頂推滑移法在鋼結構橋梁施工中的應用分析

王麗珍

(山西路橋第一工程有限責任公司，山西 太原 030000)

鋼結構橋梁經常采用大型吊車進行安裝，但在現場條件較為復雜的情況下，大型吊車無法進場，這樣就會對吊裝的工期帶來一定影響，或增加施工成本。對此，可以在綜合考慮了現場實際情況的基礎上，采取一種全新的頂推滑移施工方法，以此在保證施工順利完成的基礎上，縮短工期，并減少成本，解決在復雜現場條件下進行大型鋼結構吊裝施工的難題。

1 工程概況

某橋梁工程按雙向六車道標準設計，有三跨采用鋼筋混凝土疊合梁，共采用約2 400 t鋼結構，橋梁跨河部分的箱梁可以分成4段，各段長度相等，均為38 m，寬4.88 m，單段重110 t，是迄今為止，該地區單段長度和重量均最大的鋼結構橋梁，鋼梁的兩端和混凝土之間采用牛腿進行搭接，因橋梁跨越橋梁，所以現場的施工環境較為特殊和復雜，這就給就位施工帶來了一定困難。

在鋼箱梁的兩側設置了裝飾架，架形為扇形，完成對主梁的吊裝施工后和它進行連接。梁間的連接主要采用連梁來實現。本工程在安裝中最大的問題是現場有很多的約束條件，從河道上橫跨，兩側橋臺無鋼索予以張拉，不能給吊裝設備創造足夠的站車位置，故吊車僅可以站立在橋臺的南北側實施吊裝，但箱梁長度達到38 m，半徑極大，現場設有高壓線路，在吊裝過程中必須注意躲避。為了防止吊裝時與高壓線路發生觸碰，并對構件運輸創造便利條件，通過細致的放樣與勘測，認為東南、西北和東北三個角均無法進行吊裝，故將吊車安排在西南角實施吊裝。

2 方案確定

以現場的實際情況為依據，通過反復研究與論證，制定如下三種吊裝方案。

方案一：由1 250 t履帶吊進行直接吊裝，這一方案的主要優勢在于每個鋼梁都能一次性完成吊裝，其工期相對較短，質量易于保證，然而，履帶吊的費用很高，經濟上不夠合理。

方案二：在河道內進行鋼管樁的設置，然后架設一個跨度為50 m的架橋機來架設鋼橋。采用這一方案雖然也能實現對鋼橋直接吊裝，且費用少于方案一，但因為架設之前必須在河道中進行鋼管樁的施打，會延長一定工期，且對架橋機的實際利用率并不很高，完成施工后還要解決其拆除問題。

方案三：先利用起重機對構件實施吊裝，再對鋼箱梁進行滑移就位，這一方案可依次將鋼梁設置就位。相較于以上兩個方案，其成本大幅減少，并且工期可能達到要求，質量易保證，取得良好效果。然而，該方法之前并未用過，基本無經驗可言，在技術上存在很多亟需解決的實際問題。

對以上三種方案進行綜合分析，在同時考慮工期、成本和質量的情況下，將方案確定為先吊裝、再頂推滑移、最后下落。

以吊車的技術性能為依據，結合現場實際情況，本工程選用性能良好的履帶吊，將其放在西南岸時，只能把處在最南側的梁吊裝好。基于此，吊裝應按照從北到南的順序進行，先將北側的吊到南側指定位置，再依次向北側不斷滑移，最后對最南側的鋼梁進行吊裝。當采用該施工方法時，需要解決幾個技術問題：其一，選擇適宜的滑移軌道；其二，確定滑移方式；其三，確定完成滑移后怎樣落位。

3 滑移軌道選擇

鋼梁和橋臺間主要使用牛腿進行搭接，在混凝土中，牛腿的長度只有300 mm左右，軌道無法完全擱置在牛腿表面，必須放在橋臺表面。然而，兩側橋臺采用橋墩支撐，橋墩采用混凝土結構，在對橋梁進行預應力張拉之前，處于橋墩間的橋臺必須處在不受力的狀態。在這種情況下，滑移軌道只能設于橋墩表面，其軌道為托梁。上部槽鋼采用滑移軌道，避免構件發生滑移，而下部鋼梁由于是主要受力件，所以應使用H型鋼梁。

