上跨既有線寬體大噸位箱梁頂推技術

燕秋

摘要： 本文結合工程實踐，對上跨既有線寬體大噸位箱梁的頂推技術進行研究，通過建立結構分析模型，對施工階段的箱梁、導梁等結構進行分析及驗算，根據驗算結果對各結構參數進行調整及優化。并在施工中采用了最新的同步頂升液壓系統。最終順利完成本項目寬體大噸位箱的頂推施工。

Abstract： Based on the engineering practice， this paper studies the jacking technology of wide large-tonnage box girder overcrossing the existing line. Through the establishment of structure analysis model， the box girder and guide beam are analyzed and checked. The structural parameters were adjusted and optimized. And the latest synchronous lift hydraulic system is used in the construction. Finally the jacking construction of the wide large-tonnage box girder overcrossing the existing line is successfully completed.

關鍵詞： 箱梁；頂推；寬體；大噸位；關鍵技術

Key words： box girder；jacking；wide；large tonnage；key technology

中圖分類號：U448.21+3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）01-0131-03

0 引言

頂推法為在橋跨后部設置梁體施工場地，進行梁體的逐段澆筑或拼裝，每施工一個節段，即用水平液壓千斤頂縱向頂推，梁體通過前方墩頂的臨時滑動支座，將梁段逐節向前縱移，梁體全部頂推到位后，更換支座及落梁，完成梁體施工。

梁體頂推法施工，具有設備簡單、過程平穩，低噪聲等特點，通常在跨越峽谷、深河、公路及鐵路等橋梁的等截面預應力砼連續梁中采用，也可用于斜拉橋、拱橋等復雜結構?；蚋呒軜蚝屯实那€橋和坡橋?？刹恢袛鄻蛳陆煌ɑ蛲ê?，避免大量腳手架的使用。

對于寬體及大噸位箱梁頂推，在設備選用、場地設置、臨時墩設計、千斤頂同步及質量保證等方面均較普通頂推而言要復雜得多。本項目施工時對寬體及大噸位箱梁頂推進行全面深入的研究，本文對所取得的研究成果及施工關鍵技術進行了描述，希望能給類似項目施工提供一些幫助與借鑒。

1 工程概況

簡蒲高速公路永豐樞紐互通式立交主線1#橋為分離式橋梁。第4聯上跨成昆鐵路及其在建復線，結構形式為26+26+26m斜交預應力砼連續箱梁，連續箱梁采用4箱室、直腹板截面型式，其中右幅橋梁寬度19.734～23.672m，左幅橋梁寬度18.75m。梁高1.8m。

受與鐵路電氣化接觸網的安全距離（箱梁底距接觸網垂直高度1.4m）、施工條件等的限制，如采用常規支架、掛籃懸澆等施工方法施工，安全性差，施工難度大，最終確定采用整體性好、安全性高、整體受力性能佳及對鐵路運營影響小的頂推跨越方案。

2 頂推整體方案

箱梁預制及頂推平臺位于13#墩至18#墩兩跨主線上。左右半幅對稱布置，半幅頂推（預制）平臺長50m，寬25m。頂推（預制）平臺橫橋向按設計做好2%的橫坡，縱向設置1.6%的縱坡。采用砼樁基礎及鋼管柱結合滿堂式腳手架作為頂推（預制）平臺支撐系統。本項目頂推施工平面布置見圖1。

結合箱梁尺寸，通過對比及分析，確定采用單點集中頂推就位方式，此方法避免了多點頂推時千斤頂同步控制復雜的難題（因為寬體箱梁，如果千斤頂不能同步，將對梁體產生較大的扭曲應力，容易引起梁體破壞），同時減少了預埋件及千斤頂等施工設備的數量。用（4臺/右幅，3臺/左幅）TX100D自動連續千斤頂牽引。

57m連續箱梁預制完成后，在13～18#墩、臨時墩墩頂布置滑動支座、墩頂及臨時墩墩頂連續梁腹板兩側布設橫向限位設施，在（左幅15#墩/右幅14#墩）設置牽引點；箱梁前端安裝前導梁，尾端設置型鋼后錨反力點，牽引端通過縱向18-？準15.24mm高強度低松弛鋼絞線與后錨反力點連接，頂推時由中心控制臺集中進行程控制。

