跨鐵路懸臂頂推大跨徑鋼箱梁關(guān)鍵施工技術(shù)

常 健

(中鐵十七局集團有限公司，山西 太原 030006)

0 前 言

頂推施工是鋼箱梁施工作業(yè)的關(guān)鍵手段，除了確保橋梁質(zhì)量外，還有助于提升整體安全性與穩(wěn)定性[1]。但此項技術(shù)較為復(fù)雜，對其展開探討，總結(jié)其中的技術(shù)要點極具必要性。

1 工程概況

楚大高速公路擴容工程中，錦場村樞紐互通主線橋采取的是分離式橋梁形式，左幅24#～29#橋墩(28+(30.5+26.5)+63+39.8) m，右幅(28+(30.5+28.3)+63+38) m，總長度均為187.8 m。依據(jù)工程需求，橋梁下部設(shè)置有單樁單柱，并輔以系梁結(jié)構(gòu)，本工程以29#墩規(guī)格最大，高度達(dá)32.072 m；墩頂處增設(shè)蓋梁結(jié)構(gòu)，并于柱間設(shè)置系梁。結(jié)構(gòu)形式方面，左右幅第4聯(lián)均采用鋼箱梁形式，余下部分均設(shè)置為簡支T梁。鋼箱梁頂推施工環(huán)境復(fù)雜，跨越既有線路，頂推距離共計97.2 m。

2 施工方法

依據(jù)本工程實際情況，鋼箱梁施工采取拖拉法頂推作業(yè)，具體為左右幅同時頂推，經(jīng)一次性拼裝作業(yè)后順利完成頂推。頂推支座是重要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，將其設(shè)置于支撐架上并鋪設(shè)頂推軌道，搭建拼裝臺并在此基礎(chǔ)上完成試拼。選擇合適的液壓頂推設(shè)備，做好油管、傳感器等關(guān)鍵裝置的安裝作業(yè)，通過空載調(diào)試的方式確保設(shè)備整體性能。在各項準(zhǔn)備工作無誤后即可頂推，到達(dá)指定位置后需拆除導(dǎo)梁裝置，頂推落梁后，便進(jìn)入到其他梁體的安裝作業(yè)中。

3 頂推拼裝平臺

搭建具有足夠穩(wěn)定性的拼裝平臺，為雙幅分離布置的方式，整體拼裝平臺的右幅長99.5 m，左幅相對較短，為98 m。關(guān)于施工所用的鋼箱梁與導(dǎo)梁，均要做到一次拼裝完成。

根據(jù)施工現(xiàn)場情況，選擇合適的拼裝墊塊，滑道主要結(jié)構(gòu)為2根HN70 mm×300 mm型鋼，通過焊接的方式在其頂面位置連接厚度為3 mm的不銹鋼板，滑道分配梁使用到的是I25A型鋼，并基于雙拼的方式得到，采取橫向布置的方式將其置于貝雷梁，二者利用U型螺栓固定。關(guān)于樁頂分配梁施工作業(yè)，此處使用到的是2根規(guī)格均為HN700 mm×300 mm的型鋼，將其穩(wěn)定設(shè)置在鋼管柱上，通過加勁板的作用使其與鋼管柱處于穩(wěn)定連接狀態(tài)。地面需設(shè)置鋼管柱，所用材料均為Φ630×14 mm鋼管，彼此之間增設(shè)連接系。

4 頂推軌道設(shè)計

支撐架位于廣大鐵路靠楚雄一側(cè)，需在該處增設(shè)4條頂推軌道，如圖1所示，各自對應(yīng)長度不盡相同，分別為98.8、97.3、100.3、98.8 m。制作工藝方法：以(HN700×300×13×24)mm型鋼為原材，采取雙拼工藝，將所得結(jié)構(gòu)安裝于支撐架分配梁上；在此基礎(chǔ)上鋪不銹鋼板。為確保頂推作業(yè)的精確性，需滿足滑道梁頂面高差≤2 mm的條件。

圖1 頂推軌道斷面圖

頂推作業(yè)時，應(yīng)確保滑板與不銹鋼板的穩(wěn)定性，二者不可出現(xiàn)相對滑動現(xiàn)象。荷載會作用于MGE滑板上，且伴隨時間的延長，將隨之提升摩擦系數(shù)。結(jié)果表明，若暫停頂推作業(yè)隨后再次啟動，盡管此時摩擦系數(shù)有所變化，但幅度較為微弱，若中途停止的時間延長，此時不可按摩擦系數(shù)處理，而是應(yīng)當(dāng)將其視為靜摩擦系數(shù)。為確保施工安全，本工程均采用的是靜摩擦系數(shù)值，在此基礎(chǔ)上展開相關(guān)計算。

5 頂推施工關(guān)鍵技術(shù)

5.1 頂推系統(tǒng)調(diào)試及鋼絞線安裝

正式頂推前，空載試驗必不可少，必須先后做出頂進(jìn)、停止、頂回等多項動作，在此過程中分析設(shè)備的運行狀況[2]。液壓系統(tǒng)保持空運裝狀態(tài)，分析其運行狀況，不可出現(xiàn)爬行沖擊、停滯等不良問題。此處的負(fù)載試驗采取的是降壓法，嚴(yán)格控制活塞桿伸出梁，具體需達(dá)到張拉行程的2/3，適當(dāng)提升壓力并使其達(dá)到公稱油壓，滿足此條件后隨即關(guān)閉截止閥，檢測油壓壓漿情況，必須滿足5 min內(nèi)壓漿<1 MPa的要求。經(jīng)試驗且滿足設(shè)計要求后，便可展開鋼絞線穿束作業(yè)。在此過程中，必須調(diào)節(jié)溢流閥，使得整個穿束作業(yè)均在低壓環(huán)境下展開，結(jié)束此項工作后再恢復(fù)至系統(tǒng)壓力。應(yīng)當(dāng)注意的是，穿束過程中鋼絞線不可出現(xiàn)交叉現(xiàn)象，需對其采取錨固措施。

