桁架梁整体顶推架设方法技术领域

《桁架梁整体顶推架设方法》涉及桥梁施工方法，特别涉及一种桁架梁整体顶推架设方法 。

图1为《桁架梁整体顶推架设方法》所述的千斤顶与桁架梁的安装示意图；

图2为图1的局部结构示意图；

图3为图2的A-A剖面图；

图4为图2的B-B剖面图；

图5为图2中反力架的结构示意图；

图6为图5的左视图。

图7为反力架的另一种结构示意图 。

图中标记：

1、工作平台，2、连续作用千斤顶，3、下弦横连钢管，4、下弦钢管，5、反力架，6、连接孔，7、桥墩，8、护栏，9、上弦横连钢管，10、抱箍，11、圆孔，12、螺栓，13、钢板。

桁架梁整体顶推架设方法专利目的

《桁架梁整体顶推架设方法》的目的在于克服2012年技术中所存在的不能满足倒三角形桁架梁双幅主梁同时拖拉顶推架设、横移，提供能整体一次性拖拉到位、横向移动对准精确的桁架梁整体顶推架设方法 。

桁架梁整体顶推架设方法技术方案

为了实现上述发明目的，《桁架梁整体顶推架设方法》提供了以下技术方案：

桁架梁整体顶推架设方法，包括以下步骤：

第一步、拼装桁架主梁，将拼装完成的两个桁架主梁（左幅主梁、右幅主梁）连成整体桁架梁；

第二步、安装连续作用千斤顶，在两个桁架主梁之间的横联钢管上安装工作平台，所述的工作平台两侧分别设有连续作用千斤顶，所述的工作平台上还安装有控制两侧连续作用千斤顶顶推力的液压油泵和电磁阀；

第三步、安装钢绞线，在所述的连续作用千斤顶内部穿过有至少一根钢绞线，穿过双连续作用千斤顶前端的所述钢绞线一端锚固在在桁架梁前方的桥墩上，穿过连续作用千斤顶尾端的所述钢绞线另一端自然下垂，顶推前调试好钢绞线的预应力；

第四步、桁架梁顶推，主控台发出顶推指令，安装在工作平台两侧的连续作用千斤顶实现对桁架梁的连续顶推，即连续作用千斤顶中的一个千斤顶张拉钢绞线时另一个千斤顶回油，从而达到交替顶推桁架梁的连续性，如有异常随时停止并进行受力检测；

第五步、桁架梁过墩，在连续作用千斤顶作用下桁架梁顶推过墩，并且在连续作用千斤顶所在的位置在过桥墩之前，提前更换桥墩上的钢绞线锚固点，使钢绞线锚固点始终在顶推的桁架梁前面桥墩上，为再次轮顶推进行准备。

相对桁架梁单幅单顶来说，《桁架梁整体顶推架设方法》选用的连续作用千斤顶能实现类似于两个串联在一起的千斤顶的功能，即一个进行顶推时另一个回油，一个进行回油时另一个又顶推，这样就能实现桁架梁连续的顶推；另外由于每个桁架主梁分别安装有一个连续作用千斤顶，通过液压油泵和电磁阀，可以实现两个桁架主梁的整体移动。

优选地，所述的两个桁架主梁通过下弦横连钢管、上弦横连钢管连接成整体。

优选地，所述的连续作用千斤顶连接有三个钢绞线，所述的钢绞线分别锚固在桁架梁前方的三个桥墩上。

三根钢绞线分别锚固在桁架梁前方的三个桥墩上，这样连续作用千斤顶在顶推时，锚固在前方三个桥墩的钢绞线同时受到拉力，将拖拉力传递给了前三个墩柱，减少了顶推拉力对墩柱的影响。

优选地，所述的连续作用千斤顶连接有反力架，所述的反力架安装在下弦钢管横连钢管上。

连续作用千斤顶通过螺栓连接在反力架上，反力架连接下弦钢管横连钢管上，连续作用千斤顶通过反力架把顶推力传递给桁架梁，桁架梁受力会更加均匀、行进更平稳，避免了直接把连续作用千斤顶安装在桁架梁上牵引时受力不均匀的应力集中造成的桁架梁局部弯曲。

