大噸位混凝土預制橋梁頂推橫移技術分析

梁 紫 浩

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中 030600)

0 引言

自改革開放以來，我國經濟得到了迅速發展，這一方面推動了科學技術的不斷進步，另一方面人們對于道路橋梁的安全可靠性要求也在大幅度增長。特別是近些年來，國家每年投入了大量人力物力財力進行交通路網工程的建設，使路橋工程的發展速度進一步加快。路橋工程的規模、技術水平等也在不斷提高。頂推橫移技術作為結合了頂推[1]與橫移兩種技術優勢的新的施工方法，在路橋工程尤其是大噸位混凝土預制橋梁施工中發揮著重要作用。基于此，為最大限度的發揮其應有功效，相關企業需要在實際施工中，重點研究和實踐頂推橫移技術的具體應用方法，在保證橋梁整體施工質量與使用功能的基礎上，切實提高自身橋梁建設水準，以應對將來可能面臨的種種挑戰。

1 目前國內外大噸位混凝土預制橋梁施工常見技術

大噸位混凝土預制橋梁是目前我國橋梁工程建設中比較特殊的一種，因其施工規模較大、施工環境相對較差、對結構耐久性要求更高以及施工技術復雜等特點，使它成為現階段橋梁工程施工中難度較大的一類。基于此，為最大限度的縮短海上工程以及江上工程的工程量，常常會采取先預制混凝土構件后拼裝的施工模式。換句話說，如何實現大噸位預制混凝土構件的完美拼裝就成為整個工程關鍵點。目前，國內外大噸位混凝土預制橋梁施工中較為常見的施工方法有以下幾種：

1)轉體施工法。

轉體施工是大噸位混凝土預制橋梁施工中比較常見的方法之一[2]。其在橋位處岸邊預制混凝土橋梁構件，在構件強度達到設計標準后，旋轉構件并合龍就位。該方法雖然所需施工設備較少、裝置簡單，完成質量好，工期短，但是造價昂貴。

2)懸臂拼裝施工法。

懸臂拼裝施工，首先要根據設計要求將橋梁主體劃分為若干個節段，并分別對這些節段進行預制，在成型節段達到了拼裝要求后，將其運輸至橋位進行拼裝成橋[3]。懸臂拼裝施工并不會影響到橋下交通或者通航，施工速度快，但是對于精度的把控較為嚴苛，比較適用于那些跨徑在100 m以里的橋梁。

3)頂推施工法。

在橋梁施工中施工頂推法，可以先在沿橋縱軸方向的臺后設置相應的預制場，并分段進行預制，然后借助縱向預應力筋的作用使預制節段能夠與已施工完的梁體連成整體。之后利用水平千斤頂把梁體推出預制場，接著再繼續進行下一節段的預制，以此類推，直到整個梁體推頂就位落梁后就說明施工完畢[4]。這種方法不僅造價低、設備簡單、工期短、無噪聲，同時橋梁結構的整體性較好。

4)橫移施工法。

橫移施工法多用于正常線路上橋梁工程的換梁。在施工時，需要在擬待安置結構的位置旁邊對該結構物進行預制，之后將其橫向移運在規定位置上。橫移施工法的特點有以下幾點：a.在橫移過程中，臨時支座需要支撐該結構的施工質量；b.在整個橫移期間，與該結構物的支座位置保持不變，換句話說，橫移并沒有改變梁的結構體系；c.橫移法施工需要液壓裝置、千斤頂以及卷揚機等設備進行。結合以往實踐經驗可知，這種施工方法花費工期較短，完成質量優越，無噪聲且費用較為低廉。

2 頂推橫移技術在大噸位混凝土預制橋梁施工中的應用方法與要點

頂推橫移技術，簡單來講就是指頂推法與橫移法相互配合使用的一種施工方式。打個比方來說，在建設一座分離式箱橋時，操作人員可以先用頂推法按單箱完成，再采用橫移法就位，之后再在原位置繼續進行另一單箱梁頂推施工，這就可以憑借一套頂推設備完成全橋的施工。