5.2 試頂推

此環(huán)節(jié)是確保頂推效果的關(guān)鍵，此處的頂推距離以0.5 m為宜，可將前導(dǎo)梁置于鐵路上空。通過試頂推作業(yè)的方式，可確定正式施工中的各項工藝參數(shù)，諸如速率、牽引力等。結(jié)束試頂推作業(yè)后，通過千斤頂?shù)妮o助緩慢將梁體下放至指定位置。

啟動泵站，在主控臺的作用下調(diào)節(jié)施加力，以便展開0.5 m的試頂推作業(yè)。在此過程中，檢測頂推速度與持續(xù)時間并將其完整記錄，以設(shè)計結(jié)果為基本參考，分析實測值與之存在的偏差，為速度的調(diào)節(jié)提供依據(jù)。此項工作中，需重點做好三項數(shù)據(jù)的測試，具體有。

1)每間隔1 min檢測一次前進(jìn)速度，必須控制在設(shè)計許可范圍內(nèi)。

2)實行的是點動式作業(yè)的方式，每發(fā)生一次點動后，均要檢測實際前進(jìn)的距離。整個試頂環(huán)節(jié)，應(yīng)安排專員密切分析橋體結(jié)構(gòu)狀況，其必須具有足夠的穩(wěn)定性，不可出現(xiàn)異常現(xiàn)象，核心受力部件必須足夠完整，若產(chǎn)生裂紋等問題需隨即暫停試頂，分析具體原因并針對工藝方法做出改進(jìn)。

3)梁體啟動階段，必須檢測頂力值并做好記錄，通過此數(shù)據(jù)分析四氟板與不銹鋼板的狀態(tài)，得到二者之間的摩擦系數(shù)值。

5.3 正式頂推

5.3.1 同步吊點設(shè)置

行程傳感器是獲得頂推距離的關(guān)鍵設(shè)備[3]，在其作用下能夠獲得位移檢測信號，傳遞至計算機中做出分析，通過對控制閥的調(diào)節(jié)可以改變頂推狀態(tài)，確保頂推作業(yè)具有同步性。

5.3.2 加載頂推

頂推前的檢查必不可少，關(guān)于水準(zhǔn)點的設(shè)置，需置于各個臨時墩上，在其作用下可分析墩結(jié)構(gòu)的沉降情況；同時，電路應(yīng)足夠完整、設(shè)備需穩(wěn)定運行，并安排專門的監(jiān)測人員。

以計算頂推值為基本參考，針對頂推單元展開加載作業(yè)時采取的是分級的方式，首先遵循20%、40%、60%、70%、80%的流程，在無誤后持續(xù)加載至90%最終到達(dá)100%，在此狀態(tài)下單元可以有效滑動。點動是正式頂推作業(yè)的必要前提，可持續(xù)操作2～3次，通過此方式檢驗頂推設(shè)備的運行狀況。伴隨摩阻增大，此時系統(tǒng)會做出判斷，并通過自動化的方式做出調(diào)節(jié)行為，從而提升拉力，確保各階段的滑動速度相對均衡。本工程中，頂推速度以6 m/h為宜。

5.3.3 姿態(tài)檢測調(diào)整

適配高精度儀器，在其輔助下檢測頂推距離，以實際結(jié)果為準(zhǔn)，利用液壓頂推系統(tǒng)實現(xiàn)自動化分析與調(diào)節(jié)，確保頂推單元的合理性，使其能夠滿足設(shè)計姿態(tài)要求。箱梁頂推作業(yè)時，必須安排專員實時監(jiān)測，從而明確墩的偏位情況，頂推作業(yè)時，圍繞臨時墩頂展開偏位監(jiān)測必不可少，在超出許可范圍后暫停施力，經(jīng)合理調(diào)節(jié)后方可再次展開頂推作業(yè)。

5.3.4 整體同步頂推

經(jīng)調(diào)整后，以得到的全新點位為基準(zhǔn)，將其視為起始位置，此時需要對位移傳感器采取復(fù)位操作，并做到整體同步頂推。

5.3.5 頂推過程的微調(diào)

受頂推不同步等因素的影響，不利于最終的頂推效果，因此水平位置微調(diào)尤為重要。在此之前，需要切換為手動模式，重點處理各液壓頂推器，為之采取同步微動措施，確保電動調(diào)整精度，其必須精確至毫米級，以便給結(jié)構(gòu)安裝提供保障。

5.4 落 梁

頂升點需置于墩結(jié)構(gòu)上，此項工作在落梁施工前完成。關(guān)于頂升點的構(gòu)成，主要有基礎(chǔ)構(gòu)件、頂升器等，彼此之間采取螺釘連接的方式，處理頂升器頂板與鋼箱梁下表面，二者之間應(yīng)采取焊接措施。本工程中，必須滿足各頂升點同步落梁的要求，若部分頂升點并未到達(dá)指定標(biāo)高處，需持續(xù)落梁，最終各個頂升點都要符合設(shè)計要求。

6 結(jié)束語

橋梁跨越既有鐵路施工環(huán)境復(fù)雜，需選擇合適的技術(shù)方案。依據(jù)工程實際情況，選取可行的鋼箱梁頂推施工技術(shù)，在確保施工質(zhì)量的同時控制對既有線路的不良影響。總體上，鋼箱梁頂推技術(shù)的應(yīng)用效果較好，是跨鐵路工程中的重要技術(shù)形式，在未來將取得廣泛的應(yīng)用。

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