下面将结合附图以及具体实施方式,对《桥梁磁悬浮顶推系统及两阶段悬臂建造方法》做进一步描述:
请参见图1至图5,《桥梁磁悬浮顶推系统及两阶段悬臂建造方法》涉及一种桥梁磁悬浮顶推系统,其较佳实施方式包括磁悬浮顶推主梁中空箱形结构和磁悬浮顶推平台。磁悬浮顶推平台包括顶推台座1、千斤顶2、两底面钢板5、两电磁铁30、两四氟滑板4、若干钢管混凝土滚轴3和顶推牵引锚垫板15。磁悬浮顶推主梁中空箱形结构包括钢桁腹桥梁框架和两永久磁铁29。
顶推台座1安装于桥台90的右末端上,千斤顶2安装于顶推台座1上,两底面钢板5分别预埋于桥台90顶面的左端和右端,每一底面钢板5上安装有一四氟滑板4,钢管混凝土滚轴3均匀排布于每一四氟滑板4上,桥台90的顶面开设两间隔排列的凹槽,两凹槽位于两底面钢板5之间,每一电磁铁30安装于对应的一凹槽内。两永久磁铁29均安装于钢桁腹桥梁框架的底面,钢桁腹桥梁框架位于钢管混凝土滚轴3上时,两永久磁铁29分别正对两电磁铁30。每一电磁铁30的线圈的一端通过开关S连接电源的负极,每一电磁铁30的线圈的另一端通过可变电阻P连接电源的正极。当开关S闭合时,每一电磁铁30和对应的永久磁铁29相对的末端的极性相同,例如均为南极或北极,以产生相斥的作用力顶推钢桁腹桥梁框架,从而使得钢桁腹桥梁框架悬浮于桥台90上方,减少摩擦力和阻力,降低施工成本。通过调节可变电阻P可调节每一电磁铁30和对应的永久磁铁29之间斥力的大小,从而调节钢桁腹桥梁框架相对桥台90的距离,可进行连续顶推作业,无需间断顶推,施工进程快,施工安全高效。断开开关S,电磁铁30不产生磁场力,停止顶推钢桁腹桥梁框架,安全性高,操作方便。
其中该钢桁腹桥梁框架包括两钢桁腹7、两顶面通长钢板8、两顶面通长加劲板9、两底面通长钢板11、顶面横向钢板24、顶面横向钢板加劲板25、底面横向钢板26、底面横向钢板加劲板27、两半圆型定位钢12、两压型钢板10。每一钢桁腹7分别安装于一顶面通长钢板8和一底面通长钢板11之间,两顶面通长加劲板9分别安装于两顶面通长钢板8上,两半圆型定位钢12分别安装于两底面通长钢板11的外侧,顶面横向钢板24安装于两顶面通长钢板8之间,顶面横向钢板加劲板25安装于顶面横向钢板24上,底面横向钢板26安装于两底面通长钢板11之间,底面横向钢板加劲板27安装于底面横向钢板26上。两压型钢板10分别安装于顶面横向钢板24和底面横向钢板26的底壁。
磁悬浮顶推主梁中空箱形结构还包括预应力束6、混凝土顶板14和混凝土底板13,顶面横向钢板24和两顶面通长钢板8上方预埋有该预应力束6,混凝土顶板14浇筑于顶面横向钢板24和两顶面通长钢板8上,混凝土底板13浇筑于底面横向钢板26和两底面通长钢板11上。
顶推牵引锚垫板15安装于压型钢板10的中部,千斤顶2的拉索端头固定于顶推牵引锚垫板15上,以解决顶推端部下挠及支点负弯矩过大的问题,从而减小悬臂挠度。
请参见图6,《桥梁磁悬浮顶推系统及两阶段悬臂建造方法》涉及一种两阶段悬臂建造方法,其包括以下步骤:
步骤S01:构建磁悬浮顶推平台。具体如下,在桥台90的右末端上安装顶推台座1,将千斤顶2安装于顶推台座1上,将两底面钢板5分别预埋于桥台90顶面的左端和右端,将每一四氟滑板4安装于对应的一底面钢板5上,将钢管混凝土滚轴3均匀排布于每一四氟滑板4上。在桥台90的顶面开设两间隔排列的凹槽,且两凹槽位于两底面钢板5之间,每一电磁铁30安装于对应的一凹槽内。每一电磁铁30的线圈的一端通过开关S连接电源的负极,每一电磁铁30的线圈的另一端通过可变电阻P连接电源的正极。
