滑道标高自动调节装置，实现顶推装置自行前进并精确定位，节省了机械设备吊装及拆装的作业工序，简化施工工艺操作，降低了技术难度，大幅度提高了现场可控制程度，缩短了施工时间，降低了安全风险，并容易推广应用。

Large span steel box girder lifting type self-propelled continuous pushing system and construction method thereof

The invention discloses a long span steel box girder lifting self-propelled continuous jacking system, including automatic positioning and continuous jacking device, the pier top slide elevation automatic adjusting device, the horizontal limit correction device, the control system is highly automated, precise positioning, synchronous push, on the quality of steel box structure damage is reduced to the minimum guarantee. The quality control effect is good. The invention also discloses a jacking construction method, using automatic positioning continuous pushing device and the pier top slide elevation automatic adjustment device in jacking construction process, realize the pushing device to move forward and accurate positioning, saves the working machinery and equipment installation and disassembly, simple construction process, reduce the technical difficulty and greatly improve the control degree, shorten construction time, reduce security risks, and easy popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推系统及其施工方法
本专利技术及路桥建筑施工领域，具体的说，是大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推系统及其施工方法。
技术介绍
顶推法施工自1959年在奥地利Ager桥成功应用以来，在世界建桥史上得到了迅速的发展，中国也于1977年首次采用顶推法建成狄家河桥，2004年法国米约大桥采用多点柔性正交顶推法建成，这标志着世界顶推技术已经达到一个新的水平，据统计，不前世界上采用顶推法建成的桥梁有1000多座，其中中国占百余座。顶推法施工从施工环境、技术要求和施工控制等方面均与支架发、吊装法、转体法、悬臂法有很大的差异，由于顶推法施工原理的特殊性，对其施工过程的研究也有异于其它施工方法。临时辅助结构的设置增大了顶推施工桥梁的跨度，并且使变曲率竖曲线连续梁的无应力线形得到很好的控制。