优选地，所述的反力架上设有可穿过钢铰线的连接孔。

优选地，所述的反力架为通过螺栓相互紧固的两片抱箍，所述的两片抱箍形成与下弦横连钢管半径相等的圆孔，且抱箍上设有与圆孔相互垂直的连接孔，所述的连接孔外侧设有可连接连续作用千斤顶的钢板。

反力架由两片抱箍构成，通过螺栓紧固抱箍形成的圆孔半径与下弦横连钢管一样，这样反力架就可以安装在下弦横连钢管上，再把连续作用千斤顶连接在抱箍上，这样在顶推桁架主梁时，比直接把反力架焊接在桁架主梁上，桁架主梁变形更小，受力更加均匀，移动也会更稳定。

优选地，所述的桁架梁顶推受力检测方法为在桁架梁每节段开始顶推时，可采用先推进一小段距离（如5厘米），立即停止，连续作用千斤顶松油压，再推进一小段距离（如5厘米），再停止，连续作用千斤顶再松油压，为此反复两三次，以检查桁架梁是否全部受力。

优选地，所述的连续作用千斤顶在同步逐级加力顶推桁架梁时，当桁架梁处于临界状态时，保持一定大小力（如600千牛）的千斤顶油压稳定不动，以防止桁架不匀速前进，然后顺序加力：先调整各方向同步受力，再同步的逐级加力。

优选地，所述的墩柱上设有能使桁架梁横向移动的横向千斤顶，所述的横向千斤顶上还安装有液压站，以及用来控制油压在容许范围的电磁换向阀。

当桁架梁在小半径圆曲线上进行顶推时，由于连续作用千斤顶在顶推时桁架梁是沿直线运动，这时在桁架梁上墩前，如果桁架梁没有对准桥墩，则需要进行横向移动，此时安装在墩柱上的横向千斤顶，能实现调整桁架梁横向位移；往往在实际操作过程中，将反力架固定在滑道前后两侧的限位钢销中间，千斤顶通过与拖拉的拖轮侧面直接接触，通过横移拖轮位置来调整主梁位置，从而实现主梁的横向移位。连续作用千斤顶顶推桁架梁纵向移动和横向千斤顶横移桁架梁共同配合作用能实现桁架梁在小半径圆曲线上顶推作业。

优选地，所述的连续作用千斤顶同时工作完成1个移动行程，根据桁架梁左幅主梁、右幅主梁纵向移动是否同步，判断是否分别或同时启动左幅主梁连续作用千斤顶、右幅主梁连续作用千斤顶进行调整，使梁体平衡地向前推进，实现各墩同步顶推 。

桁架梁整体顶推架设方法有益效果

与2012年技术相比，《桁架梁整体顶推架设方法》的有益效果：

《桁架梁整体顶推架设方法》所述的桁架梁整体顶推架设方法，采用连续作用千斤顶实现左、右幅桁架梁的同时连续拖拉。这样桁架梁在拼装场地拼装完成后能实现整体一次性拖拉到位，减少左幅与右幅之间横联的空中装配难度，将高空作业变为了地面作业，装配难度降低，装配质量有保证。同时左右幅桁架主梁同时拼装完成后同时顶推，对倒三角形式的桁架梁来说大大增加了自身的稳定性，减少单幅顶推的安全风险。相比一般的桁架梁拖拉，桁架梁整体顶推方法还具有速度快，安全性高，能保证桁架梁的空中精确对位；尤其是利用横向千斤顶对桁架梁进行横向移动，加上连续作用千斤顶顶推桁架梁的纵向移动，可以实现桁架梁在小半径圆曲线上的移动，保证了桁架梁的对接质量 。

2012年前，桥梁施工方法中所用到的顶推架设主要为桁架梁单幅单顶进行顶推架设的方法，即在每个桁架主梁上安装一个千斤顶，每次行程顶推完毕后，需要拆下千斤顶然后再重新安装千斤顶在桁架梁另一个位置才能进行下一次的顶推，这样的单幅单片顶推架设方法不能实现桁架梁的连续顶推以及两个桁架主梁的同时整体顶推、横移，尤其不能满足自身稳定性较差的倒三角形式主梁的顶推架设。

