小曲率半徑鋼箱梁施工技術

摘要：某互通U型匝道橋由于受到施工現場作業空間的限制，不宜采用吊裝施工方案，經分析決定采用小曲率半徑頂推法進行施工。通過對導梁、拼裝平臺、臨時墩、步履式頂推設備、限位措施等施工關鍵技術進行分析，確定小曲率半徑鋼箱梁頂推施工技術要點，從而為相關工程項目提供參考。

關鍵詞：小曲率半徑;鋼箱梁;施工技術

1" "工程概況

某互通U型匝道橋上跨高速公路體走向方位角60°～270°，中心樁號UK0+327.5，上部結構為鋼筋混凝土現澆箱梁和鋼箱梁的組合形式。施工現場的作業空間有限，曲線半徑較小，不利于機械設備的正常運行，吊裝可行性欠佳。經過技術優化后，項目部決定采用半徑頂推法，按流程推進施工進程，由此完成橋梁鋼箱梁的安裝工作。

2" "小曲率半徑鋼箱梁頂推中關鍵設備

以橋梁主體結構特點、鋼箱梁頂推施工要求等為立足點，配套相應的臨時結構，作為頂推施工的輔助裝置，其中包含導梁、拼裝平臺、臨時墩、步履式頂推設備等。

2.1" "導梁

導梁設置在鋼箱梁前部，作為輔助結構其長度為重點控制指標，將直接對頂推的跨度帶來影響。此外，導梁的各項參數需合理，以便主梁在頂推時的受力可維持穩定狀態。優化導梁的參數有利于減小主梁的內力，實施集約化的施工模式，減少材料使用量，提高經濟效益。

變剛度變截面工字梁特點是可減輕導梁的質量，降低施工難度，達到輕便化施工的效果。采用腹板與鋼箱梁縱隔板對接，外貼補強板，以起到加強的作用。下翼板與下底板水平連接，上翼板在設置時適當高過上面板，待腹板一同向縱橋向延伸。轉角處需做到穩定過渡，一般方式為焊接工藝孔過渡。

根據鋼箱梁的結構特點可知，其上、下表面分別有4%、2%的橫坡，因此在設計導梁下翼緣時，將其也設計為2%橫坡。此方式有利于導梁與鋼箱梁的高效焊接，同時也便于將頂推設備精準安裝在支頂處。在規格方面，單側導梁節段質量19.6t，共包含4個質量不一的節段，其中最大分節質量5.8t。

2.2" "架橋機

采用雙導梁架橋機必須搭設支架，加寬橋梁，方可滿足過孔及架梁作業要求。單導梁架橋機無需加寬，所需空間小，整體穩定性好，可考慮優先選用。所選架橋機的參數如表1所示。

2.3" "拼裝平臺

拼裝平臺的作用在于給鋼箱梁的分段焊接以及安裝提供平整且穩定的作業場所，在設計時注重如下幾點：

以鋼箱梁頂推工藝的應用特點為立足點，合理設計拼裝平臺，平臺長約30m，寬約36m，包含鋼管樁基礎、鋼管樁、聯系裝置（用于穩定連接各鋼管樁）、分配梁等。平臺頂面無坡度，即保持平直的狀態。視實際情況，局部根據墊板調整，使其可以有效適應鋼箱梁的坡度變化，提高可行性。

頂推墩施工中，橫橋向、縱橋向均為2根組合H588×

300H型鋼。在設置鋼管樁立柱時，分別在其底部配套2m×2m的擴大基礎，以增強鋼管樁立柱的穩定性，以免因局部受力過大而失穩，同時確保單樁承載力至少達到1600kN。

結合施工條件確定總荷載，即2個節段鋼箱梁以及施工人員各自荷載的總和。據此開展拼裝平臺的設計工作。在設計中，未考慮到大量構件臨時堆放的工況，因此在施工期間需加強對材料的管理，避免大量構件堆放。否則荷載總量將超出平臺可承受范圍，將導致平臺失穩。

2.4" "臨時墩

橋梁頂推工作順利落實到位共需得到6個臨時墩的支持，將其編號為1號至6號，最大跨徑41m，具體分布情況如圖1所示。臨時墩的作用在于承受頂推施工過程中所產生的荷載。橫橋向設置為2個支墩（分離式），間距11.4m，彼此間用[20a連接。結構組成方面，以基礎、鋼管樁、聯系裝置、分配梁為主。

臨時支墩的布置方式根據設備的數量而定，具體如下：對1臺設備時，單個支墩、各頂推設備均采用4根鋼管，橫向、縱向間距分別為3m、3.5m，在臨時墩縱梁上設2個支墊墩。對2臺設備時，單個支墩配套4根鋼管，各頂推設備為2根鋼管，橫向、縱向間距分別為11.4m、3.5m，支墊墩的設置方式以及數量與前述一致。

支墩略低于成橋線形60mm，通過合適尺寸墊塊和鋼板的共同應用，實現對支墩高度的調節。各臨時墩的布設位置不盡相同，其所受的最大荷載也有所差異，為全面保證臨時墩的穩定性，其上部立柱選用適合鋼管，下部設置預應力混凝土管樁基礎。在現場以液壓錘擊的方式處理，保證沉樁效果。

2.5" "步履式頂推設備

步履式頂推設備可以滿足構件的提升與平移施工要求，是施工中的關鍵裝置。在頂推設備組成中，鋼結構是重要的承載裝置，其所承受的橫向、豎向、縱向力分別為80t、300t、60t。在評定頂推設備性能時，主要從最大荷載、最大位移以及最大速度三個方面切入，包含頂升、頂推和糾偏3種工況，具體參數如表2所示。

