現澆混凝土箱梁頂推施工臨時結構設計關鍵技術

艾鑫

摘要：在經濟技術全面發展的背景下，工程項目中可用的技術類型更為豐富，而現澆混凝土箱梁則更為常見，頂推施工應用階段不僅對場地要求較低，更能將高空作業的頻率降低，不需要停止施工項目下部仍舊可以正常通車，基于此，該種技術基于強大的優勢特點得到了廣泛應用，尤其是在既有鐵路及高山峽谷等惡劣環境下的橋梁施工項目中，其適用性更為顯著。在頂推施工環節，臨時墩及導梁等都是不可或缺的臨時受力結構，該結構體系是否能夠保持穩定性，將直接影響工程質量，基于此，對現澆混凝土箱梁頂推施工臨時結構設計關鍵技術進行研究意義重大。

關鍵詞：箱梁;頂推施工;臨時結構;關鍵技術

一、頂推工藝的技術流程

在頂推施工環節，承重系統、滑道系統、動力系統、牽引系統、導梁系統、糾偏系統及落梁系統是發揮作用的分支性系統，同時也是頂推施工中不可或缺的結構體系。當箱梁預制成型以后，通過對各個系統進行應用并頂推至指定區域，而后衡量頂推位置與設計要求的一致性，在達標后進行落梁，具體操作流程為：根據施工要求合理設置臨時墩，并將其與橋梁結合在一起，組合為承重墩，對橋梁結構的豎向荷載進行共同分擔。同時還應當在承重墩與承重墩之間的對應距離內設置串聯桁架，提高承重墩縱向整體性，促使其頂推水平力的抵抗能力達到最佳標準;在承重墩的指定位置上穩固安裝滑道，并量滑板置于梁體與滑道之間，基于牽引系統及動力系統的牽引力，確保梁體能夠基于滑道帶動下向前移動;動力系統需要根據實際情況應用指標契合的現代智能連續千斤頂系統，在實際操作階段，不僅能夠基于監控作用有效控制頂推力 及頂推速率等關鍵指標，更可以借助智能化調節功能，對梁體前移方向進行精確控制，規避偏差問題;而齒塊則需要設置在梁箱體內后部位置，將其直接作為后錨點，而后通過應用拉錨器等工具將后錨電與動力系統中的千斤頂組合在一起，頂推牽引系統就形成了，需要注意的是，牽引系統應當保持左右兩邊的一致性及對稱性，基于頂推距離及重量等因素的差異性，對單點頂推及多點頂推等方式進行合理選擇;鋼導梁的設計應當優先于頂推梁體作業前，其目標在于縮減箱梁懸臂長度，在部分作業條件下，還可以合理設置后導梁;實際頂推階段，為了盡可能的降低箱梁頂推橫向偏移程度，則應當在橋墩雙側位置設計限位糾偏系統，以千斤頂為基準實現橫向糾偏;在墩頂則應當應用噸位相對較高的千斤頂科學設置落梁系統，當箱梁頂推到標準位置后，需要及時將滑道梁拆除，并應用墩頂千斤頂逐級落梁。

二、現澆混凝土箱梁頂推施工臨時結構設計關鍵技術

1.臨時墩與串聯桁架設計

頂推施工階段，為了便于施工項目的高效展開，應當盡可能的控制主梁尾部的懸臂長度，促使梁體在頂推環節能夠保持相對穩定的受力安全指標，這就需要在永久墩的指定位置上有效設置臨時墩。通常情況下，臨時墩設置在跨中區域達到的效果最為理想，經濟適用性最強，但是具體的工程項目中卻地形及地下結構物分布情況往往存在差異性，為了保證施工效果，應當在前期實地考察的同時根據工程具體情況進行合理且相對個性化的布置。

承重臨時墩基于承重要求必然需要高剛度指標的相匹配，基于此，樁基礎及大型鋼管經過加工制作可作為臨時墩，但是如果施工要求更高，則應當將混凝土按照既定指標進行配合比并適量灌注到鋼管中。例如：某工程項目中承重臨時墩在各個承臺下部都以應用直徑規格統一的樁基礎，通過衡量及判斷墩位的地理環境及地質因素，配合應用了嵌巖樁及摩擦樁。在實際頂推項目中，向水平剛度以承受縱向水平力，需要在利用桁架梁的基礎上將墩身連接在一起。為了保證桁架結構的穩定性，應當結合工程情況明確桁架高度、縱向長度、主管橫向中心距、主管外徑及鋼管壁厚度等關鍵指標。桁架梁與永久墩之間采用精軋螺紋鋼筋對拉連接，與鋼管臨時墩之間采用法蘭盤連接。