1.一种桁架梁整体顶推架设方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、拼装桁架主梁，将拼装完成的两个桁架主梁即左幅主梁、右幅主梁通过横联钢管连成整体桁架梁；第二步、安装连续作用千斤顶（2），在所述桁架梁的横联钢管上安装工作平台（1），所述的工作平台（1）两侧分别设有连续作用千斤顶（2），两个所述连续作用千斤顶（2）分别顶推所述左幅主梁、右幅主梁，所述的工作平台（1）上还安装有控制两侧连续作用千斤顶（2）顶推力的液压油泵和电磁阀；第三步、安装钢绞线，在所述的连续作用千斤顶（2）内部穿过有至少一根钢绞线，穿过连续作用千斤顶（2）前端的所述钢绞线一端锚固在在桁架梁前方的桥墩上，穿过连续作用千斤顶（2）尾端的所述钢绞线另一端自然下垂，顶推前调试好钢绞线的预应力；第四步、桁架梁顶推，主控台发出顶推指令，安装在工作平台（1）两侧的连续作用千斤顶（2）实现对桁架梁的连续顶推，即连续作用千斤顶（2）中的一个千斤顶拉钢绞线时另一个千斤顶回油，从而达到交替顶推桁架梁的连续性，如有异常随时停止并进行受力检测；第五步、桁架梁过墩，在连续作用千斤顶（2）作用下顶推桁架梁过墩，并且连续作用千斤顶（2）所在的位置在过桥墩之前，提前更换桥墩上的钢绞线锚固点，使钢绞线锚固点始终在顶推的桁架梁前面桥墩上，为再次顶推进行准备。

2.根据权利要求1所述的一种桁架梁整体顶推架设方法，其特征在于：所述的两个桁架主梁通过下弦横连钢管（3）、上弦横连钢管（9）连接成整体。

3.根据权利要求1所述的一种桁架梁整体顶推架设方法，其特征在于：所述的连续作用千斤顶（2）连接有三根钢绞线，所述的钢绞线分别锚固在桁架梁前方的三个桥墩上。

4.根据权利要求2所述的一种桁架梁整体顶推架设方法，其特征在于：所述的连续作用千斤顶（2）连接有反力架（5），所述的反力架（5）安装在下弦横连钢管（3）上。

5.根据权利要求4所述的一种桁架梁整体顶推架设方法，其特征在于：所述的反力架（5）上设有可穿过钢铰线的连接孔（6）。

6.根据权利要求5所述的一种桁架梁整体顶推架设方法，其特征在于：所述的反力架（5）为通过螺栓（12）相互紧固的两片抱箍（10），所述的两片抱箍（10）形成与下弦横连钢管（3）半径相等的圆孔（11），且抱箍（10）上设有与圆孔（11）相互垂直的连接孔（6），所述的连接孔（6）外侧设有可连接连续作用千斤顶（2）的钢板（13）。

7.根据权利要求1所述的一种桁架梁整体顶推架设方法，其特征在于：所述的连续作用千斤顶（2）在同步逐级加力顶推桁架梁时，先调整各方向同步受力，再同步的逐级加力。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种桁架梁整体顶推架设方法，其特征在于：支撑所述桁架梁的墩柱上设有能使桁架梁横向移动的横向千斤顶，所述的横向千斤顶上还安装有液压站，以及用来控制油压在容许范围的电磁换向阀。

9.根据权利要求1所述的一种桁架梁整体顶推架设方法，其特征在于：所述的连续作用千斤顶（2）同时工作完成一个移动行程，根据桁架梁左幅主梁、右幅主梁纵向移动是否同步，判断是否分别或同时启动左幅主梁连续作用千斤顶（2）、右幅主梁连续作用千斤顶（2）进行调整，使梁体平衡地向前推进，实现各墩同步顶推 。

如图1-7所示，桁架梁整体顶推架设方法，包括以下步骤：

第一步、拼装桁架主梁，将拼装完成的两个桁架主梁（即左幅主梁、右幅主梁）通过下弦横连钢管3、上弦横连钢管9连接成整体；

第二步、安装连续作用千斤顶2，在拼装完成的桁架梁横联钢管上安装工作平台1，工作平台1两侧分别设有连续作用千斤顶2，工作平台1上还安装有控制两侧连续作用千斤顶2顶推力的液压油泵和电磁阀；连续作用千斤顶2能实现类似于两个串联在一起的千斤顶的功能，即一个进行顶推时另一个回油，一个进行回油时另一个又顶推，这样就能实现桁架梁连续的顶推；连续作用千斤顶2还连接有反力架5，反力架5安装在下弦横连钢管3上，通过反力架5把顶推力传递给桁架梁，桁架梁受力会更加均匀、行进更平稳，避免了直接把连续作用千斤顶2安装在桁架梁上牵引时桁架梁受力不均匀或应力集中造成的桁架梁局部弯曲；