在確定了適宜的滑移軌道形式以后，就可以把托梁放到橋面。為了確保鋼梁可以在導軌中順利完成滑移，需要在對鋼箱梁進行加工制作的過程中，在向量底部設置滑塊，對于滑塊，主要是采用鋼板通過切割加工而成，切割完成后還要適當的打磨，使其具有光滑的表面。若將軌道直接放在橋面，則需要對鋼箱梁進行加長處理，然后將鋼箱梁直接落到軌道上。

4 頂 推

在鋼梁頂推過程中需要重視和解決的問題在于頂推力與頂推設備，也就是怎樣有效減小鋼箱梁底部所設滑塊和軌道之間在滑動時產生的摩擦力。為有效減小在滑移時產生的摩擦力，可以在軌道和滑塊中間均勻涂抹一層黃油，將其作為潤滑劑。首先，利用吊車把鋼梁平穩且準確無誤的放到軌道當中，同時在梁兩端設置好相應的標記，以免在滑移時出現偏離。

為了使整個頂推過程都保持穩定，本次將千斤頂作為主要頂推工具。在托梁的翼緣部位設置兩塊專門的擋板，然后把千斤頂放到鋼梁與擋板中間，持續進行推定，在頂推時要確保鋼梁的兩端能夠同時頂推。在工程施工中，經實際測算，頂推時產生的摩擦，其系數保持在0.05～0.10范圍內，也就是每側需要3～6 t的有效頂推力，基于此，選擇10 t千斤頂進行本次作業。

5 落 梁

將鋼梁頂推到設計要求的位置后，應及時將其下落到牛腿上，這也是決定滑移成敗的關鍵環節，由于軌道設于混凝土梁表面，滑移時鋼梁實際標高比牛腿標高高很多，但牛腿的寬度僅有300 mm，不滿足千斤頂的放置要求。對此，可在梁兩端分別焊接一對刀把形狀的假頭，在鋼梁落到牛腿上時使用。

鋼梁下降時，假頭是最主要的受力件，在加工制作以前，應對其尺寸進行準確計算。根據計算結果在工廠完成對假頭的加工制作以后，在施工現場和鋼箱梁通過焊接相連與固定，在將箱梁滑移到指定位置以后，于假頭的底部進行千斤頂和支架的設置，其中，支架主要采用工字鋼通過逐層搭接設置而成。

先利用千斤頂把鋼梁頂起，再對鋼梁上的加長段與滑移托梁進行割除，然后將支架上的其中一層抽掉，使鋼梁向下降落一層。在這種情況下，假頭處于外側支架，繼續抽取支架，把鋼梁第二次頂起，以此不斷循環，直到將鋼梁下落到指定位置。

將鋼梁下落到指定位置后，對千斤頂、支架和之前設置的假頭進行拆除，使鋼梁完成整個就位過程。此時假頭與支架的實際高度必須滿足鋼梁順序下落的基本要求。至此，即完成了對鋼梁的可靠就位。對于其它部位，如裝飾架和連梁等，由于他們的重量相對較輕，使用履帶吊即可完成吊裝施工。在以上施工均已完成后，對所有結構部件實施焊接，并測量和校正，待校正完成并確認無誤后，即可完成整個安裝工序，準備進入下一道工序。

6 結束語

通過以上分析，通過對上述方案的應用，順利完成安裝施工，該方案無論是在可行性上還是在節約成本上，都有很顯著的效果。當施工現場存在很多約束條件，導致工期和成本都難以在預期范圍內完成施工時，即可采用這一施工技術，創造全新但技術可行且經濟合理的方法。本次對頂推滑移這一全新方法的應用可以為類似工程建設施工積累相關經驗，進而起到良好的推廣與借鑒作用。