然而，现有的顶推施工主要是利用爬轨器通过与墩顶滑道摩擦力产生反力并结合前方的拖拉将梁向前推移，通过移动楔形反力座进行循环操作，过程中拆卸楔形反力座或者增加加长杆代替前移楔形反力座造成施工效率低，人工需求量多，并过度依赖吊装设备，而且，受现场地形和高铁运营线的安全限制，传统的纯顶推施工效率太低，钢箱梁在高铁上方悬臂时间过长，存在一定安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的一个专利技术目的在于提供大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推系统，一是设置横向限位纠偏装置，在钢箱梁中线的偏移进行监测和纠偏；二是用承力滚珠组件替换承力滚珠组件，以若干滚珠自由转动的特性，使钢箱梁顶推过程中滑动应力减小，同时使易耗件具有较高的耐磨性而提高使用寿命。本专利技术的另一个专利技术目的在于提供大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推施工方法，利用在顶推施工工艺中加入自动定位连续顶推装置和墩顶滑道标高自动调节装置，实现顶推装置自行前进并精确定位，节省了机械设备吊装及拆装的作业工序。本专利技术通过下述技术方案实现：大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推系统，基于墩身进行安装并用于钢箱梁顶推施工，包括墩顶滑道标高自动调节装置、自动定位连续顶推装置、横向限位纠偏装置和在进行墩身混凝土施工时纵向预埋在墩身顶部的预置钢板，墩顶滑道标高自动调节装置和横向限位纠偏装置均固定安装在预置钢板上；所述墩顶滑道标高自动调节装置设置两个平行的墩顶滑道，两个墩顶滑道的顶部均通过自由放置在墩顶滑道顶面与钢箱梁底面之间的承力滚珠组件支撑钢箱梁；所述墩顶滑道整体外部的两侧沿顶推方向等距离、同截面对称固定安装多组横向限位纠偏装置，横向限位纠偏装置的纠偏端面向钢箱梁与顶推方向一致的左/右侧壁；所述自动定位连续顶推装置安装在墩顶滑道上，自动定位连续顶推装置的顶推端通过缓冲装置与钢箱梁的后侧壁连接。采用本专利技术所述大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推系统进行钢箱梁顶推施工，利用墩顶滑道标高自动调节装置平稳拖顶、利用自动定位连续顶推装置进行自动的连续顶推、还利用横向限位纠偏装置进行钢箱梁中线偏移时的纠偏。本专利技术适用于上跨高铁、普铁、公路、河流、深谷以及其他建筑障碍的所有大跨度顶推施工。为了优化本技术方案，进一步地，所述横向限位纠偏装置包括安装在预置钢板上的横向限位反力座、安装在横向限位反力座小里程方向且转轴竖向设置的竖向钢滚轮、安装在横向限位反力座小里程方向且顶出端面向钢箱梁左/右侧壁的限位千斤顶。相对设置的两个横向限位纠偏装置为一组，当钢箱梁中线偏移到一定程度时，偏移一侧的限位千斤顶进行顶推而使钢箱梁恢复到对中的状态，即纠偏。所述对中状态是指钢箱梁中线与双轨的墩顶滑道的中线重合。为了优化本技术方案，进一步地，所述横向限位反力座由型钢焊接成外高内低的“L”型，包括水平安装的横座、竖向焊接在横座远离钢箱梁一端的竖座、以及同时连接横座与竖座提高强度的肋；所述竖向钢滚轮安装在横座上且限位千斤顶的底座安装在竖座上。所述竖座远离钢箱梁设置，竖座朝向钢箱梁左/右侧壁的方向为横向限位反力座的小里程方向。为了优化本技术方案，进一步地，所述竖向钢滚轮及限位千斤顶的顶出端均与未偏离中心的钢箱梁保持0.01m-0.03m的距离。初始安装时，钢箱梁中线与双轨的墩顶滑道的中线重合，此时位于钢箱梁左/右两侧的一组横向限位纠偏装置均与钢箱梁的侧壁保持间距且两侧的间距相等。为了保证顶推过程中钢箱梁不会发生过大偏移，保证初始状态下，竖向钢滚轮的外壁与钢箱梁的左/右侧壁保持0.01m-0.03m的距离。进一步，竖向钢滚轮的外壁与钢箱梁的左/右侧壁保持0.02m的距离。为了优化本技术方案，进一步地，所述承力滚珠组件包括若干个钢珠和从上/下两面将钢珠夹持的保持架，钢珠凸出保持架。所述钢珠从上/下两侧的保持架凸出而使在保持架内可各自自由转动的钢珠同时与墩顶滑道、钢箱梁接触。