淺談跨河鋼桁架橋頂推滑移施工技術

李耕文 孫曉滿 賴青云 龍彪 楊剛 喬凱

1.徐州市交通運輸局，中國·江蘇 徐州 221000

2.中建三局集團有限公司，中國·湖北 武漢 430000

1 引言

鋼桁架橋因跨越性強、受力性能好、施工工期短、行車平順、造型美觀等在橋梁工程建設中廣泛采用，其中大部分大跨度鋼桁架橋多采用“地面拼裝、跨內高空原位吊裝”以及“搭設水中拼裝平臺、高空吊裝”的方法進行安裝。但對于施工場地受限、需要跨越通航河道的鋼桁架橋梁，常規安裝方法難以實施。滑移施工工藝是近幾年大跨度鋼桁架橋安裝的一種先進的施工方法，能夠有效解決因受施工場地、工期等因素限制的鋼桁架橋梁施工。

2 工程概況

206 國道徐州改線段建設工程于K22+575 處跨越京杭運河，路線與京杭運河右偏角為80°，橋下通航凈空為100×7m；本橋主橋采用1-127.6m 簡支鋼銜架橋一孔跨越通航水域，主橋為變高鋼桁架，主梁為三角桁架，橫向采用兩片主桁結構，主桁中心距27.5m，標準節間距10.5m，主橋采用頂推滑移法施工。京杭運河大橋平面位于直線段內，豎曲線為凸曲線，半徑為R=6500m，縱坡為2.5%，變坡點最高點位于京杭運河航道中心線處。京杭運河大橋效果圖見圖1。

圖1 京杭運河大橋效果圖

3 頂推滑移施工技術

3.1 頂推施工概況簡介

3.1.1 頂推施工原理

在保證通航情況下，擬采用高空累積滑移的施工方法來完成各區域桁架的施工，結合本施工工藝性和創新性，主要采用TLPG-1000 型液壓爬行器、TL-HPS-60 型液壓泵源系統以及TLC-1.3 型計算機同步控制系統等設備。TLPG-1000 自鎖型液壓爬行器是一種能自動夾緊軌道形成反力，從而實現推移的設備。此設備可拋棄反力架，省去了反力點的加固問題，便于現場安裝，且由于與被移構件剛性連接，同步控制較易實現，就位精度高。液壓爬行器的楔形夾塊具有單向自鎖作用。當油缸伸出時，夾塊工作（夾緊），自動鎖緊滑移軌道；油缸縮回時，夾塊不工作（松開），與油缸同方向移動。TLPG-1000 型液壓爬行器見圖2。

圖2 TLPG-1000 型液壓爬行器

3.1.2 鋼桁架頂推滑移施工工藝

根據結構特點，結合以往施工經驗，在每榀桁架下設置滑移軌道，共兩條軌道，在1#～4#橋墩區域拼裝E3～E0’桁架橋結構及導向導梁結構，高強度螺栓終擰后，進行第一次滑移頂推施工，臨時固定鋼桁架；在空余支架區域，拼裝E0～E3 桁架橋結構，螺栓終擰后，進行第二次滑移頂推。

第一次頂推滑移施工：啟動液壓泵站，啟動加緊裝置，同步頂推一個行程30cm，松開夾緊裝置，回縮油缸，循環向前頂推滑移至66m；導向導梁前端支撐于對岸頂推支架平臺上。

第二次桁架拼裝及滑移：剩余E0～E3 節間橋體拼裝，頂推設備安裝至E1、E2、E5’、E3’節間下方。第二次向前頂推77m，橋體至設計位置。

3.1.3 滑道設計

鋼桁架頂推施工共設兩條滑道。拼裝區滑道支撐于臨時支架上方，頂推滑移區滑移軌道支撐于4#、5#橋墩及頂推支架上方。滑移軌道主要有滑移導梁、滑移導軌、滑移支座三部分組成。滑移支座與滑移導梁之間設置四氟乙烯板，減小滑移過程的摩擦系數，支座底部下設置限位擋板，用來限制滑移過程中結構沿軌道左右方向偏移。滑移導梁設置于4#、5#橋墩支座墊石上方，滑移導梁與墊石之間設置橡膠板，保護混凝土結構。

3.1.4 頂推臨時結構體系配套結構設置

根據設計要求，在頂推施工的過程中，橋體桁架最大懸臂狀態不超過3 個節段；根據GB 50319—2014《內河通航標準》5.2.2-4 中限制性航道水上過河建筑物通航凈空尺度表中二級航道要求，雙向通航孔凈寬不得小于70m。綜合以上強制性條件，擬在主墩臨河側搭設輔助導梁頂推支架，在橋梁前端設置導向導梁結構，減小懸臂頂推跨度，確保大跨度懸臂頂推結構安全及穩定性。

鋼桁架梁跨度127.6m，在4#、5#橋墩處向河內側搭設頂推支架，頂推支架距離主墩中心距離為28.8m，河道通航寬度為127.6m－28.8m×2=70m。南北岸引導段滑移導梁長度分別為2.6m、3.2m，頂推跨度為70m+5.8m=75.8m，考慮導梁長度為60m，75.8m－60m=15.8m，桁架每個節段10.5m，最大懸臂狀態時，桁架兩個節段處于懸臂狀態。京杭運河在河兩岸共設置12 組支架，T1～T12 支架均布置在河岸陸地上，基礎為混凝土硬化基礎。1#～4#頂推支架布置在河道內，基礎為Φ1000×12 的鋼管樁，與T1～T12 支架主要用于承載滑移導梁，1#～4#棧橋布置河內用于1#～4#頂推支架鋼管樁施工及支撐導梁拼裝[1-3]。臨時措施布置見圖3。

圖3 臨時措施布置三維示意圖

3.1.5 滑移過程控制要點

在液壓滑移過程中，注意觀測設備系統的壓力、荷載變化情況等，并認真做好記錄工作。在滑移過程中，測量人員應通過鋼卷尺配合測量各牽引點位移的準確數值，并與激光測距儀測量數據進行復核，以輔助監控滑移單元滑移過程的同步性。滑移過程中應密切注意滑道、液壓頂推器、液壓泵源系統、計算機控制系統、傳感檢測系統等的工作狀態。現場無線對講機在使用前，必須向工程指揮部申報，明確回復后方可作用。

3.2 落梁

在結構滑移到指定位置后，拆除導梁、爬行器，鋼桁梁結構總重量約為2500t，整個鋼桁梁結構共設置4 個支撐點，支撐點設置于支座附近端橫梁下方的混凝土蓋梁上，每個支撐點設置兩臺500t 液壓千斤頂，落梁過程中共采用8臺液壓千斤頂同步工作。4 個支撐點位置彼此對稱，且鋼桁梁4 個支座位置設計標高相同，4 個支撐點的布置采用同樣的結構形式[4]。

4 結語

通過對本工程的頂推滑移技術的總結，得出了在不影響通航情況下跨河鋼桁架橋梁的施工經驗，本工程桁架結構安裝高度較高，縱橫向跨度較大，結構桿件眾多，自重較大。若采用常規的分件高空散裝方案，需要搭設大量的高空腳手架，不但高空組裝、焊接工作量巨大，且存在較大的質量、安全風險，施工的難度較大，并且對整個工程的施工工期會有很大的影響，方案的技術經濟性指標較差。

采用高空累積滑移的施工方法來完成各區域桁架的施工，將大大降低安裝施工難度，并對于質量、安全和工期等均有利，對同類相似工程具有借鑒指導意義。