高速公路橋梁工程建設中的鋼箱梁曲線頂推施工技術

（中交二航局第四工程有限公司，安徽蕪湖 241007）

1 工程概況

以沙埕灣跨海公路通道工程中，主跨與南邊跨為封閉扁平流線型鋼箱梁。

含風嘴頂板全寬為40.5 m，含風嘴底板寬為40.5 m，中心線處梁高3.204 m。根據總體受力情況，順橋向將梁段劃分為A、B1～B2、C1～C3、E、F、G1～G2、H，共12類梁段，數量為56個。

鋼箱梁標準橫斷面圖如圖1所示。

圖1 鋼箱梁標準橫斷面圖（單位：cm）

2 鋼箱梁曲線頂推的總體施工方案

于南岸橋臺側路基處規劃場地用于鋼梁的拼裝及頂推作業，根據施工工作量，共布置2條生產線，各自分別配備材料存放區、焊接加工區、噴砂區、涂裝區、頂推區及作業緩沖區，以滿足不同工序的作業要求，各區緊密銜接，形成流水化施工模式。橋臺承臺和臺身兩處施工到位后，暫不組織臺帽和耳背墻的施工作業，在完成頂推且確保無誤的前提下，選取合適時機組織混凝土澆筑，以形成臺帽和耳背墻。

配置2臺80 t龍門吊，搭建遮陽棚，實現對鋼箱梁拼裝作業的有效防護，減小外界因素的干擾。通過填筑的方式施工路基，達到臺帽頂部后隨即暫停，清理雜物并整平現場，以保證路基具有穩定性。以設計圖紙為準，將槽形鋼梁體分為多個節段，在工廠由專員加工成型，轉運至15#材料周轉平臺處，再進一步進入拼裝現場，由80 t提梁門吊吊裝，到位后焊接固定、涂裝防護。

3 鋼箱梁曲線頂推施工技術要點

鋼箱梁頂推施工流程：施工準備→頂錐安裝平臺施工→安裝頂錐裝置→鋪設墩頂滑道→安裝導向糾偏裝置→箱梁橫移至橋軸線→拼裝鋼梁于臺座上，檢查焊接質量→前端拼裝導梁→裝梁底錨具、鋼絞線→預緊拉索→啟動泵站、調壓頂推→測量、調整、落梁于臨時墩→繼續拼裝、頂推余下段→各梁段頂推到位→拆除臨時墩。

3.1 頂推平臺設計與施工

（1）左幅頂推平臺。頂推平臺建設位置為橋臺與20#墩間，立柱采用Ф800×10 mm鋼管樁，穩定支承在成型的擴大基礎上加強對立柱的連接，采用縱橫向平聯Ф426×6 mm鋼管的方式。此外，拼裝現場路基缺乏穩定性或平整性時均會對拼裝場地的正常使用造成不良影響，宜提前規劃拼裝現場，用C25混凝土硬化，形成25 cm厚的平整結構層。

（2）右幅頂推平臺。右幅秦嶼側橋臺后路基段長94 m左右，首先完成橋臺承臺和臺身的施工作業，隨頂推作業的持續開展，待快要完工時通過澆筑混凝土的方式設置臺帽和耳背墻，路基處填筑施工，臺背處回填施工。

3.2 導梁結構及安裝

（1）結構組成。考慮到便捷化施工的要求，采用變剛度變截面梁，長50.6 m，自重120 t。兩片主梁與鋼槽梁腹板對應，通過平聯連接的方式使主梁共同構成穩定的整體。優化導梁前端結構形式，采用臺階狀，以便施工期間可高效完成起吊作業。于施工現場配置80 t門吊，以該裝置為主、人工為輔，將導梁拼裝到位。

（2）導梁安裝。以設計圖紙為準，在加工廠分段制作成型，通過出廠檢驗后轉運至橋位區，完成組裝作業后用100 t龍門吊逐段安裝到位，構成整體結構后進行全面檢查，若無誤則將其穩定在臨時支撐上，隨后借助拖拉裝置帶動導梁運行，使其精準就位。施工期間的拖拉裝置和臨時支撐僅供導梁安裝所用，因此在完成導梁安裝作業并且無質量問題后需將其拆除[1]。

3.3 頂推施工

油泵、壓力表、傳感器等均是頂推施工期間的關鍵裝置，在頂推作業前切換至手段模式，逐項展開檢查，及時發現問題并正確處理。如果發現沒有問題，可以直接啟動各墩的頂推設備，在啟動墩的頂推設備時綜合考慮壓力值，應用科學的計算手段得到精確的頂推油缸的具體壓力值。頂升支撐油缸支反力檢測能夠持續追蹤動態變化的頂推力數據，從而高精度調整頂升支撐油缸，確保全程鋼槽梁不出現失穩的情況（與受力不均衡有關）[2]。根據施工規范開展頂推作業，在結束油罐行程的頂推作業后將頂推油缸調節回原來的位置，再開展下一階段的頂推施工。先采用手動作業的模式，牽引帶動主梁滑移，如果施工順利進行且不存在其他問題即可轉為自動運行模式，保證主梁頂推的有效性和持續性。自動頂推的人工工作量較小，但依然需要加強對油壓值的檢測與控制。

