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《S 形曲线上的钢箱梁顶推 —— 太平至五点梅互通上层高架桥施工动画案例》
2026-11-5
来源:未知
点击数:  19        作者:未知
  • S形曲线上的钢箱梁顶推
    ——太平至五点梅互通上层高架桥施工动画案例
    太平至五点梅互通上层高架桥全长3.773公里,连接太平互通与五点梅互通,为主线中分带立体扩建,在既有广深高速中分带上方架设整幅钢箱梁。标准跨径45米,跨省道竖田路处为48.7+75+78.7+73+88+58米大跨径连续钢箱梁;全桥11联,下部为Y形墩配承台桩基础。
    难点不在结构规模,而在线形和作业空间。钢箱梁处于右段曲线,整体呈S形,为半径700米至42000米的多段圆曲线连续变向。桥下既有高速正常通行,中分带仅3.5至21.5米宽,在上方吊装钢梁的安全风险很大。
    项目采用纵向长距离连续顶推施工。步履式顶推具备顶升、推进、下降和横向纠偏功能,对支撑端水平力小。但常规步履式顶推只适用于直线或单一圆弧、单一平曲线梁段,这里的钢梁要在方向相反的多个圆曲线上行走,必须像蛇一样随曲线自行转弯。
    武汉大田影视承担了本项目顶推动画制作。按平曲线分布分段设角,全桥共设11个双向角,8个在分联处、3个在联内。动画还原了双向角的抽屉式构造:一端梁顶设水平梁、另一端设限位框架,释放轴向与侧向位移约束和竖向转动,既适应分段处夹角变化,又解决分段后钢梁的传力问题。
    控制逻辑按实际参数呈现:钢梁头尾中心线与桥轴线重合作为起始状态,小距离分次顶推,每次5.9米;以半径7431.8米钢梁在半径26000米曲线上顶推为最不利工况,最大夹角1.76度、最大偏位711毫米,仍在墩顶设备1米横移空间内。顺序上先顶推第一联,再顶推六至十一联,最后顶推二至五联,完成后各联调位落梁。

    分段夹角、轴线偏位、设备横移量、过间隙的步距调整,都是随曲线位置变化的过程量,二维图纸很难讲清楚。动画把这些变成可反复回看的三维画面,让技术交底、评审和汇报对同一套工序形成一致理解,这也是武汉工程动画在复杂桥梁项目中越来越多被采用的原因。


