DTS型液压顶推设备 顶推架设大跨度钢桁梁法 (92—20工字02号)

铁道部第二十工程局 邓红法 胡平原 铁道建筑研究设计院 李书正 尤明伦 中国铁道建筑总公司

一、前 言

顶推架设钢桁梁，就是将在桥头路基中线(或在路基外侧拼好后移到线路中线)上拼好的钢桁梁，利用滑移装置和轨道，以顶推设备纵向顶推至预定桥孔，落梁就位。这是一种新的行之有效的钢桁梁架设方式。

DTS型液压顶推设备，是铁道建筑研究设计院为顶推架设钢桁梁研制的专用设备，由顶推油缸、液压钳臂式锚固器和泵站三部分组成。1991年，此设备在沪杭复线46号和37号桥进行了试用，结果表明此设备操作简便，架设速度快，方向控制准确，安全省力。DTS型液压顶推设备顶推大跨度钢桁梁技术已通过了技术鉴定，被认为是对我国传统钢桁梁架设工艺的突破，属国内首创，达到了国际水平。本技术获得铁道部1992年科技进步二等奖。

二、特 点

1.DTS型钢桁梁架设液压顶推设备(以下简称DTS型顶推设备)设计合理，结构新颖，操作方便，安全可靠，速度快，工效高。

2.顶梁和锚固由液压站集中控制，双缸同步，也能单缸操作，故顶梁平稳，梁位、方向控制准确。 3.采用普通钢轨和聚四氟乙烯滑块组成的滑移装置，摩阻力小，故能加快顶进速度，平均达 到0.8m/mim。

4.本工法占地少，封航时间短。

5.本工法同浮运法相比，能节约投资49%，比拖拉法少投资39%，经济效益显著。 三、适应范围

在风力不超过5级、水流速度小于2m/s(指浮顶时)的条件下，本工法能架设80m及以下跨度的钢桁梁和96m及以下跨度的八七型铁路应急抢修钢梁。跨河可采用浮墩，也可用导梁，沪杭复线两座大桥均采用半浮顶推法，故本工法按半浮顶推法介绍。

四、工艺原理

1.顶推油缸一端连在钢桁梁下弦尾端，另一端连在锚固器上，每桁1套。锚固油缸工作使锚固器紧卡在下滑道中间钢轨上后，顶推油缸则开始顶推，钢梁稳速前进。当顶推油缸到达预位置时，顶推停止，锚固器随即松开，顶推油缸回程并带动锚固器及泵站小车一同前移，顶推油缸活塞回收后，锚固器再度卡紧钢轨，开始顶推。如此循环，将钢桁梁顶推前进。

2.当钢梁的悬臂长达到32m时(此时梁尾需加适当配重)，用浮墩顶住距梁前端16m处的大节点，然后拆除除梁尾之外的全部上滑道支点，钢梁成简支状态(见图1)，再继续顶推，直至到位。

图1 半浮顶推原理

3.浮墩随着梁的顶进而前移，其方向用缆绳控制。

4.整个顶推分成桥头移动、悬臂顶推和半浮顶推三个阶段，在悬臂顶推阶段要注意及时拆除悬出的上滑道装置。

五、主要设备

(一)DTS型顶推设备

1.顶推油缸：两缸，最大行程1600mm，技术速度0～1.35m/mim(见图2)。 2.锚固器：两套，采用液压钳臂式(见图3)，最大锚固力为240kN。 图2 顶推油缸

图3 液压钳臂式锚固器

3.泵站：1人操作，顶推、锚固集中控制。泵站放在特制的小车上，随梁前称。

(二)滑道装置

滑道可以布置在纵梁下，也可布置在主桁下弦节点下面。一般多采用前者，这是因为其稳定性已足够，无需加宽路基，也不必加长墩、台顶上的滑道。采用后者时，要求墩顶滑道至少要加长至桁梁节间长的1.25倍，这就要求中间通过的桥墩前后设置庞大的托架，费时费料，故很少选用。

滑道形式有上滑道连续和下滑道连续两种，前者工程量大，耗用材料多，费工费时，成本也 较高，

1.下滑道：铺设6根P50或P43钢轨作为连续滑道，每桁下3根，中间1根兼作顶推设备锚固轨，此轨上每12.5m安设5个楔形防爬器，以承受锚固器的顶推反力。整个滑道与桁等宽。

