橋梁工程中步履式頂推技術應用

張軍、黃標雄

（1.分宜縣交通運輸局，江西分宜336600；2.贛州林標建筑工程有限公司，江西贛州341000）

0 引言

橋梁工程作為大型系統工程，在項目開展的階段對于橋梁的安全性和穩定性要求非常高。就當前現狀而言，在橋梁項目施工的階段為了能夠達到橋梁的建設需求，必須要綜合實際情況做好施工技術的合理選擇。步履式頂推技術作為橋梁建設領域中常見的一項技術，該技術的應用具備一定的科學性，能夠實現橋梁的科學作業。所以對該技術的應用過程進行總結分析，探尋出科學有效的技術方案意義重大。

1 技術概述

1.1 原理

頂推法是把梁體結構在橋頭的部分進行逐段澆筑或者拼裝連接施工，應用千斤頂逐步的頂推作業，并且保證梁體結構利用墩頂上的各個臨時支座安裝到規定位置上。該技術的工作原理是沿著橋梁縱向的方向后臺設置預制場，分節段開展梁體的預制施工，縱向張拉預應力筋之后，再應用水平千斤頂進行移動，保證逐段安裝到規定的位置上，這樣的情況下才更換為正式的支座結構。經過施工原理分析發現，頂推法在橋梁結構施工中，可以有效節約人力、物力等資源，施工速度得到提升，縮短項目施工工期，還能夠保證結構橫截面有效的使用，避免給橋梁混凝土結構產生任何的影響，切實提升橋梁工程的質量水平。

1.2 優勢

頂推施工技術和其他施工技術對比分析，該技術有著非常明顯的優勢，具體包含如下幾點：首先，在橋梁工程的施工中，頂推法作用到單跨結構上所產生的頂推力要比橋梁的自重小很多，不會超過100 噸，因此，在施工中不會使用笨重的施工機械設備，結構更加的輕便，操作也非常的簡單，在運輸和保養中，都有明顯的優勢，對于提高施工的效率和水平有重要的作用。頂推法在施工中，不會對橋梁地基有過高的要求，所以可以使用的范圍比較廣，特別是在某些不需要封閉的施工路段，對于保證交通正常運行有著極為重要的作用。其次，混凝土澆筑施工為頂推法施工的關鍵階段，該環節只需要應用一套模板就能夠完成周轉施工，達到運行的要求，不僅可以減少物料的使用，還能夠保證工程的質量符合要求，保障項目各個環節正常進行。最后，在頂推法的橋梁施工中，施工現場比較集中是非常重要的特點，所以安全管理和控制尤為重要。較之其他施工方式來說，頂推法施工的環境和施工條件方面也有非常明顯的優勢，對于保障項目的順利進行有積極作用[1]。

2 工程概況

某橋梁工程結構的跨度尺寸為157m，設計結構形式為下承式蝶形鋼結構的形式，梁體的高度尺寸為3.3m，橋面設計寬度為34m，柱墩是V 型的結構形式，基礎是鉆孔灌注樁。該橋項目在具體的施工中，河道的環境會給橋梁施工造成較大的影響，該橋梁工程結構應用步履式頂推法進行施工，實現整體鋼結構的直接拼裝組合形成，再通過頂推支墩和步履式頂升滑移的設備對于各個鋼結構進行頂推滑移處理，最終將其安裝到規定位置上形成橋梁的結構。具體的施工中，總計需要布置18 個臨時支墩，分為9 組的形式。其中L8、L9 兩組設置在支墩河道結構內，L7 支墩布置在主線承臺的外側，上述三組臨時支墩為樁基礎的結構部分，其他的臨時支墩均布置在岸上，作為擴大基礎應用。橋面的整體鋼結構在施工前，要分析其與地面的高度，然后明確支架的高度。在橋梁工程的支架結構設置中，選擇應用的是φ800×（14-16）mm 的鋼管，箱梁墊是φ（200-300）×10mm 的鋼管制作，頂推支架應用的是厚度20-30mm 的鋼板制作，然后組合形成整體的支架立柱形式。在河道內部的L8、L9 臨時支墩制作工藝為鉆孔灌注樁的形式，和鋼管格構柱組合形成整體的結構，在棧橋搭設施工結束后，再在水內開展鉆孔灌注樁的施工。因為臨時支墩對于水平荷載的承受性能是非常有限的，所以該橋梁項目應用的是多點分散步履頂推施工方式，步距設定為0.75m，把頂推結構部分直接設置在臨時支墩上，然后利用頂推摩擦力與反作用力抵消在臨時支墩上的水平荷載。施工單位結合頂推施工的特點，把頂升、平移、橫縱結構制作整體形式，通過液壓泵站進行結構設計，確保頂推施工可以順利進行。

