现代施工技术-桥梁结构步履式顶推装备功能及系统设计

顶推装备工作过程中需实现大型钢箱梁构件的三维精确位姿操作，要求顶推装备具备全工作空间的灵巧精确操作性、大承载能力和高刚度特性等，这些特性决定了装备力流传递复杂，容易产生奇异应力状态，导致装备性能衰退，甚至结构破坏，其非线性力学行为和超静定特征对结构设计以及力学性能设计提出了挑战。因此，在顶推装备的功能与系统设计中，需要综合考虑施工装备、施工对象、临时结构、施工监控等多种因素，合理确定顶推装备的功能与系统设计原则。本研究通过对顶推施工过程的详细分析，确定了顶推装备功能与系统设计的原则：

（1）顶推施工过程中，支墩的支撑反力不仅是施工过程中结构安全的控制性因素，而且是施工过程中顶推力控制的主要依据，同时也是钢梁局部稳定性的关键影响因素之一。顶推施工过程中支墩的支撑反力不断变化，因此需要支撑反力应该是可控的。

（2）顶推施工的支墩通常为悬臂立柱结构，顶推施工过程需要最大限度减小墩顶水平力，以节省临时结构成本，增加施工安全。

（3）顶推施工中的标高与成桥标高不同，要求桥梁纵向顶推到位后，能够调整桥梁标高，并安装永久支座。为此，顶推装备应具有竖向的调整功能，以适应不同的桥型，保证桥体的坡度和全桥线型。(www.xing528.com)

（4）当前的桥体设计呈水平、纵向和横向变化，桥体钢箱梁多为连续变曲率竖曲线，变曲率特征不仅使得顶推竖曲线的顶推半径变化，也使顶推过程中梁体的转角位移发生明显变化，影响钢梁受力。在顶推过程中，桥梁不一定按直线前进，因而顶推装备需要具有纵向和横向调整功能，装备的行程满足标高调整与弧线前进功能。

（5）顶推装备工作时，依靠面-面接触实现预定操作，接触面之间载荷巨大，接触面之间的状态决定了装备整体的工作状态，需要尽可能减小接触面之间的摩阻力。

（6）针对不同工程的使用要求，综合考虑装备的通用性、可靠性和自动化程度。在不同的工程使用时，由于装备布置和使用要求不尽相同，为了提高顶推装备的通用性，应采用模块化结构设计。