2.上滑道：着重介绍断续式，它设在钢桁梁下弦的大节点处，做法是：用钢板焊一般形板， 板上垫1～2层方木，方木顶面再垫一层钢板，然后将其放在下弦节点下，用螺栓固定在大节点上(见图4)，般形板下焊3根小槽钢，使用时扣在下滑道轨头上，在槽钢和轨头之间安放聚 四氟乙烯滑块，以减少摩阻力。

图4 滑移装置

(三)

浮墩系由中-60浮箱和六五式军用墩组成。根据计算，采用12个浮箱组成12m×18m工作平台 ，于其上拼组六五式军用墩(见图5)，台上设6台4英寸潜水泵，用之抽、灌水以控制浮墩的 水平和标高，浮墩定位用4台1t卷扬机和2

图5 浮墩结构示意 (四)其它配套设备 其它配套设备见表1。 表1 配套设备

(五)主要材料(见表2) 表2 主要材料 六、施工工艺

(一)工艺流程(见图6)

图6 施工工艺流程 (二)施工准备

1.进行现场勘测，调查河床水深、水位变化及流速，据之确定浮墩高度，完成架梁设计，平整场地。 2.拼组浮墩。首先在岸边适当位置造一台座，在台座上将12个中-60浮箱拼组成18m×12m的平台(见图7)，再顺滑道送入水中，设置锚缆将平台固定(也可以在水中直接拼组平台，但有水中作业，不太方便)，然后在平台上拼组支撑墩身，按设计加水待用。

图7

3.按设计图铺设下滑道，然后在其上拼组钢梁。要注意，下滑道的地基一定要坚实、平整，滑床板与梁节点间的垫木高度需按梁拱度调整均匀，总高度保持在20～25cm。

4.安装顶推设备。将事先调好油缸同步的DTS型顶推设备顶推油缸的一端连在钢梁下弦尾端的连接件上，另一端连在锚固器上，每桁一套。将泵站装到特制小车上，并用铁线将小车挂在锚固器座上。上述完成后连接管路并接通电源，加油进行试运转，一切正常后待用。

(三)顶进工艺 (四)操作要点

1.准备工作完成后顶起钢梁，在各大节点下安装上滑道和滑块，同时整理下滑道并涂油，然后落梁，安装顶推设备。

2.人员就位，开始顶推。当梁体前端出现悬臂时尾端要相应压重，并逐个取掉悬空梁段的上滑道，同时牵引浮墩至墩前保护位置(此时不设顶部支撑)。顶推至梁悬出32m时停止顶推，将顶推设备锚固，第一、二阶段即告完成。

3.开始半浮顶推前，浮墩要准确定位，然后搭好墩顶支撑木垛并保证两侧高差不大于5mm，检查无误，则浮箱对称排水顶起E2节点，使E4节点悬空，取掉中间上滑道，再次检查各系统，无误后便可开始半浮顶推。

4.梁体到位后，锁闭DTS设备，浮箱加水，落梁就位后拆除浮墩及顶推系统。

5.方向出现偏差时要停止顶推，纠编方法为：在桥头顶推和悬臂顶推阶段由单侧油缸纠偏，半浮顶推阶段用浮墩方向缆绳纠偏(两侧缆绳要对应收、放)。

6.顶推时浮墩缆绳收、放要对称。水位变化超过4cm时，浮箱要对称排水或注水。 (五)注意事项

1.各系统必须在统一指挥下操作。

2.在半浮顶推过程中，设专人观察方向和水位变化，并把观察结果及时报告总指挥。 3.在半浮顶推过程中，无异常情况不得停止顶推。 七、质量控制

施工中除必须严格执行《铁路桥涵施工规范》的有关规定外，还必须满足以下技术要求： 1.加强对工作人员的岗位培训。

2.2台顶推油缸的同步误差不大于10mm。 3.顶推前下滑道装置的滑动面必须涂油，钢轨接头高低差不得大于2mm，滑道中组偏差不得大于20mm，两侧滑道高差小于10mm。

4.顶推过程中，梁前端设中线观测标志，偏差超过50mm时须通知纠偏。 5.顶推速度一般不大于1m/min。

6.浮墩到达处的河床水深不得小于2m，必要时要疏浚河道，以防搁浅。

7.在架设过程中，要保证钢梁倾覆稳定系数大于1.3，浮体倾覆安全系数大于2，倾角小于5°，浮体的承载能力为荷重的1.1倍以上。

八、劳动组织

本工法劳力组织见表3。

表3 施工人员安排