为了优化本技术方案，进一步地，所述墩顶滑道标高自动调节装置包括安装在预置钢板上的固定套筒、套装在固定套筒中的活动柱塞、安放在墩身上的调高千斤顶，墩顶滑道安装在活动柱塞的顶端且墩顶滑道的底面与调高千斤顶的顶出端接触。为了优化本技术方案，进一步地，所述自动定位连续顶推装置包括对称固定安装在每个墩顶滑道两侧且沿顶推方向等间距分布的若干组楔形反力座、与楔形反力座咬合的定位卡、固定安装在定位卡上部的顶推托座、一一对应的套装在顶推托座内的顶推千斤顶，顶推千斤顶的顶推端通过缓冲装置与钢箱梁的后侧壁连接。所述楔形反力座沿顶推方向等间距分布在墩顶滑道侧边，依照顶程距离设置足够多的楔形反力座。利用同一液压泵控制两台推顶千斤顶，定位卡与楔形反力座咬合，启动顶推千斤顶，套装在顶推托座里的顶推千斤顶顶推钢箱梁前进一个顶程后，推顶千斤顶回油，由于千斤顶前端与钢箱梁固定连接，所以顶推千斤顶前端不会移动，利用推顶千斤顶回油的拖力带动推顶千斤顶后端及顶推托座整体向前移动，并通过楔形反力座到达下一组楔形反力座时与定位卡槽咬合，从而循环顶推钢箱梁，实现自动连续顶推。为了优化本技术方案，进一步地，所述楔形反力座为双峰结构，即楔形反力座包括两个前后设置的、相同结构的、前小后大的楔形块，所述楔形块沿顶推方向依次设置由低到高倾斜向上的斜面、连接斜面且水平设置的过度面、与过度面连接且竖直设置的限位面；所述定位卡整体呈“L”型且设置可与斜面平滑接触的滑动面和可与限位面接触的抵触面。所述楔形反力座中前者楔形块的限位面与后者楔形块的斜面之间形成的空间恰好与定位卡的卡接部形状匹配。在定位卡与楔形反力座咬合时，定位卡的卡接部恰好平稳卡接在前者楔形块和后者楔形块之间的空间中，达到更加稳定咬合的效果。为了优化本技术方案，进一步地，所述缓冲装置包括法兰盘、缓冲顶杆，顶推千斤顶其顶杆前端通过法兰盘与缓冲顶杆的后端固定连接，缓冲顶杆的前端与钢箱梁固定连接。所述大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推施工方法，适用于上跨高铁、普铁、公路、河流、深谷以及其他建筑障碍的所有大跨度顶推施工，在顶推施工工艺中，利用自动定位连续顶推装置、墩顶滑道标高自动调节装置、横向限位纠偏装置共同作用，形成大跨度、可升降、自行式连续顶推、无偏移的钢箱梁顶推施工方法。所述大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推施工方法，具体包括以下步骤：步骤S1：测量定位，根据设计线路方向，精确测量钢箱梁中线位置以及墩顶滑道的设置方向与线路方向是否吻合，测定无误后，在墩顶滑道上对楔形反力座位置进行精确定位；步骤S2本文档来自技高网...

【技术保护点】
大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推系统，基于墩身进行安装并用于钢箱梁顶推施工，其特征在于：包括墩顶滑道标高自动调节装置、自动定位连续顶推装置、横向限位纠偏装置和在进行墩身混凝土施工时纵向预埋在墩身顶部的预置钢板，墩顶滑道标高自动调节装置和横向限位纠偏装置均固定安装在预置钢板上；所述墩顶滑道标高自动调节装置设置两个平行的墩顶滑道，两个墩顶滑道的顶部均通过自由放置在墩顶滑道顶面与钢箱梁底面之间的承力滚珠组件支撑钢箱梁；所述墩顶滑道整体外部的两侧沿顶推方向等距离、同截面对称固定安装多组横向限位纠偏装置，横向限位纠偏装置的纠偏端面向钢箱梁与顶推方向一致的左/右侧壁；所述自动定位连续顶推装置安装在墩顶滑道上，自动定位连续顶推装置的顶推端通过缓冲装置与钢箱梁的后侧壁连接；所述缓冲装置包括法兰盘、缓冲顶杆，顶推千斤顶其顶杆前端通过法兰盘与缓冲顶杆的后端固定连接，缓冲顶杆的前端与钢箱梁固定连接；所述承力滚珠组件包括若干个钢珠和从上/下两面将钢珠夹持的保持架，钢珠凸出保持架。

【技术特征摘要】