2.滑道梁設計

一般情況下，需要在承重墩及梁底相關聯位置科學布置滑道，通常情況下滑道可以由鋼板直接焊接，以箱型結構為主體。為保證滑道光滑度，滑道梁頂面需鋪設標準厚度的不銹鋼板，其表面粗糙度不能超出Ral2.5m。在頂推過程中，梁底與滑道之間還需塞入四氟乙烯滑板，其抗壓強度不低于30MPa。在安裝時，應精確測設各個滑道梁的安裝高程、坡度，在保證每個滑道梁的安裝精度的條件下，相鄰墩頂滑道頂面高程的允許誤差不大于±2mm，同墩兩滑道高程允許誤差不大于±1mm。為保證箱梁縱向之間梁底的銜接，以及頂推過程中滑塊能夠順利塞入，滑道鋼板縱向兩側需做成圓弧斜面。

3.導梁設計

在頂推操作環節，為了精確控制施工進度，就需要對主梁阿懸臂長度進行有效控制，促使主梁懸臂負彎矩指標得到優化并下降，從而高效完成大跨徑的頂推施工。一般情況下需要合理布置前導梁，在部分工程項目中，還應當配合布置后導梁。而導梁布置前期，應當對導梁剛度、重量及長度等指標進行嚴格控制，這是因為上述三項指標與主梁頂推階段的應力分布之間存在密切聯系，如果控制不佳，將導致應力分布出現不均勻問題。導梁長度通常需要超出跨徑的0.6倍左右，而剛度則應當達到主梁的七分之一左右，現階段應用頻率較高的結構為鋼桁結構及鋼箱。導梁需要借助預埋件與主梁銜接在一起，并應用預應力錨固連接穩定。

處于懸臂模式下必將直接增加導梁前端的下撓指標，這就導致上墩操作無法直接進行，基于此，應當在全端位置的標準范圍內設置合理高度的鷹嘴，為后續施工項目的有序推進夯實基礎，基于此，導梁前端在通過支撐點時就能借助鷹嘴直接滑到墩頂滑到位置上。而后導梁尾部則應當設置標準的圓弧及斜坡發揮過渡作用，從根本上提高導梁脫墩效率。箱梁與導梁需要借助預應力鋼束實現相互連接，當達到頂推位置后直接拆除。鋼束需要在前期就預埋到箱梁中，并在導梁錨箱處單端張拉，而鋼導梁端預埋段在在混凝土箱梁腹板內，腹板鋼筋與鋼梁預埋段焊接為整體，而鋼板的開口位置，在鋼板開孔處，周圈設置短鋼筋并與鋼板焊接，增強鋼梁與混凝土的連接。

三、結語

綜上所述，在現澆混凝土箱梁中應用頂推施工能夠在提高施工效率的基礎上，提高工程穩定性，促使各個工序之間高效銜接，進一步保障施工效果及工程質量安全。在頂推施工中結構系統有七個，但是臨時墩、滑道梁與導梁臨時結構是其中最為重要的結構體系，應當以工程實際情況為主導，根據施工要求，對臨時墩、滑道梁與導梁臨時結構進行優化設計，本文雖然針對三大臨時結構設計進行了研究及分析，但是受篇幅影響，研究深度并不夠，實際操作時務必依照具體情況進行合理優化，提高臨時結構設計的有效性，提高構造的簡化程度，在明確受力的基礎上，提高安裝及拆除的便利性指標，夯實工程技術基礎。

參考文獻：

[1] 安亞平. 跨鐵路線預應力混凝土連續箱梁橋頂推施工關鍵問題分析[D]. 長沙理工大學， 2014.

[2] 劉樂輝. 斜交豎曲線類雙層混凝土箱梁頂推施工預制平臺及附屬結構設計[J]. 中外公路（3）：184-188.

[3] 李蘭強. 基于混凝土箱梁頂推施工的滑塊同步控制技術與應用[J]. 建筑技術開發， v.45;No.392（14）：53-54.

（作者單位：中交路橋南方工程有限公司）