頂推時梁體在滑道梁上滑移，滑道梁固定于永久及臨時墩上。在箱梁與滑道之間放置MGE板以減少頂推摩阻力。當梁體縱軸線偏離設計值5mm時，及時在糾偏頂上調節。

由18#墩向13#墩方向頂推，按左、右幅安排同時施工，通過鐵路上方，須經過鐵路部門審批，要點封鎖線路進行施工。并在導梁下部設置防電屏蔽設施，確保行車及施工安全。

頂推到位后拆除滑動支座，安裝正式支座，起頂落梁就位。

因在頂推施工階段，梁體及導梁正負彎矩反復出現，施工前采用Super線性靜力程序，對箱梁及導梁在頂推階段的最不利狀態進行分析計算，根據分析結果，多次對導梁結構及長度、推力施加方式、臨時支墩布置進行調整和優化，以控制梁體承受的最大彎曲應力，確保梁體結構安全。

3 頂推箱梁預制

在臨時墩、永久墩之間搭設滿堂式腳手架，作為箱梁施工的承重結構。箱梁底板高度較滑道梁高30cm，以便調整梁體底板標高及后續安裝滑道板。

箱梁底板安裝前，按設計要求安裝就位滑道梁。并與臨時墩、永久墩固結；在箱梁底板鋼筋綁扎前，腹板位置預埋通長不銹鋼板，作為梁體滑道。

鋼筋綁扎完成后，砼澆筑前，埋設前導梁、后錨點預埋件。

梁砼澆注完成且預應力束張拉后，開始進行頂推施工系統的安裝工作。

4 頂推施工工藝及技術關鍵

4.1 頂推力、頂升力計算及千斤頂配置

以左幅為例進行計算。

①全部荷載計算。

梁體砼1116m3×2.5+前導梁重55T+頂推千斤頂1T（3臺）+人機重量0.2T/m2×1182.75m2+防撞墻砼0.54×50×2.5=3150.1T。

②頂推力計算及千斤頂配置。

按摩擦阻力0.1計算。頂推力為315T。配置3臺200T頂推千斤頂，滿足要求。

③頂升力計算及千斤頂配置。

配置22臺頂升千斤頂，其中6臺250T千斤頂，16臺200T千斤頂。合計最大頂升力4700T。滿足頂升力要求。

4.2 滑道梁安裝施工

滑道梁、墩頂雙層支撐梁在頂推（預制）平臺安裝時同時安裝，滑動支座（滑塊）、不銹鋼板、橡膠四氟滑板在模板拆除完畢后安裝。滑移系統安裝到位后，逐漸將箱梁降落至滑動支座上，形成箱梁頂推狀態。

滑道頂面尺寸2000×800mm，滑道梁與墩頂鋼立柱頂面、砼橋墩頂預埋件焊接，在不銹鋼鋼板與滑塊之間涂抹硅脂油，用不銹鋼鐵皮將滑塊頂嚴密覆蓋，以確保施工不對滑道造成污染及破壞?；冷摪宓目v向兩端設置成向下的斜面以便頂推過程中順利塞入四氟乙烯滑塊，坡面處填干硬沙以利于拆模后能順利掏出。

橋墩、臨時墩墩上滑動支座標高按橋梁設計實際縱橫坡進行控制，要求誤差不超過1mm，單幅橫斷面人左、中、右滑動支座標高誤差不超過0.5mm，相對誤差不超過1mm，滑道安裝示意見圖2。

4.3 頂、落梁施工

在落梁時，每個千斤頂旁配備落梁限位鋼板。鋼板每塊厚20mm。在千斤頂頂面和限位鋼板間墊放防滑移橡膠墊塊。防止梁體在頂、落過程中滑移。

頂落梁施工時，確保千斤頂同步性是非常關鍵的。如果千斤頂不能同步，使箱梁產生發扭曲，對于寬體箱梁而言，容易出現局部扭曲應力過大而使梁體損壞。通常的頂推控制系統難以真正確保對千斤頂進行同步控制。在此項目中采用了“海力”牌多點同步頂升液壓系統，該系統是將液壓頂升系統、計算機PLC信號處理、位移監控技術進行集成與統一控制，其頂升和降落精度誤差不超過±0.5mm，能達到安全與高效的橋梁頂升的目的。