近年來，很多大噸位混凝土預制橋梁的施工采用了液壓千斤頂頂推工藝進行橫移的新方式，不僅投入少、經濟效益好，同時使用方便以及工作過程平穩，并在很多橋梁工程建設中得到了應用，并取得了不錯成效。

2.1 工程概況

BJ市北三環東路橋是該市快速軌道交通工程的重點控制工程之一。其橫跨北三環東路，設計橋型為四跨簡支鋼筋混凝土普通箱型梁，全長66.75 m。箱梁為單箱雙室，底部寬6.8 m，頂部寬11.2 m，梁高為1.3 m。其中，該橋單梁最重可達2 837 kN[5]。由于該橋設計建造地點車流量很大，要求施工不得影響正常通行，且不得發生任何安全事故、問題，并且要做好防污防噪處理。

2.2 頂推橫移技術的實際應用方法

BJ市北三環東路橋工程最初選擇的是現場澆筑混凝土、頂推就位的施工方式。但是當時橋背面的房屋拆遷并未完成，且橋南側的和平里車站的剪力墻帶給箱梁預制拼裝的阻礙，再加上140 m長的頂推滑道的施工勢必會對橋下交通、以及周邊區域居民日常生活造成巨大影響。因此，為降低工程建設可能帶來的種種負面影響，相關建設單位在經過反復研究討論以及縝密計算后，最終確定采取頂推橫移的架梁新技術進行施工。這不僅在很大程度上節約了施工時間以及周轉材料，同時還可以將施工對周邊居民以及橋下交通帶來的影響降到最低[6]。其中，在頂推橫移技術的應用過程中，應該對以下幾點引起重視：

1)確定箱梁具體的施工方案。在上述工程中，箱梁橫移的施工主要有以下幾個步驟，即搭設滑道、起梁、橫移、落梁、支座安裝等。首先要做好施工的準備工作。在該工程中，施工單位準備了四臺1 500 kN張拉千斤頂以及四支配套油泵。之后將油泵設置在梁頂面，并使其隨著梁來移動，接好設備電路。梁體的頂推設備需要根據噸位以及頂推力等進行確定，在這項工程中，選擇采用兩臺1 500 kN張拉千斤頂就可滿足施工要求。

2)箱梁的預制。在鐵路橋面上，鋪設縱向規格為15 cm×15 cm的方木一層，橫向間距保持在80 cm，臺座長68 m。之后在方木上橫向鋪設45 kg/m的鋼軌，縱向間距保持在80 cm，每根鋼軌長度為12.5 m，兩端安裝懸臂版支撐排架以及安全防護板。箱梁的澆筑需要分兩次進行，先澆筑底板與肋板，之后再澆筑頂板。當混凝土澆筑完畢后，需要立即進行覆蓋并灑水養護。

3)箱梁頂推橫移。在預制箱梁的強度達到設計要求后，技術人員需要將內外模板拆除，并去除左側的防護欄，之后在橋墩之間、舊橋與墩之間組立鋼排架墩。排架墩由兩組軍用墩構成，且墩間利用連桿橫連，并與橋墩固定。為確保排架墩的橫向穩定，相關技術人員通過在排架墩以及橋墩間設置短方木進行橫撐的方式來實現。在施工前，還需要在排架墩離地3.5 m的地方搭設施工平臺，平臺用鋼管制成，切四周用密眼網進行防護，之后在排架墩上鋪設橫移下滑道。

將千斤頂布置在事先預留好(鋪設梁底模時預留)的梁端方木與鋼軌的空當處，在下面鋪設一張鋼板，放進去后，在頂上也鋪設一張鋼板，以增加頂梁的承壓面積。之后，四個千斤頂會將梁的兩端同時頂起，將梁底模與小方木去除，利用導鏈將下滑道拉至箱梁下方，且將滑道接長，一直延續到排架墩上，垂直于橋梁中線。上滑道在黃油的作用下隨之推入，箱梁就可落到滑道上。