    武汉大田影视文化传播有限公司成立于2005年,专注工程动画、施工动画与宣传片制作,长期服务中铁大桥局、中交二航局等大型工程企业。


    如有复杂工艺可视化、顶推方案演示需求,欢迎联系:139-7116-7006(文经理),278619390@qq.com,武汉江宸天街B座1031。









    附录收录本项目解说词全文

    太平—五点梅互通上层高架桥顶推动画05 一、工程概况 太平至五点梅互通上层高架桥全长3.773km,为主线中分带立体扩建。起点为太平互通,终点为五点梅互通。桥梁标准跨径45m;跨省道竖田路处采用48.7+75+78.7+73+88+58m大跨径连续钢箱梁。上部结构为等截面整幅钢箱梁,桥面宽度33.5m,标准跨径梁高2.5m,大跨径梁高3.6m,全桥共11联。桥墩采用Y形墩,基础采用承台桩基础,墩高15~25m,系梁长14.5m、宽3.2m。 上部结构钢箱梁处于右段曲线上,整体呈S形。从转入段起依次为:圆曲线R=700m(6跨)、缓和曲线R=A400m(5跨)、圆曲线R=26000m(14跨)、圆曲线R=42000m(14跨)、直线段(26跨)、圆曲线R=7431.8m(15跨)。纵面位于+0.5%、-0.5%、+0.977%、-0.508%的竖曲线上。转入段横坡为单向5%,其余段横坡为双向2%。桥梁位于既有广深高速中分带内,中分带宽度为3.5~21.5m,在上方进行钢箱梁吊装安装施工,安全风险大。 二、施工工法 本项目选择纵向长距离连续顶推施工工法,安全风险可控。步履式顶推具有优良的环境适应能力,广泛应用于工程项目中;设备具备顶升、推进、下降、横向纠偏功能,具有自平衡受力特征,对支撑端水平力小。通常情况下,步履式顶推一般适用于直线梁段或单一圆弧、单一平曲线梁段。对于复杂曲线梁顶推,需要解决钢梁能够朝不同方向转弯的问题。钢梁要在复杂曲线上行走,需要像蛇一样能够根据曲线变化自行转弯,拟合平面曲线,这就需要对钢梁进行适当分段,并对分段之间进行有效连接。 分段后的钢梁与常规连续钢梁相比:一是分节处会根据曲线变化出现一定夹角;二是轴线有一定偏位;三是分段钢梁不连续,无法进行力的传递。为解决上述问题,借鉴嘉绍大桥刚性铰方案并进行优化设计,提出双向角顶推方案,解决钢梁在分段处的夹角变化和传力问题。双向角采用抽屉式结构,在一端梁顶设置水平梁,另一端设置限位框架,释放轴向和侧向位移约束、竖向转动,以适应钢梁在复杂曲线行走,并解决分段后钢梁之间的传力问题。顶推设备加装横移装置,以解决梁段顶推过程中腹板的偏位问题。 对于钢梁在曲线段夹角带来的间隙,顶推过程中可采用如下工艺解决:首先调节顶推步距,使临时搁置墩支撑在间隙边缘,顶推设备以最大步距推进,实现临时搁置墩过间隙;再次调节顶推步距,使顶推设备处于间隙边缘,顶推设备以最大步距推进,实现顶推设备过间隙。 三、顶推分段及施工顺序 本项目根据主梁高度所处平曲线分布进行分段施工,共分为三个施工段落:先顶推第一联,再顶推六至十一联,最后顶推二至五联。第一阶段采用常规顶推工艺、差速顶推施工;第二阶段与第三阶段采用带角顶推工艺。 第一联施工时,在拼装区设置拼装支架,并在墩旁设置临时墩,采用龙门吊吊装钢梁至拼装支架上,使用差速顶推法实现半径700m圆曲线顶推。六至十一联为第二段顶推,在七至八号墩之间设置升降平台;根据钢梁焊接以及扩大横向偏位等原因,在九至十一号墩之间设置临时墩;为减小跨省道及竖田路段的顶推跨径,结合周边环境及管道,在此处设置五个临时墩。钢梁采用龙门吊吊装至转入段桥梁上,采用运梁车进行梁上运梁,运输至升降平台后,利用升降机构将平台下降至指定高度,与已安装好的钢梁进行焊接,再向前顶推。六至十一联全部拼装完成后,按照同样工艺进行二至五联顶推。全部施工完成后,再进行各联调位落梁。 四、S形曲线顶推控制 立体扩建上层高架桥S形曲线顶推主要在五段曲线上。从墩顶结构尺寸看,顶推设备可横移空间为1m。为保证钢梁受力,顶推设备需与腹板对应。受墩顶空间限制,设备横向最大横移空间为1m,以此为基准对梁段进行分段。经作图分析,圆曲线R=7431.8m和圆曲线R=26000m为两段方向相反的圆曲线,相对曲率相差最大;R=7431.8m上的钢梁经过R=26000m曲线时,为控制工况,钢梁偏位和夹角最大,最大夹角1.76°,最大偏位711mm。结合上述两个因素,钢梁分段设角如下:全桥共设置11个双向角,其中8个在分联处,3个在联内。 顶推过程中总控制原则如下:分段钢箱梁头尾处中心线和桥轴线重合,作为顶推起始状态;小距离分次直线向前顶推,每次顶推5.9m,控制钢箱梁首尾中线偏位,再回到桥轴线。顶推5m过程中,设备根据钢梁腹板位置进行调整:若钢梁腹板未偏出设备顶帽10cm,设备不动;若大于10cm,横移设备。10cm偏移量根据顶升油缸球角座支撑宽度尺寸确定。 以曲线段R=7431.8m的钢梁在圆曲线R=26000m上顶推为例,初始状态各墩顶偏位如图,中间墩最大偏位711mm;此时设备横向偏移,适应钢梁腹板位置。5m顶推完成后状态如图,各墩顶偏位均在1m控制范围内;此时钢梁首尾中心线与路线轴线出现偏离。推进过程中,钢梁腹板偏出设备顶帽中心10cm时横移设备,保证受力并进行整体纠偏,使钢梁头尾中线再回到轴线;设备横向偏移,适应钢梁此状态下的腹板位置。 完成一个顶推循环调整夹角的方法如下:每台设备需根据偏位数据调整不同横向位移量,经过多次调整到位。使用上述方式将钢梁全部顶推到位后,先进行整体调位;联与联之间的双向角可以先解除;联内分段的三处双向角先利用双向角将分段钢梁进行调位焊接,再解除双向角。完成之后,各联分别调整轴线和高程进行落梁,全线钢箱梁顶推阶段施工完成。

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