3 步履式橋梁頂推法施工工藝

在橋梁工程項目建設的階段，步履式頂推技術的應用必須要按照工藝標準的原則進行，首先需要做好電控系統的安裝，然后對頂推施工過程進行科學管控保證各方面的工藝效果能夠滿足實際需求，以下對該技術的應用過程進行深入探究。

3.1 電控系統

為了使得千斤頂在施工環節，達到同步性、安全性的標準，施工單位組織專業技術人員進行電路系統設計，同時進行終端配電箱的設計，保證電控系統運行功能和效果。總電路設計要根據接線圖安裝施工，保證步履式頂推系統可以實現統一整體的控制，達到同步控制的要求；終端配電箱以及控制箱在設計中，需要根據要求進行單個頂推系統控制與系統急停控制，確保系統處于可控范圍內。

3.2 頂推施工

首先需要將滑塊調整到設計起點的位置上，開啟頂推系統，通過千斤頂的頂升將梁體同步下落到滑塊結構表面，水平千斤頂所形成的水平力會抵消摩擦力，讓梁體逐步的前進0.75m 的步距行程；豎向千斤頂把梁體頂升2.0cm 的高度，和滑塊分離，把千斤頂調整到起點的位置上，將梁體頂升前進0.75m 的距離，反復循環該頂升環節，保證各個環節的操作符合施工工藝的要求。梁體每前進0.75m 的距離，都要進行結構受力、穩定性方面的分析，進行系統方針模擬，計算確定支座反力、油壓支反力，保證各個參數值和既定的設計參數是相符的。把頂推系統安裝到規定位置上，安裝到各個臨時支墩的表面，再通過頂推法讓梁體逐步向前移動，按照最不利工況進行現場試驗分析，確保橋梁施工的質量合格。此次橋梁項目施工時間為4d，梁體根據設定的軌跡移動到規定位置上[2]。

3.3 落梁施工

通過上述步驟將梁體結構頂推到設計部位之后，應用豎向千斤頂保證梁體結構穩定下降到設計位置上，這樣操作是非常方便快捷的，其應用的是常規頂推技術中通用倒推以及抽換鋼板的施工技術。因為落梁施工環節讓整個梁體結構處于永久的應用狀態，所以落梁施工之后，其內力是否處于最佳的狀態會直接影響整個橋梁工程的穩定性。該項目在施工中，應用的是Midas-Civil 軟件對于落梁應力條件進行迷你分析，并且不斷做出調整，直到整個梁體結構達到最佳應力狀態，為工程質量提升奠定基礎。

3.4 頂推力分析

經過現場計算分析，本次橋梁項目的自重為25000kN，其與混凝土、不銹鋼板之間的摩擦系數為0.19 和0.26，在計算分析頂推力的過程中，把靜摩擦系數和鋼結構與橡膠板之間的摩擦系數調整為0.05和0.3，和混凝土摩擦系數為0.20，此時就能夠計算確定步履式頂推施工環節的拉力為1542.48kN，通過配置6 臺推力1000kN 的千斤頂就可以達到工程的施工要求，為項目施工質量提升奠定基礎[3]。

4 頂推過程中的重點控制點

4.1 觀測位移

墩頂水平位移和梁體中線偏移都會直接給位移量的觀測產生較大的影響，在前兩段頂推施工中，并未設計有側向限位的結構，所以偏移的問題較為常見，頂推環節應該使用倒鏈或者千斤頂做出調整。在逐步頂推并且進入到有側限位的位置上之后，位移控制就會更加的方便。墩頂位置觀測是重要的技術參數，確保其符合設計方案的要求，記錄最大位移偏移量參數，并且觀測推力作用之下的梁體移動范圍，如果超出最大位移量參數，需要及時做出調整，以保證不會影響工程的質量[4]。

4.2 施加頂推力

頂推力的大小直接受到各個墩頂支點反力的影響，所以要結合現場的總摩擦力大小來計算確定千斤頂使用的數量，千斤頂牽引力大小受到各個支點反力以及摩擦力的影響，這些參數可以通過油表確定。頂推方式應用千斤頂實現，在施工前，需要標記好施工位置，逐步進行頂推施工，通過總控臺對于各個泵站實現準確控制，一旦偏差嚴重，要隨時調整，確保各個結構部分的安裝尺寸精度合格[5]。

5 結語

綜上所述，在橋梁項目建設的階段中步履式頂推技術作為常用的一項技術，該技術的應用效果非良好，因此得到了廣泛的應用。在往后工程項目開展時，需要按照橋梁工程項目的建設標準做好步履式頂推技術方案的優化確定，同時在施工階段還需要要求作業人員嚴格根據規范流程進行操作，保證該技術的作用、效果能夠發揮出來，這樣才能夠推進橋梁項目的有序開展。