第三步、安装钢绞线，工作平台1每侧连续作用千斤顶2内部穿过有三个钢绞线，穿过连续作用千斤顶2前端的钢绞线一端锚固在在桁架梁前方的三个桥墩上，穿过连续作用千斤顶2尾端的钢绞线另一端自然下垂，钢绞线在穿过连续作用千斤顶2的同时钢铰线穿过设在反力架5上的连接孔6；之后调试好钢绞线的预应力；三根钢绞线分别锚固在桁架梁前方的三个桥墩上，这样将顶推力分散到三个墩上，减少了顶推力对墩柱的影响；

第四步、桁架梁顶推，主控台发出顶推命令，安装在工作平台两侧的连续作用千斤顶2实现对桁架梁的连续顶推，即连续作用千斤顶2中的一个拉钢绞线时另一个回油，从而达到交替拖拉顶推桁架梁的连续性，如有异常随时停止并进行受力检测；

第五步、桁架梁过墩，在连续作用千斤顶2作用下桁架梁顶推过墩，并且在连续作用千斤顶2所在的位置在过桥墩之前，提前更换桥墩上的钢绞线锚固点，使钢绞线锚固点始终在顶推的桁架梁前面桥墩上，为再次顶推进行准备。

图5、6所示，反力架可以选择由两片抱箍10构成，两片抱箍10通过螺栓12相互紧固，所形成的圆孔11半径与下弦横连钢管3一样，这样反力架5就可以安装在下弦横连钢管3上，连接孔6设在抱箍10上且与圆孔11相互垂直，连接孔6外侧焊接有钢板13，连接连续作用千斤顶2通过螺栓连接在钢板13上。这样连续作用千斤顶2在顶推桁架主梁时，比直接把反力架5焊接在桁架主梁上（如图7所示），桁架主梁产生的变形更小，受力更加均匀，移动也会更稳定。

特别的，由于连续作用千斤顶2在顶推时桁架梁是沿直线运动，当桁架梁在小半径圆曲线上进行顶推时，这时在桁架梁上墩前没有对准桥墩7，则需要进行横向移动，此时安装在墩柱上的横向千斤顶，能实现调整桁架梁横向位移；往往在实际操作过程中，将反力架5固定在滑道前后两侧的限位钢销中间，横向千斤顶通过与顶推的拖轮侧面直接接触，通过横移拖轮位置来调整主梁位置，从而实现主梁的横向移位。连续作用千斤顶2顶推桁架梁纵向移动和横向千斤顶横移桁架梁共同能实现桁架梁在小半径圆曲线上移动。

桁架梁顶推受力检测方法为在桁架梁每节段开始顶推时，可采用先推进一小段距离（如5厘米），立即停止，连续作用千斤顶2松油压，再推进一小段距离（如5厘米），再停止，连续作用千斤顶2再松油压，为此反复两三次，以检查桁架梁是否全部受力。连续作用千斤顶2在同步逐级加力顶推桁架梁时，当桁架梁处于临界状态时，保持一定大小力（如600千牛）的千斤顶油压稳定不动，以防止桁架不匀速前进，然后顺序加力：先调整各方向同步受力，再同步的逐级加力。连续作用千斤顶2同时工作完成一个移动行程，根据桁架梁左幅主梁、右幅主梁纵向移动是否同步，判断是否分别或同时启动左幅主梁连续作用千斤顶2、右幅主梁连续作用千斤顶2进行调整，使桁架梁体平衡地向前推进，实现各墩的同步顶推。

