連續梁橋頂推施工法綜述

(重慶交通大學 重慶 400000)

一、引言

近代頂推施工法一般認為頂推法首次用于預應力混凝土連續梁的架設是1959年奧地利的AGER橋，該橋全橋長280m，為四跨連續梁橋。當然，一些早期的施工方法里面就已經蘊涵了頂推的施工思想。頂推施工方法的雛形來自早期鋼橋的拖拉法、導梁拖拉法、縱向連接拖拉法[1]。現在頂推法的構思直接來源于鋼梁縱向拖拉法，它用千斤頂取代了傳統的卷揚機滑車組，用板式滑動裝置取代滾筒，無論從精度上還是從頂推能力上，都取得了很大的進步。

二十世紀七十年代，我國鐵道部第一工程局橋梁處在有關單位的配合下，在西延線狄家河橋施工中首次采用頂推法并取得成功[2],為我國大跨度連續梁橋施工開辟了一條新途徑。

二、頂推法的原理

頂推施工法是在橋梁縱軸方向的橋臺后方設置施工場地，分節段澆筑梁體或者使用工廠預制節段，通過使用縱向預應力筋將澆筑節段與已經完成施工的梁體連接成為整體，并在梁體前安裝鋼導梁[3]。

三、頂推法的特點及分類

(一)頂推法的特點

1.頂推施工的橋梁一般單跨頂推力通常在50到100t之間，頂推設備輕型簡便，不需大型吊運機具，保養與運輸方便，適合特殊場地使用；

2.對橋下地基和凈空無要求，不影響通車或通航，由于預制場通常設在岸上，搭建拆除簡單，混凝土或者是鋼構件運輸方便[4]；

3.場地固定集中，便于安全施工，受環境干擾小；

4.工作條件相對較好，所需勞動力少，勞動強度不高；

5.對于彎橋只能是曲率恒定的橋梁，而且通常要求梁高不變，底面是直線的橋梁才能使用頂推法[5]。

(二)頂推法分類

頂推法的分類方式比較多，一般情況下按照頂推力的施加位置和頂推裝置的類型劃分。我們把頂推裝置及中設置在橋臺或者某一個橋墩上的情況稱為單點頂推[6]；將多個墩臺上設置頂推裝置的稱為多點頂推。

四、頂推法的實施

(一)頂推力計算

擬定頂推的實施方案后，明確在施工過程中需要的設備(規格、型號及數量)和頂推時采用的支撐、滑道設計。一般情況下，頂推力的計算可采用下式：

P=W(μ±i)K1

式中：W——頂推的總重力(KN)；

μ——滑動摩擦系數，其取值與溫度有關系，一般取0.05～0.1；

i——頂推坡度，當向上頂推時用正號；

K1——安全系數，一般取值為1.2。

在計算頂推力時，如果頂推梁段在橋臺后面連接有臺車、臺座等需要同時向前頂推時，也應該將這一部分的影響計入[7]。

(二)頂推施工設備

1.水平豎向千斤頂：這類裝置有水平和豎直千斤頂組成，它每一項推進的施工程序為頂梁、推移、落下豎直千斤頂并收回水平千斤頂的活塞桿。如此反復不斷把梁體頂推到設計的位置。

2.拉桿千斤頂頂推裝置：水平千斤頂設置在橋墩前側支架上或墩頂支架上，主梁與千斤頂之間通過拉桿連接，拉桿一端由楔形夾具固定，另一端錨固在設置于梁側的錨固設備上，通過千斤頂的牽引作用，帶動梁體向前運動[8]。

(三)導梁的優化

在導梁優化分析中，我們可以將導梁簡化模型中的支點位置的約束簡化為固結[9]。

通過計算和分析連續梁橋頂推施工中主梁前端所安裝的導梁長度、剛度和單位長度的重量這三個參數對頂推施工過程中主梁內力的不同影響，可以得出計算頂推施工最優的導梁參數值的方法。我們應根據工程的實際情況，對導梁的三個參數合理取值。在導梁的優化分析中，第一跨的跨中最大正彎矩對導梁的各參數值的選取不起決定作用，頂推過程支點位置的最大負彎矩對導梁優化分析的結果是起決定作用的。

(四)施工中的穩定問題

(1)主梁頂推時的傾覆穩定：施工時可能發生傾覆失穩的最不利狀態發生在頂推的初期，導梁或箱梁還沒有進入前方橋墩的時候，梁體呈現出最大懸臂狀態。要求在最不利狀態下的傾覆安全系數不小于1.3。當不能保證足夠的安全系數時，應該考慮加大穩定段長度或者在跨間增設臨時墩。

(2)主梁頂推時的滑動穩定：在頂推施工的初期，由于頂推裝置摩擦系數小，抗滑能力比較差，當梁體受到水平推力時，很有可能會發生滑動失穩的問題。

五、結語

通過對連續梁橋頂推施工法文獻的總結和研究，頂推施工工藝以及施工過程中應該注意以下事項：

(1)頂推施工法的原理是利用水平千斤頂將分節段完成的梁體推出施工場地的無支架推移的方法。該方法具有施工場地小，施工安全可靠等諸多優點。

(2)對于頂推力的計算，我們要結合工程現場情況，一般可按照計算公式進行計算，并需要取不小于1.2的安全系數，當然，頂推力不可以設置過大，避免出現滑動穩定問題。

【參考文獻】

[1]魏紅一.橋梁施工及組織管理(上冊)[M].北京：人民交通出版社，2008.

[2]馬如嶺.跨鐵路線78 m鋼析梁頂推施工[J].鐵道建筑，2006，6(2)：16-17.

[3]李亞東.橋梁工程概論[M].成都：西南交通大學出版社，2006.

[4]楊輝.鋼箱梁步履式平移頂推受力特勝與施工技術[碩士論文][D].南昌大學，2010.12.

[5]范立礎.橋梁工程(上冊)[M].北京：人民交通出版社，2001.

[6]趙志平.橋梁頂推施工的精度探討[J].橋梁建設，1994.02.

[7]魏民.廣州新光獵德大橋鋼箱梁頂推關鍵技術研究[碩士論文][D].成都：西南交通大學，2008.

[8]龔志剛.頂推重量9 000t的墨西哥恰帕斯連續鋼箱的梁橋[J].橋梁設計，2007，8(1)：7.

[9]羅建華，付潤生.橋梁施工技術[M].成都：西南交通人學出版社，2009.