2.6" "限位裝置

各臨時墩縱梁處分別設2個支墊墩。如前文所述，對2臺設備時，適當降低反力座的高度，使其低于成橋線形60mm，同時配套適量合適厚度墊塊和鋼板，用于支墊墩高度調節。在頂推施工過程中，其可以承受頂推的所有重量，從而滿足安全施工的要求。

3" "小曲率半徑鋼箱梁頂推施工技術要點

3.1" "頂推施工流程

鋼箱梁處于60m平曲線上，其頂板、底板兩部分分別設置4%、2%的橫坡，結合各項基礎條件，確定頂推的施工流程如下：按要求將臨時墩、拼裝平臺等輔助裝置設置到位，給施工創設良好的基礎條件。待拼裝平臺成型后，于該處拼裝部分鋼箱梁，若無質量問題，則沿設計平曲線向前有序頂推。期間嚴格控制外側、內側頂推設備的運行狀態，兩者的速度比為121：100，即采用的是差速頂推的作業方法。在此條件下頂推施工，對于同一頂推行程而言，外側、內側設備的行程有所不同，分別為300mm、248mm。按前述所提的流程有序推進，即拼裝、頂推循環作業，最終將各段拼裝成型并頂推到位。

3.2" "搭設臨時墩

按設計圖紙搭設臨時墩，并將導梁及頂推設備安裝到位，組織調試，以便分析傳感器等相關裝置的運行情況。若存在精度偏低、穩定性不足等問題，則及時做出調整。此后將導梁和5～11號節段鋼箱梁拼裝成型，對兩者間的焊縫連接處做詳細的質量檢查。

3.3" "鋼箱梁曲線向前頂推

鋼箱梁曲線向前頂推15.1m，曲線外側、內側設備的推進速度具有差異性，按照121：100的速度比予以控制。外側、內側設備的單次推進梁分別為300mm、248mm。頂推施工過程中，每3個行程對橫向位置做一次修正。在前述基礎上，將12～14號節段鋼箱梁拼裝成型。

鋼箱梁曲線向前頂推15.5m，曲線外側、內側設備的推進速度具有差異性，按照121：100的速度比予以控制，外側、內側設備的單次推進梁分別為300mm、248mm。頂推施工過程中，每3個行程對橫向位置做一次修正。在前述基礎上，將15～17號節段鋼箱梁拼裝成型。

鋼箱梁曲線向前頂推16.5m，曲線外側、內側設備的推進速度具有差異性，按照121：100的速度比予以控制，外側、內側設備的單次推進梁分別為300mm、248mm。頂推施工過程中，每3個行程對橫向位置做一次修正。

鋼箱梁曲線向前頂推3.85m，此時箱梁前端為最大懸臂狀態。曲線外側、內側設備的推進速度具有差異性，按照121：100的速度比予以控制，外側、內側設備的單次推進梁分別為300mm、248mm。頂推施工過程中，每3個行程對橫向位置做一次修正。

鋼箱梁曲線向前頂推12.65m，曲線外側、內側設備的推進速度具有差異性，按照121：100的速度比予以控制，外側、內側設備的單次推進梁分別為300mm、248mm。頂推施工過程中，每3個行程對橫向位置做一次修正。

按前述所提方法有序施工，將鋼箱梁曲線頂推至最終位置。采集現場測量數據，對鋼箱梁的實際頂推情況做出判斷，采取橫向糾偏措施。若無誤則緩慢落梁。待鋼箱梁頂推到位且通過質量檢驗后，將導梁拆除。由專員操作起重設備，在其輔助下，于拼裝平臺上有序安裝剩余梁段。

4" "結語

綜上所述，在小曲率半徑鋼箱梁施工中，受現場作業空間等因素的影響，傳統頂推法缺乏可行性，亟需探尋更具適用性的方法。本文以工程實例為依托，圍繞小曲率半徑鋼箱梁的施工技術展開分析，提出了一些技術要點，希望可作為類似工程的參考。

參考文獻

[1] 黃俊，張洪慶，曲紅波，等.橫琴口岸蓮花大橋鋼箱梁小曲率半徑頂推施工技術[J].建筑技術，2020，51（8）：921-924.

[2] 廖應先，達勇.小半徑大坡度連續鋼箱梁頂推施工分析[J].湖南交通科技，2016，42（3）：142-145.

[3] 黃俊，張洪慶，曲紅波，等.蓮花大橋鋼箱梁小曲率半徑頂推施工力學模型與計算[J].建筑技術，2020，51（9）：1124-1128.

[4] 王松，潘長平，孫蕊鑫.曲線鋼箱梁橋曲率半徑影響效應參數化分析[J].公路交通科技（應用技術版），2013，9（5）：191-193.

[5] 鄭超.既有鐵路橋鋼桁梁更換為鋼箱梁施工關鍵技術[J].世界橋梁，2022，50（1）：107-112.

[6] 歐長陽.涉鐵應急高速互通改擴建段鋼箱梁施工方案研究[J].工程技術研究，2021，6（23）：159-162.

[7] 劉小宇.復雜交通狀況下互通匝道鋼箱梁橋施工技術研究[J].交通世界，2021（28）：113-114.

[8] 王天榮.基于某轉體橋特點構建下的鋼箱梁制作施工探索[J].工程建設與設計，2021（17）：167-169+208.

[9] 徐碩華.鋼箱梁施工技術在大跨度公路橋梁工程中的應用[J].工程技術研究，2021，6（15）：78-79.

[10] 賀敏剛，劉建文.大噸位吊車接力吊裝跨既有城市道路曲線鋼箱梁施工技術[J].中華建設，2021（7）：156-157.