步骤S02:构建磁悬浮顶推主梁中空箱形结构。具体如下,将两永久磁铁29安装于钢桁腹桥梁框架的底面。其中,该钢桁腹桥梁框架包括两钢桁腹7、两顶面通长钢板8、两顶面通长加劲板9、两底面通长钢板11、顶面横向钢板24、顶面横向钢板加劲板25、底面横向钢板26、底面横向钢板加劲板27、两半圆型定位钢12、两压型钢板10。每一钢桁腹7分别安装于一顶面通长钢板8和一底面通长钢板11之间,两顶面通长加劲板9分别安装于两顶面通长钢板8上,两半圆型定位钢12分别安装于两底面通长钢板11的外侧,顶面横向钢板24安装于两顶面通长钢板8之间,顶面横向钢板加劲板25安装于顶面横向钢板24上,底面横向钢板26安装于两底面通长钢板11之间,底面横向钢板加劲板27安装于底面横向钢板26上。两压型钢板10分别安装于顶面横向钢板24和底面横向钢板26的底壁。
在顶面横向钢板24和两顶面通长钢板8上方预埋预应力束6,在顶面横向钢板24和两顶面通长钢板8上浇筑混凝土顶板14,在底面横向钢板26和两底面通长钢板11上浇筑混凝土底板13,以最终形成节段钢桁腹PC桥梁的主梁中空箱形结构。
步骤S03:将上述主梁中空箱形结构放置于磁悬浮顶推平台的钢管混凝土滚轴3上,闭合开关S,每一电磁铁30和对应的永久磁铁29相对的末端的极性相同,以产生相斥的作用力顶推钢桁腹桥梁框架,从而使得上述主梁中空箱形结构悬浮于磁悬浮顶推平台上方,可减少推拉时的摩擦力和阻力,降低施工成本。通过调节可变电阻P可调节每一电磁铁30和对应的永久磁铁29之间斥力的大小,从而调节钢桁腹桥梁框架相对桥台90的距离,可进行连续顶推作业,无需间断顶推,施工进程快,施工安全高效。
将千斤顶2的拉索端头固定于顶推牵引锚垫板15上。
步骤S04:张拉上述主梁中空箱形结构的预应力束6,以将上述主梁中空箱形结构顶推到位,再通过安装于桥墩80的卷扬机32牵引方向,直至牵引到位,并通过千斤顶2顶推该顶推牵引锚垫板15,以防止梁端下挠。
步骤S05:建造悬臂。具体如下,通过安装于桥墩80的千斤顶31抬升上述主梁中空箱形结构,再在桥台90上安装临时支座(图未示)。将悬臂横向间断钢板17的一端分别焊接于顶面通长钢板8的末端,将悬臂横向间断钢板加劲板28焊接于悬臂横向间断钢板17上,将悬臂通长钢板19焊接于悬臂横向间断钢板17的另一端,将悬臂通长钢板加劲板20安装于悬臂通长钢板19上,将悬臂斜撑定位钢板18安装于悬臂通长钢板19的底面,将斜撑钢管16的上端焊接于悬臂斜撑定位钢板18上,将斜撑钢管16的下端安装于半圆型定位钢板12上。将悬臂压型钢板21安装于悬臂横向间断钢板加劲板28上,并安装抗剪焊钉23,在悬臂压型钢板21和悬臂通长钢板19上浇筑悬臂混凝土顶板22。
上述步骤S01和步骤S02不分先后顺序。
上述发明在钢桁腹桥梁的悬臂施工制造工序分为两个阶段,第一阶段预先构建磁悬浮顶推平台和磁悬浮顶推主梁中空箱形结构,再通过磁场斥力顶推磁悬浮顶推主梁中空箱形结构,以减少推拉牵引时的摩擦力和阻力,可进行连续顶推作业,无需间断顶推,施工进程快,施工安全高效,降低施工成本,顶推运行时噪音小,无需燃油,环保节能,操作简单。第二阶段再进行构建悬臂。整个施工过程安全快捷,施工成本低。