多點(diǎn)同步頂推技術(shù)在鄭州黃河公鐵兩用橋上的應(yīng)用

張英杰，張新周，劉林林

博愛縣農(nóng)村公路管理所，河南 焦作 454450

1 工程概況

鄭州黃河公鐵兩用橋主桁第一聯(lián)結(jié)構(gòu)形式采用六塔斜拉連續(xù)鋼桁梁，結(jié)構(gòu)跨度120m+5×168m+120m。主桁為三角形桁式，橫向三片桁布置，中桁垂直橋面，邊桁與橋面板夾角為75.964°。

主桁桿件高度是14.0m，節(jié)間距為12m。邊桁上下弦桿均為平行四邊形截面，中桁為矩形截面，腹桿為箱型和H型兩種。

節(jié)點(diǎn)板與上下弦桿形成整體，中桁中間支點(diǎn)及附近的箱型腹桿與節(jié)點(diǎn)板四面對(duì)接拼裝，其余H型桿件均為插入節(jié)點(diǎn)板內(nèi)拼裝。

第一聯(lián)鋼梁總重約2.7萬t。

2 多點(diǎn)同步頂推所采用的設(shè)施及運(yùn)作程序

2.1 拼裝平臺(tái)

2.1.1 拼裝平臺(tái)的功能要求

從功能上講，拼裝平臺(tái)必須滿足以下幾個(gè)條件∶ 第一聯(lián)鋼梁兩端緊靠第一聯(lián)的位置為平臺(tái)位置，鋼梁縱向軸線與拼裝軸線一致，梁底的高度要與平臺(tái)的高度將近一致；平臺(tái)的縱向長(zhǎng)度最好超過梁跨的一半以上（最大梁跨是14個(gè)節(jié)間）；三片主桁的外圍寬度加上操作平臺(tái)（操作房、操作工具）的寬度就是平臺(tái)寬度等，所以平臺(tái)體系的剛度和強(qiáng)度都必須足夠，在拼裝加載和頂推施力時(shí)一定要避免下沉、變形、位移等缺陷的出現(xiàn)。

2.1.2 拼裝平臺(tái)組拼架梁

選址在黃河南岸7#-8#墩之間的是第一聯(lián)鋼梁的拼裝平臺(tái)，長(zhǎng)度8個(gè)節(jié)間共計(jì)96m；靠近8#墩還有20余米凈空，是預(yù)留爬梯位置和存放鋼梁桿件及吊裝工具的地方。選用采用鋼管樁基礎(chǔ)作為平臺(tái)基礎(chǔ)。立柱縱向9排，橫向3排，南端3排，中間兩排，北端3排。支架上下游外側(cè)與聯(lián)接系高度相同位置設(shè)置牛腿托架，牛腿上設(shè)置萬能桿件，支架頂面橫向設(shè)置三條滑道，用來支撐縱向的三片主桁。滑道下面是鋼箱梁，鋼箱梁與萬能桿件用橫向聯(lián)接系相連，形成操作平臺(tái)。操作平臺(tái)的兩側(cè)地面鋪設(shè)軌道，有65噸龍門吊機(jī)橫跨操作平臺(tái)。

布置頂推托架在1#-7#墩墩身兩側(cè)，并分兩部分組成：立柱和滑道梁。采用ф1.5的鋼管混凝土的托架立柱直接支撐在承臺(tái)上，一個(gè)墩旁托架共計(jì)6根立柱。托架上面的滑道梁一端要與墩身頂預(yù)埋件焊接，另一端要與立柱頂焊接。一個(gè)墩旁托架上設(shè)置3片滑道梁，并與鋼桁梁下弦桿中心相對(duì)應(yīng)。

鋼梁的拼裝順序是先要中桁、邊桁、下弦桿，再安裝中桁與邊桁之間的橋面板，從而在下弦平面形成一個(gè)平面框架，繼續(xù)安裝中桁、邊桁腹桿并依次安裝中桁、邊桁上弦桿，使每片桁都形成閉合三角形結(jié)構(gòu)，最后安裝上弦平面橫撐，臨時(shí)平聯(lián)，整體形成主桁架平面穩(wěn)定體系。