在橫移箱梁時，需要將千斤頂放置在頂座與箱梁之間，且兩臺千斤頂需要統一操作、同時給油，使箱梁可以沿著滑道橫移一個千斤頂油缸的距離。然后千斤頂回油、頂座前移，千斤頂再次頂移，直至箱梁橫移到指定位置[7]。在這一過程中，為了避免箱梁在橫移過程中出現扭轉，需要在梁和下滑道上彈橫移線，每移動兩個行程就需要檢查一次，一旦發現兩端相差在2 cm以上，就需要立即進行糾正。為確保到位準確，要在下滑道末端安裝設置相應的限位擋板。

4)落梁。落梁工序主要分為以下幾個環節，即準備、千斤頂舉梁、拆除滑道、支座安裝、梁體降落到支座上、焊接支座上部與下部。在落梁前，需要通過科學計算來確定落梁所需豎直千斤頂的型號與數量，同時還要擬定千斤頂在墩頂所處位置及最小高度。用于落梁的千斤頂噸位應留有富余。另外，為了防止梁內彎矩超出合理范圍，需要將頂高嚴格控制在5 cm范圍內，以能取出滑板為標準。

3 強化大噸位混凝土預制橋梁頂推橫移技術應用效果的措施

3.1 避免梁體在頂推橫移中出現開裂的措施

為避免梁體在頂推橫移過程中出現開裂問題，首先要從預制梁體自身的制作質量入手，嚴格把控混凝土的配合比，使混凝土的各項指標特別是強度與彈性模量等均達到設計要求，同時還要注意梁體的實際施工質量。除此之外，要切實提高滑道的制作精度，實現對滑道標高的嚴格把控[8]。之后，為改善箱梁前后端的受力情況，可以在其前后分別設置鋼導梁，并利用精軋螺紋鋼來強化鋼導梁與箱梁的連接。

3.2 保證頂推施工質量的措施

1)每節段預制箱梁在頂推之前，相關技術人員需要進行必要的穩定性檢測，確保頂推所需設備以及滑動面的完好與穩定，確定完畢后才可正式開始頂推。2)在頂推過程中，施工人員需要不斷進行千斤頂同步的加力頂推，維持千斤頂油壓的穩定性，并保持加力的穩定。3)在頂推前，施工人員首先要根據主梁的長度、頂推跨度設計值、橋墩能承受的水平推力、滑動裝置以及頂推機械設備等信息，確定恰當的頂推形式。目前，頂推形式主要有以下幾種，即多點頂推以及單點頂推等。

4 結語

橫移頂推技術與其他橋梁施工技術相比，有著極大應用優勢。而在當前大噸位混凝土預制橋梁施工中，頂推橫移技術雖然擁有結構簡單、使用便捷、節約材料與施工時間等優勢，但是依然是施工技術的難點。基于此，需要相關單位嚴格遵照行業標準把握頂推技術與橫移技術的關鍵點，并采取有效措施強化二者配合效果，從而在提高大噸位混凝土預制橋梁施工質量的前提下，逐步擴寬其發展推廣道路。

參考文獻:

[1] 張永明.大跨度預應力混凝土連續梁橋施工關鍵技術研究[J].建筑工程技術與設計,2017(9):89-92.

[2] 王 濤,葛燕鋒.淺談某跨鐵路預應力混凝土橋轉體施工質量控制[J].中國高新技術企業,2015(2):110-112.

[3] 劉 健.預應力混凝土連續梁橋懸臂拼裝施工工藝和控制[J].山西建筑,2016,42(7):195-197.

[4] 趙人達,張雙洋.橋梁頂推法施工研究現狀及發展趨勢[J].中國公路學報,2016,29(2):32-43.

[5] 王德宇,盧 浩,孟慶祥.大跨度預制箱梁橫移架設技術[J].鐵道建筑,2003(7):14-17.

[6] 譚學麒.頂推橫移技術在大噸位混凝土預制橋梁的應用探討[J].低碳世界,2016(7):211-212.

[7] 周會軍.大噸位橋梁橫移落梁施工技術[J].鐵道建筑技術,2003(4):9-12.

[8] 賈建平.大噸位預應力混凝土箱梁跨密集型鐵路站場頂推施工技術[J].鐵道標準設計,2011,9(3):42-45.