在上述桁架梁顶推过程中，还需要测量控制因素主要包括桁架梁中心线及各墩顶偏位。随着桁架梁的推进，侧向限位控制其中心线偏位在有效范围以内，严格控制各千斤顶同步顶推，各墩顶的偏位均在设计要求范围之内。桁架顶进时，测量人员跟踪监测各墩的偏位及桁架梁中心线位置，当桁架梁中心线偏移时，及时利用侧向限位调整，然后将其锁定；侧向限位的位置需在电脑上的模拟行走，锁定桁架梁行走的路径，以确定侧向限位。在顶推过程中对墩顶瞬间偏位的观测尤为重要，墩顶偏位超过设计值需立即停止纵移，调整桁架梁位置，以保证各墩的偏位满足设计要求。为保证测量人员的安全，工作平台上还安装有护栏8。

上述实施例仅为《桁架梁整体顶推架设方法》的较佳实施例而已，并不用以限制《桁架梁整体顶推架设方法》，凡在《桁架梁整体顶推架设方法》的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在《桁架梁整体顶推架设方法》的保护范围之内 。

2020年7月14日，《桁架梁整体顶推架设方法》获得第二十一届中国专利优秀奖 。

桁架梁桥是用桁架作为主要承重结构的梁式桥，简称桁梁桥。

桁梁桥早期曾采用木桁架，但因木材易腐朽，强度低，跨越能力不大，已不大使用。近代的桁梁桥以钢结构最多。桁梁桥一般是由两片主桁架和纵向联结系及横向联结系组成空间结构。

在石油化工领域，塔设备设计者对桁架梁作为大型塔内件的支撑结构做了初步的研究。首次把桁架结构引入了石油化工行业，其中对大型塔中塔盘的主支撑梁进行了改造，在工字梁的上下表面之间增加了双腹板结构，桁架梁逐步代替型钢梁和双腹板式工字梁成为了大型塔内件的主要支撑结构。

桁架梁结构也被广泛应用于大跨度的房屋建筑中。德克萨斯A&M大学ReedArena会场于1998年5月建成，该场馆总投资3500万美元，该建筑跨度达25.3m，由钢－混凝土组合桁架梁作为水平受力构件，组合梁间距2.44m，梁高828mm，高达30.2的跨高比有效解决了楼层净高要求 。

桁架梁钢结构式桁架梁

装配式钢结构与传统的建筑结构相比，易于实现工业化生产、标准化制作、可再生重复利用，是一种最符合“绿色建筑”特征的结构形式。尤其装配式带斜撑钢框架结构体系，它由桁架式主板、钢立柱、钢桁架梁、斜支撑等构件组成，这些构件均在车间加工制作，施工现场采用高强螺栓、自攻螺钉进行组装，无需进行现场施焊、浇筑混凝土等对环境污染大的施工环节。在装配式带斜撑钢框架结构设计中，尤其是桁架梁的设计中，常常需要对桁架梁进行稳定计算，而桁架梁的稳定计算需简化成单根腹杆和弦杆进行单独的稳定验算。

桁架梁预应力混凝土桁架梁

预应力混凝土桁架梁由横向联结系、纵向联结系以及两片主桁架组成空间结构。此体系能充分地发挥高强度材料的特性，促进结构轻型化，可以使预应力连续桁架梁具有很好的跨越能力，同时又可有效地避免混凝土的开裂。另外，它还具有耐久性好、刚度大、节约钢材和水泥、造型美观等优点。预应力混凝土桁架是用预应力钢材与混凝土制造的桁架结构，除了在桥梁体系中运用外，在工业与民用建筑中屋盖结构、厂房吊车梁等领域也得应用，通常以预应力混凝土桁架为主要承重结构构件，如各种塔架、檐杆、电视信号杆件等。

桁架梁钢－混凝土组合桁架梁

钢桁架与混凝土板构成水平承重结构，如图《钢－ 混凝土组合桁架梁》所示。在施工阶段，桁架梁有较大的刚度，可以被分段运输和现场拼装。其在使用阶段的优势则更为显著，各种管线可以在桁架腹杆内穿行，从而提高室内 空间的利用率；悬挂荷载、管线及吊顶可以直接作用在桁架的下弦，从而节省了悬挂梁和吊顶龙骨等构件。我国对钢-混凝土组合桁架梁的研究起步较晚，应用也比较少。2000年，我国建成的芜湖长江大桥，主跨312m，是我国首次采用钢-混凝土组合桁架结构的工程实例。