三維千斤頂在鋼箱梁頂推施工中的應用

渠 峰

（濟南城建集團有限公司，山東 濟南 250031）

隨著國家建設的不斷推進，跨線橋及跨河橋日益增多，為保障橋下交通的正常暢通，以及施工的安全，越來越多的跨線橋及跨河橋采用鋼箱梁頂推的方式施工，但傳統鋼箱梁頂推施工存在摩擦力大、安全性能低、爬坡能力低等缺點。經我公司探索研究，采用三維千斤頂代替了傳統的板式滑移裝置、卷揚機滑車組和滾筒等傳統機具，成功解決鋼主梁重心不對稱、重量大、摩擦力大、縱坡坡度大等施工難題，為今后步履式頂推的施工技術的推廣與應用提供了良好的參考和借鑒。

1 工程概況

劍科路接方灣街（跨滬寧高速）工程是蘇州工業園區一條南北向次干路，項目北起唯新路，南至葑亭大道交叉口，里程長度約0.72km。寧滬高速公路在本工程施工范圍內為東西走向，路基寬度為42.5m。

因滬寧高速路南側有110KV高壓線及軍用光纜、建設單位要求施工時不得占用滬寧高速中央綠化帶，我公司對施工過程中控制方案和控制流程進行詳細設計和研究后，擬采用頂推法施工鋼箱梁。

主橋上部采用（43+73+43）m三跨等高連續鋼箱梁，梁高2.9m，采用單箱雙室斜腹板斷面，頂板寬15.7m，底板寬8.66m，箱梁懸臂長2.05m。主橋縱坡為5%跨中過渡到-5.5%，道路中心線兩側橫坡為2%。

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 施工工藝流程

2.2 工藝原理

三維千斤頂頂推工作原理是三維千斤頂的豎向千斤頂頂起鋼箱梁，水平千斤頂完成向前推移并根據實時測量結果調整橫向位置，落梁后擱置于支撐墊塊上，千斤頂回油完成一個行程的頂推工作（每個行程10min），頂推過程中是一個自平衡的頂推動作過程。其操作步驟如下：

a.安裝頂推裝置、吊裝鋼箱梁及導梁

在頂推支架的分配梁上安裝好智能三維千斤頂調整系統裝置，千斤頂安裝完成后，吊裝、焊接鋼箱梁及導梁。

b.頂升鋼箱梁

豎向千斤頂將鋼箱梁頂起，脫離支撐墊梁（脫離高度根據箱梁的設計線型進行調整）。

c.鋼箱梁推移

通過控制系統同步控制頂推千斤頂伸缸，推動三維千斤頂帶動鋼箱梁在底座滑移槽中向前移動至設定好的活塞行程位置并根據實時測量結果調整橫向位置，完成鋼箱梁推移。

d.鋼箱梁下降至墊梁，千斤頂收缸回程

當鋼梁移動到系統設定的位移量后，頂升千斤頂活塞縮缸回程，使鋼梁落在墊梁上，千斤頂收缸回程原始狀態，完成一個行程頂推。

2.3 鋼箱梁落梁

頂推過程中，鋼梁梁底標高始終高于梁底最終設計標高，頂推到位后需進行落梁。整個落梁過程所有頂推設備均同步分級進行。

落梁工藝流程如下所示：

a.頂推設備落下，使鋼箱梁置于兩側墊梁上，然后抽掉頂推設備上的一層超平鋼板。

b.頂推設備將鋼箱梁頂起，抽掉兩側墊梁上的一層墊塊。

c.頂推設備落下，使鋼箱梁置于兩側墊梁上，然后再次抽掉頂推設備上的一層超平鋼板。

d.將上述第二步和第三步循環，直至鋼箱梁最終落于永久支座上，落梁工作完成。

3 質量控制

3.1 同步頂推保證措施

采用三維千斤頂頂推可通過千斤頂的同步來保證頂推力的一致從而避免結構偏轉不利情況的發生。

當頂升千斤活塞伸出將鋼箱梁頂起后，頂推千斤活塞伸出將梁頂推前移，此過程需進行位移同步控制、壓力均衡控制、橫向調節控制。主控臺除了控制所有墩上頂推千斤頂的統一動作之外，還必須保證所有頂推千斤頂每行程的同步。同步控制方式為：以某一墩上的其中一臺頂為主動點，其余墩的同一縱軸線上的頂與之比較，若哪臺頂伸缸較快，則減小相應的比例閥的流量，反之，則增大相應比例閥的流量。

在每臺頂推千斤頂上安裝一個用于監視載荷變化壓力變送器，通過現場控制器或主控臺上的面板可設定每臺頂的最高壓力及同一墩上幾臺頂的最大壓差，計算機通過監測每臺頂的載荷變化情況，準確地協調整個系統的載荷分配。如果某臺頂的載荷達到設定的最高壓力或同一墩上幾臺頂的最大壓差大于設定值時，系統會自動停機，并報警示意。頂推中以位移控制為主，壓力控制為輔。

3.2 豎向頂升控制

當豎向頂升千斤頂活塞伸出時，頂推楔塊和鋼箱梁頂起，此過程主控臺除了控制所有頂升千斤頂的統一動作之外，還要通過安裝在箱梁和墊塊之間的位移傳感器檢測頂升的高度，保證兩側頂升千斤頂的同步。控制策略為：以其中一側為基準，兩側位移差控制在設定范圍內，若跟隨側頂升高度較大，則減小該側比例閥的流量，反之，則增大該側比例閥的流量。

如同步頂推保證措施中，在每個受力點（豎向頂升千斤頂）上安裝1個壓力傳感器用于監控每個受力點的荷載，從而準確地協調整個系統的載荷分配，保證豎向頂升同步。

3.3 平衡度的控制

在每個墩的墊塊上安裝有1個用于檢測鋼梁在X軸、Y軸方向的傾斜角度的傾角傳感器，通過設定每個傾角傳感器在X軸、Y軸方向的的最大傾斜角度，即可控制鋼梁的平衡度。若哪個傾角傳感器在在X軸、Y軸方向的傾斜角度超出設定值，系統即停機報警。

3.4 糾偏措施

在每個永久墩上適當的位置安裝1～2個光電開關，檢測中軸線是否與設計中軸線一致（鋼梁的中軸線用通長黑色標識線示出）。通過色差的檢測，從而實現對鋼梁中軸線的檢測。在水平頂推千斤頂伸缸，鋼梁平移過程中，若哪個光電開關檢測不到中軸線，則發出一個信號趨動相應的橫向調節千斤頂動作直到光電開關檢測到中軸線后停止動作，然后利用智能式步履千斤頂橫橋向移動，從而實現橫向糾偏。

4 結語

劍科路接方灣街（跨滬寧高速）主橋鋼箱梁采用三維千斤頂圓滿完成頂推任務，鋼箱梁線型圓順美觀、安裝位置準確，同時在跨度、縱坡等頂推施工指標上創國內之最。施工歷時11.5天，在沒有影響交通的前提下，將重達1500噸的鋼箱梁橋平推了136米，工程施工技術難度為國內同類橋梁之最。在大體積鋼箱梁頂推施工中可廣泛推廣應用，效果良好。