跨鐵預應力連續(xù)梁頂推施工淺析

【摘要】敘述某跨鐵連續(xù)梁施工過程，對施工過程進行說明，包括支架體系、滑道設置、導梁設計施工和頂推過程以及落梁等問題，并對控制要點進行分析說明

【關鍵詞】預應力，連續(xù)梁，支架，滑道，導梁，頂推施工

1 工程概況

1.1 設計概況

某橋主線橋梁橫跨京滬鐵路，相交角度為83.2度，梁體結構為40+40+40m預應力混凝土連續(xù)梁，箱梁采用單箱四室箱形截面，混凝土型號為C50，直腹板，腹板厚由60cm變化到40cm，施工縫位置設置1.5m厚頂推橫隔板。

本橋分三段進行施工，跨鐵路部分計劃采用頂推施工，頂推段長度為56m，其它兩段現澆段長度為32m，頂推方向至東向西。

1.2 頂推施工計劃

頂推分階段進行，第一階段試頂推，第二階段頂推至前導梁上滑道，第三階段利用列車運行間隙頂推，第四階段調整支座錨栓位置同時頂推至箱梁就位。

2.頂推施工前的準備工作

2.1 支架體系

本橋頂推施工所需支撐墩共2個組合墩和6個臨時墩。L1-L6臨時墩設置鋼管柱，通過橫向、縱向鋼管焊接以及槽鋼作斜撐連成一個整體，幾個組合墩支架體系與臨時墩類似。作為頂推過程中重要的受力、傳力結構，同時為了增加支架體系的穩(wěn)定性，在兩個相鄰的蓋梁上用精軋螺紋鋼筋拉緊，其余位置用滿堂支架搭設，形成整個支架體系。這樣整個支架體系可以提供滑道和頂推梁段預制的平臺，同時共同承擔頂推過程的水平力。

2.2 滑道設置

滑道設置在箱梁腹板的位置，寬0.6m，共4道，設置在主墩及臨時墩蓋梁上。滑道頂板、底板及肋板采用厚鋼板，為了方便喂入滑塊，縱橋向兩側各0.2m設置15%的坡度，同時保證頂推導梁能上30#墩滑道，滑道縱向設置4‰的坡度（頂進方向為上坡）。

滑塊采用橡膠聚四氟乙烯板，其抗壓強度不低于15Mpa，防止頂推過程中滑塊壓碎。因箱梁混凝土直接澆筑在滑塊上，為保證滑道板之間不被灰塵、水及灰漿污染，滑塊頂用0.5mm厚鐵皮覆蓋嚴密。滑道鋼板縱向兩側15%斜面處填干硬沙（以利于拆模后能順利掏出）并保證柔性支撐比剛性支撐側高5-10mm，以保證梁底的平順。

2.3 導梁的設計

鋼導梁的作用是減少頂推時前端箱梁懸臂狀態(tài)下的負彎矩，一般取主梁剛度的1/6～1/10。導梁分三段加工，前段、尾段及預埋段，預埋段埋入梁體為1.5m。導梁前端1米范圍設置10%斜坡，以便導梁能夠順利滑動至滑道上面。導梁的每根主梁與頂推段主梁連接處設置6根直徑25mm的精軋螺紋鋼筋，頂推前每根精軋螺紋鋼筋設置初拉力，這樣設置精軋螺紋鋼將導梁與混凝土梁通過預施加應力加強連接。

2.4 頂推段梁體預制

頂推段梁體的鋼筋、混凝土、預應力施工嚴格按照設計圖紙和施工規(guī)范的要求執(zhí)行。針對頂推的特點，有幾點需要特別強調：

（1）普通鋼筋要強調安裝質量。特別作為頂推法施工，有關專家文獻指出，構造鋼筋是避免頂推過程中混凝土開裂的關鍵，特別是滑道位置部位的底板鋼筋和腹板預應力處的防崩鋼筋尤為重要。

（2）預應力施工。特別注意預應力損失，豎向預應力的張拉質量，縱向通索張拉質量以及壓漿質量。作為對應腹板下前期通索壓漿 ，前期如果壓漿不密實 ，會導致滑道底板開裂。注意一個細節(jié)，合理設計導梁與梁體連接處的寬度，不影響腹板和底板預應力施工。