頂推精度是影響鋼梁最終頂推施工效果的關鍵因素，為最大限度減小橫向偏差，配套了主動式中軸線監控系統，其作用在于實時監測中軸線的實際情況，若存在偏差則調整限位裝置，確保施工全程鋼箱梁的位置偏差均被控制在合理區間內。懸臂下撓的出現將嚴重影響導梁的穩定性，導致其難以精準架設在頂推裝置處，此時可調節前一墩的縱向支撐油缸，將梁體適度頂起以便使導梁維持上翹的狀態，從而與后續的頂推裝置相協調，確保導梁架設在前方墩頂的頂推裝置后，調整兩墩的支撐油缸，直至鋼槽梁的標高滿足要求為止，在此基礎上方可再次頂推鋼槽梁。按照上述方法重復操作，最終按順序將所有的鋼槽梁頂推到位。

3.4 頂推系統的組成

硬件方面包含滑動面、支撐結構、支撐油缸、頂推油缸、橫向調節油缸以及滑移結構；軟件方面采用的是計算機控制的方式。通過軟件與硬件的協同作用，在液壓驅動下完成特定的頂推操作。

3.5 豎向調整

相較于成橋時的受力情況，鋼槽梁在頂推施工中受力情況存在巨大差異，因此針對鋼槽梁頂推施工時，應采取“支反力監控為綱，標高控制為輔”的頂推監控措施，在進行每輪頂推前，明確鋼槽梁所經墩臺的標高和鋼槽梁許用支反力的變化范圍。

3.6 導梁過墩

為了保證導梁過墩作業能夠順利進行，應該在各支墩處布置千斤頂和臨時支護木墊。由于鋼槽梁自重大，在過墩過程中鋼導梁前端會出現下撓情況，所以當導梁第一節距離頂推滑箱較近時，應該頂起導梁，設置足夠高度的支承垛。為了便于支承垛的移動，應在支承垛的下方設置滑板，接著使導梁稍微高過滑箱，使導梁平穩緩慢地放置到頂推設備上，接著開展頂推作業和拆卸支承垛。導梁過墩所選擇的千斤頂為50 t螺旋頂，但是這一千斤頂的行程較為有限，因而在豎向起頂時需要反復進行支墊和倒頂處理才能達到起頂高度。

3.7 導梁拆除

鋼導梁拆除在9#～10#墩之間進行，當后面那節鋼導梁的前端到達10#墩處，而前面那節鋼導梁前端支撐于9#墩處的支撐梁上時，可以先拆除前面那節鋼導梁，接著逐節拆除鋼導梁，進而完成鋼槽梁主梁的頂推施工。鋼導梁拆除利用履帶吊進行施工。

3.8 頂推施工期間的監控措施

（1）必要性分析。槽形梁頂推施工期間伴有結構體系持續轉化的變化特點，因此全程各階段的受力條件不相同，總體來看受力狀況較為復雜；頂推期間槽形梁存在晃動現象，且以上下方向最為明顯，導致線形控制難度較大，極易出現線形不達標的情況。對此，應在頂推施工期間加強監測與控制[3]。

（2）監控目標分析。在監控工作中應滿足以下要求：頂推期間槽形梁始終維持穩定的狀態；頂推時槽形梁與支墩可正常使用，即受力狀態應在合理范圍內；頂推作業落實到位后橋梁線形需符合要求。

（3）監控要點分析。頂推施工期間的監控應將荷載效應作為重點分析對象，做好此方面的控制工作后有利于維持橋梁結構的穩定性，從而使成橋后的整體線形可滿足要求。監控作業應由專業人員執行，對于存在偏差的情況需及時分析其成因，以此為依據采取相適應的調整措施，最大限度減小偏差，以免對頂推作業精度帶來不良影響。此外，還需結合實際作業情況，加強對施工工序的復核與論證，做出準確判斷，采取合適的調整措施，達到動態化控制的效果。

4 結語

綜上所述，通過空間曲線頂推施工技術的應用，順利完成鋼箱梁的安裝作業，相較于傳統方法，施工期間不存在大范圍的交通管制問題，流水化作業的模式可提高施工效率，在人工成本、交通防護設施成本等方面的投入較少，具有顯著的社會效益和經濟效益。