1.大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推系统，基于墩身进行安装并用于钢箱梁顶推施工，其特征在于：包括墩顶滑道标高自动调节装置、自动定位连续顶推装置、横向限位纠偏装置和在进行墩身混凝土施工时纵向预埋在墩身顶部的预置钢板，墩顶滑道标高自动调节装置和横向限位纠偏装置均固定安装在预置钢板上；所述墩顶滑道标高自动调节装置设置两个平行的墩顶滑道，两个墩顶滑道的顶部均通过自由放置在墩顶滑道顶面与钢箱梁底面之间的承力滚珠组件支撑钢箱梁；所述墩顶滑道整体外部的两侧沿顶推方向等距离、同截面对称固定安装多组横向限位纠偏装置，横向限位纠偏装置的纠偏端面向钢箱梁与顶推方向一致的左/右侧壁；所述自动定位连续顶推装置安装在墩顶滑道上，自动定位连续顶推装置的顶推端通过缓冲装置与钢箱梁的后侧壁连接；所述缓冲装置包括法兰盘、缓冲顶杆，顶推千斤顶其顶杆前端通过法兰盘与缓冲顶杆的后端固定连接，缓冲顶杆的前端与钢箱梁固定连接；所述承力滚珠组件包括若干个钢珠和从上/下两面将钢珠夹持的保持架，钢珠凸出保持架。2.根据权利要求1所述的大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推系统，其特征在于：所述横向限位纠偏装置包括安装在预置钢板上的横向限位反力座、安装在横向限位反力座小里程方向且转轴竖向设置的竖向钢滚轮、安装在横向限位反力座小里程方向且顶出端面向钢箱梁左/右侧壁的限位千斤顶。3.根据权利要求1所述的大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推系统，其特征在于：所述墩顶滑道标高自动调节装置包括安装在预置钢板上的固定套筒、套装在固定套筒中的活动柱塞、安放在墩身上的调高千斤顶，墩顶滑道安装在活动柱塞的顶端且墩顶滑道的底面与调高千斤顶的顶出端接触。4.根据权利要求1所述的大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推系统，其特征在于：所述自动定位连续顶推装置包括对称固定安装在每个墩顶滑道两侧且沿顶推方向等间距分布的若干组楔形反力座、与楔形反力座咬合的定位卡、固定安装在定位卡上部的顶推托座、一一对应的套装在顶推托座内的顶推千斤顶，顶推千斤顶的顶推端通过缓冲装置与钢箱梁的后侧壁连接；所述楔形反力座为双峰结构，即楔形反力座包括两个前后设置的、相同结构的、前小后大的楔形块，所述楔形块沿顶推方向依次设置由低到高倾斜向上的斜面、连接斜面且水平设置的过渡面、与过渡面连接且竖直设置的限位面；所述定位卡整体呈“L”型且设置可与斜面平滑接触的滑动面和可与限位面接触的抵触面。5.根据权利要求1-4任一项所述的大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推系统进行顶推施工的方法，适用于上跨高铁、普铁、公路、河流、深谷以及其他建筑障碍的所有大跨度顶推施工，其特征在于：在顶推施工工艺中，利用自动定位连续顶推装置、墩顶滑道标高自动调节装置、横向限位纠偏装置共同作用，形成大跨度、可升降、自行式连续顶推、无偏移的钢箱梁顶推施工方法。6.根据权利要求5所述的大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推施工方法，其特征在于：所述大跨度钢箱梁可升降自行式连续顶推施工方法，具体包括以下步骤：步骤S1：测量定位，根据设计线路方向，精确测量钢箱梁中线位置以及墩顶滑道的设置方向与线路方向是否吻合，测定无误后，在墩顶滑道上对楔形反力座位置进行精确定位；步骤S2：安装墩顶滑道标高自动调节装置、横向限位纠偏装置；步骤S3：布置楔形反力座，根据测量定位，在每处测量位置焊接反力座；步骤S4：安装自动定位连续顶推装置，在顶推托座下部左右两侧分别对称固定安装定位卡，顶推托座安装在墩顶滑道上，在顶推滑道与钢箱梁之间放置承力滚珠组件，顶推托座连接的定...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏春生，张庆，何十美，梁朋刚，汤振亚，
申请(专利权)人：中铁建大桥工程局集团第五工程有限公司，云南大学滇池学院，
类型：发明
国别省市：四川,51