2.2 導(dǎo)梁設(shè)置

設(shè)置導(dǎo)梁的目的在于增加梁體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因?yàn)槠涫沟弥髁旱膽冶坶L(zhǎng)度減少，支點(diǎn)處的應(yīng)力降低。搭設(shè)拼裝完成之后，在支架上安裝前導(dǎo)梁108m，然后向0#墩方向拖拉導(dǎo)梁前向48m，在導(dǎo)梁后組拼鋼桁梁4個(gè)節(jié)間，隨后再向0#方向拖拉36m，并繼續(xù)組拼鋼梁3個(gè)節(jié)間，再向6#墩方向拖拉30m，這時(shí)前導(dǎo)梁到達(dá)6#墩旁托架上面。繼續(xù)向0＃墩方向拖拉54m，散拼支架上空出7個(gè)節(jié)間位置。主梁桿件與導(dǎo)梁上弦節(jié)點(diǎn)S1、S0下弦節(jié)點(diǎn)U1、U0相連接，拼裝時(shí)盡快使結(jié)構(gòu)形成三角形穩(wěn)定。考慮導(dǎo)梁安裝和拆除方便，主桁端頭立桿和上弦第一根（MA0-MA1）桿件暫不安裝，待頂推到位，拆除導(dǎo)梁后再安裝。

2.3 滑動(dòng)裝置

在鋼梁下面設(shè)置帶有滑道、滑槽和滑塊的滑動(dòng)裝置，可以減少頂推阻力。設(shè)滑道，滑道縱軸線在拼裝平臺(tái)主桁下面與三片桁下弦軸線重合，滑道全長(zhǎng)6～7節(jié)間。滑道下面是支撐滑道鋼箱梁，再下面是鋼支架，保證在縱向頂推時(shí)，結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定牢固。

1#-7#墩托架上面都設(shè)有滑道梁，滑道梁上面是滑槽，滑槽既起到滑移的作用，也起到導(dǎo)向的作用。

滑道梁是用厚鋼板焊接而成，外形尺寸13.5m×2.05m×1.3m。滑道梁分三節(jié)， 拆除兩側(cè)2節(jié)滑道前需要鋼梁全部頂推到位后，中間節(jié)可以暫時(shí)留在支撐墊石上，以起到臨時(shí)支座的作用。體系裝換時(shí)，可以用豎向千斤頂將梁頂起，取下中間節(jié)滑道梁，然后再把永久支座放上，固定好。

鋼梁尾部拼裝平臺(tái)上的滑塊在滑行時(shí)用斜向鋼板與鋼梁連接，使鋼梁與滑塊成為滑行整體。邊桁滑塊棱臺(tái)形狀，厚鋼板焊接而成。滑塊縱向中心線與滑道中心線重合。

2.4 走形與糾偏裝置

靠臥式連續(xù)千斤頂提供走行動(dòng)力。從1#到7#墩頂，邊桁滑槽前各設(shè)1臺(tái)350T連續(xù)千斤頂。連續(xù)千斤頂由兩臺(tái)千斤頂組合而成，能夠循環(huán)不間斷的提供拖拉力。

一套電子計(jì)算機(jī)主泵控制系統(tǒng)控制千斤頂同步運(yùn)作，以保證兩端千斤頂具有均衡的拉力和相等的速度；還可以對(duì)其受力大小和運(yùn)行速度主動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證滑移速度每小時(shí)10m。

走行牽引是由19Φ15.24鋼絞線承擔(dān)，頂推反力座是一個(gè)C型錨固梁，C型開口處卡住鋼梁下弦桿，C型梁下端有圓孔，用來錨固千斤頂錨頭。在頂推過程中，墩臺(tái)兩側(cè)的千斤頂用鋼絞線拉動(dòng)C型梁，C型梁再帶動(dòng)鋼梁在滑板上面滑移。