3. 箱梁頂推

3.1 頂推原理

頂推的基本原理是箱梁重量通過滑塊作用于支撐墩上，由墩身傳至承臺和樁基上。待箱梁施工完畢以后，利用千斤頂通過鋼絞線拉拽箱梁，當頂推力大于滑塊與滑道板之間的摩擦力時箱梁向前移動，最終使梁體就位。整個頂推系統(tǒng)由承重墩、滑動系統(tǒng)、頂推牽引索及動力系統(tǒng)組成，在主墩設反力點，牽引索是利用鋼絞線穿過連續(xù)頂推千斤頂并與梁后端的錨點連接組成的。

3.2 頂推施工準備

（1）箱梁支架拆除，搭設頂推梁作業(yè)平臺。

（2）清理滑道，掏出四周的干硬灰及夾在滑板與梁底之間的干硬沙，并保證滑板與下滑道之間的清潔。

（3）按要求穿頂推鋼束，頂推鋼絞線通過后錨在梁底與前端千斤頂連接，設初張力并單根頂緊，并且保證對應孔的鋼絞線一致，不能出現纏繞、交錯的情況。。

（4）橫向限位裝置的安裝。在臨時墩蓋梁及主墩蓋梁上安裝橫向限位裝置，千斤頂在限位支架的鋼板槽內固定，在頂推過程中，可以調節(jié)千斤頂頂力調整梁體的方向。

3.3 頂推施工

3.3.1 試頂推

開啟動力系統(tǒng)，控制千斤頂同時施力試頂，試頂時，記錄試頂時間和速度，根據實測結果與計算結果比對進行調整速度，做好以下幾項重要數據的測試記錄：

（1）頂進速度；

（2）控制采取點動方式操作，以供頂推初步到位后，進行精確定位提供操作依據。試頂過程中，應檢查橋體結構和關鍵受力部位；

（3）記錄梁體啟動時頂力的大小，四氟板與不銹鋼板之間的摩擦系數

3.3.2 正式頂推

按照頂推后續(xù)計劃進行頂推作業(yè)。首先選擇手動模式，檢查在各級頂力狀態(tài)下各受力結構變形情況。主梁滑移后轉換至自動運行模式，進行主梁的自動連續(xù)頂推。

在頂推過程中，注意對主梁的軸線進行觀測，如果發(fā)現主梁軸線偏離設計軸線，應通過限位千斤頂，在頂推過程中進行糾偏。隨著主梁向前推移，各臨時墩受力也在不斷發(fā)生變化，在主梁壓力及摩阻力作用下，臨時墩及主墩會出現失穩(wěn)或強度破壞的可能性，需要保持監(jiān)測。

3.3.3 落梁就位

梁體頂推就位后，在30-31#主墩蓋梁頂設置8臺千斤頂將梁體頂起5cm，然后拆除滑道、導梁，拆除臨時預應力，張拉后期預應力束，再利用千斤頂進行落梁至永久支座上。起落梁時嚴格控制箱梁高度，相鄰各頂點高差不得大于2mm，盡量減少箱梁內力，并在千斤頂旁設置臨時保護墩，并且千斤頂鋼絞線不能松開，直至落梁就位后，方可拆除千斤頂及鋼絞線。

4. 結論

（1）支架體系搭設是整個頂推施工成功的前提，合理設計臨時墩和主墩所組成的支撐體系，加強聯接和加固處理，盡量確保在整個頂推施工中不會出現支撐結構失穩(wěn)或者強度破壞。

（2）滑道和導梁的設計不僅需要滿足在頂推工程中的剛度、強度及變形要求，同時還需要考慮施工操作的方便性和可行性，如設置合理的坡度，滑道鋼板縱向灌沙。

（3）頂推過程中受反復變化的剪力和彎矩，鋼筋和預應力施工質量是防止頂推過程中混凝土開裂的關鍵，整個頂推過程應力和支架也需要重點監(jiān)測。

（4）頂推過程中主要控制頂推梁前后軸線的偏位、千斤頂同時工作狀態(tài)、滑塊的進出以及梁體內的應力，同時還要檢查整個支撐體系狀態(tài)，事實證明整個控制方法方便安全可行。

參考文獻：

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陳恒山， 吳靜， 陳湘林. 頂推法施工在橋梁工程中的應用[ J] . 中外公路， 2006

范立礎. 預應力混凝土連續(xù)梁橋[ M] . 北京： 人民交通出版社， 1988

施帆，男，助理工程師，1988年出生，2010年7月畢業(yè)，華中科技大學，道路橋梁與渡河工程專業(yè)，學士學位。