4.4 前導梁設計

前導梁是為了減少頂推過程中箱梁大懸臂狀態下的撓度過大、提前到達前方墩位形成支撐點。施工時對箱梁與導梁組成的整體、導梁自身進行受力狀態分析和內力計算，不僅確保導梁本身結構安全。且確保采用合理的導梁長度，使主梁最大懸臂負彎矩和營運階段的支點負彎矩基本相近。

經采用Super線性靜力程序進行承載計算及分析，得到的最優前導梁安裝凈長度為15m。

導梁采用鋼板焊接成箱型結構，設計考慮采用變剛度，由根部上部向端部逐漸減小。導梁與連續箱梁縱向通過梁體內預埋？準32精軋螺紋鋼聯結。導梁分兩節拼裝完成。前導梁結構見圖3。

4.5 側向限位施工

在梁體兩側設置側向限位裝置防止梁體在頂推時橫移，限位裝置與墩頂預埋件焊接連接。結構見圖4。

雖然理論計算結果表明，僅在橋墩上設置限位裝置，其側向限位約束力滿足設計要求，但施工時不是每個限位同時均勻受力，會出現單個限位受力超出計算值的情況。故在臨時墩上增設限位裝置。

4.6 鋼絞線安裝及頂推系統調試

在鋼絞線端頭套和引線套，逐條從后部千斤頂的穿心孔向前頂方向穿入，再順次穿過牽引裝置上。安裝時要注意調整千斤頂及牽引裝置上的前后工具錨，使錨孔對正。穿好的鋼絞線要順直，不交叉、不打絞、不扭轉，左、右旋均布，不得拆、碰行程開關組件。

鋼絞線安裝并經檢查滿足要求后，預緊鋼絞線并使其松緊程度大致相同。

頂推系統安裝完成后先進行空載試驗，模擬所有動作，以檢查設備是否正常工作。

4.7 頂推施工工藝

①頂推前全面檢查設備裝置，要確保電路完好，各設備運行正常，通訊暢通，各崗位操作人員就位，專職監控及量測人員就位，對鋼絞線進行預緊，頂推力值計算完成，制定頂推力施加方案并進行交底。

②正式頂推前，點動運行頂推系統2～3次，以檢查系統各設備進行運行良好。

③按單點集中頂推，施工時使用能夠根據摩阻力變化而自動調整拉力的控制系統，以確保頂推縱移速度均勻。施工時頂推速率按6m～12m/h進行控制。

④頂推過程及時更換滑板非常關鍵，每個墩頂安排專人進行滑板的更換，滑板要各塊緊貼，不銹鋼底板與滑道間不能出落空，滑板要完整無損，損壞時要及時替換。

4.8 測量控制

監測人員頂推全程要密切監控量測梁體中心偏位、梁體兩端梁面標高、各墩偏位等情況。出現梁體中心偏位時，要立即利用側向限位裝置上的糾偏頂實施糾偏。

監測人員將臨時墩的墩頂瞬間偏位作為重點進行監測，一旦發現偏位超值，立即停止施力，重新調整后再施力縱滑，以確保將臨時墩偏位控制在設計要求范圍內。

5 施工技術措施

①在頂推期間，安排專業的液壓、電控技術人員監控千斤頂、泵站和主控臺的運行狀況。并重點監控自動連續千斤頂前后兩套夾持器的持力轉換效率。

②頂推期間密切注意滑板磨損情況，并準備頂升千斤頂以更換滑板。

③測量技術人員隨時觀測箱梁是設置的觀測點的坐標變化情況，以指導現場頂推的施工。

④最后2m的頂推改為手動控制，以點動的形式施加頂力慢速縱滑。并在橋墩上設立限位裝置，嚴防梁體頂推過頭。

6 結束語

頂推施工是一項復雜的系統工程，雖然在理論上已是非常成熟的，但針對本橋寬體大噸位箱梁頂推，受到眾多復雜因素的影響，在施工階段要充分考慮各種因素的影響，根據實際情況進行工況分析、驗算，根據分析進行調整及優化，并在施工時精心組織實施，方能達到預定的目標。

參考文獻：

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