由于墩臺(tái)兩側(cè)托架寬度的限制，墩臺(tái)的滑道的有效長(zhǎng)度設(shè)置為12m，因而鋼梁頂推單程最大距離，為鋼梁的一個(gè)節(jié)間，實(shí)際施工中每次要頂推多個(gè)節(jié)間，最多推7個(gè)節(jié)間，因此要靠循環(huán)頂推來完成。墩頂上的每一節(jié)間鋼桁梁頂推到位后，這時(shí)滑槽內(nèi)的滑塊已由開始的最后端滑移到滑槽的最前端，滑行了12m，完成了一個(gè)循環(huán)。隨后再利用墩頂上面的豎向千斤頂把梁頂起，梁頂起后將墩頂滑塊托空，把滑塊從最前端移到滑槽的最后端，避開鋼桁梁下弦節(jié)點(diǎn)的螺栓群，開始下一節(jié)間鋼桁梁頂推。

3 多點(diǎn)同步頂推的操作步驟

1）鋼桁梁組拼完成若干個(gè)節(jié)間，高栓施擰完成，下弦鋼橋面板通過焊接檢驗(yàn)；

2）頂推施工人員分工明確，并進(jìn)行了技術(shù)交底，各種機(jī)械經(jīng)過檢驗(yàn)，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人布置頂推任務(wù)，確定頂推的時(shí)間；

3）把支撐桁梁的各處抄墊抽去，落梁至各滑塊上；用螺栓把鋼梁尾部與滑塊連接好；

4）指揮人員下達(dá)頂推命令的時(shí)候，監(jiān)控人員也要到位。統(tǒng)一指揮所有操控人員；

5）縱向千斤頂開始工作，鋼梁以10m/h的速度進(jìn)行滑移一個(gè)行程；

6）豎向千斤頂起頂鋼梁時(shí)，操作人員放置墊塊在同步頂起一定高度的梁的前端，然后鋼梁落在臨時(shí)支墊上；

7）避開下弦節(jié)點(diǎn)的螺栓群，把滑塊后移到預(yù)定位置；

8）起頂豎向千斤頂，抽去臨時(shí)抄墊，把梁再次放置滑塊上，隨后進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)，直到把拼裝完的鋼梁推出拼裝平臺(tái)；

9）在滑移過程中出現(xiàn)錨頭夾片崩飛，錨索松動(dòng)，撞偏或撞掉限位鋼板等現(xiàn)象，監(jiān)控人員聯(lián)系總控室，停止運(yùn)行，處理故障，需要糾偏的，用橫向千斤頂把滑塊調(diào)正位置，繼續(xù)滑行；

10）頂推到位時(shí)，即橫移調(diào)整鋼梁中心線至設(shè)計(jì)位置，使下一輪鋼梁拼裝與設(shè)計(jì)中心線吻合；

11）在整個(gè)頂推過程中，安全負(fù)責(zé)人、監(jiān)控施工安全、嚴(yán)防機(jī)械傷人等不安全現(xiàn)象出現(xiàn)。

4 結(jié)論

鄭州黃河公鐵兩用橋跨黃河主梁第一聯(lián)采用的多點(diǎn)同步頂推的架設(shè)方案是世界上比較先進(jìn)的施工技術(shù)。頂推接近1公里，在世界上還是首例，這說明我們國家的架橋水平已經(jīng)步入了世界的先進(jìn)行列，同時(shí)也是我們建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位、制造單位、設(shè)計(jì)單位等所有參與黃河橋建設(shè)者的共同合作的智慧、汗水的結(jié)晶。

[1]易倫雄.南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋大跨度鋼桁拱橋設(shè)計(jì)研究[J].橋梁建設(shè)，2009(5).

[2]肖海珠，高宗余.鄭州黃河公鐵兩用橋主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].鐵道勘察，2007(S1).