海翔路高架橋鋼箱梁頂推施工關鍵技術分析

唐寧TANG Ning

（中鐵九局集團大連分公司，大連 116000）

1 工程概述

海翔路高架橋-鋼箱梁項目位于遼寧省葫蘆島市，大橋穿過南面的海翔路口，橫跨五里河，到達北面的濱河小區，具體地理位置如圖1所示。本項目高架橋全長976.491m，包括高架橋引道工程長度215.491m，橋梁橫跨長度761m。從五里河南岸的海翔路口為起點，橋梁以51°交角穿過沈山線鐵路，相交處的道路里程為K0+472.57，沈山線鐵路里程為K295+141.8；依次又跨過電廠人行線、以81°交角穿過化工人行線，經過煉油五廠專線跨越五里河到達對岸液化氣公司廠房附近。

圖1橋梁總體平面圖

本次高架橋項目中的頂推工程主要為沈山線上跨鋼箱梁段，長度為72m，位置靠近9號及10號橋墩。沈山線的軌面標高為17.01m，鋼箱梁施工完成后與軌面相距高度為9.11m，導梁及頂推施工鋼箱梁的總重量為1000噸。本項目采用連續鋼箱梁，40m+55m+40m的跨徑搭設，橋梁寬度20m，主梁采用單箱4室鋼箱梁，橋面板結構為正交異性板，橋梁中心處主梁高度為2.6m，橋梁與橋墩的中間線交角為90度[1-4]。

2 頂推施工方案設計

2.1 施工計劃

根據本項目高架橋鋼箱梁工程特點，對頂推施工步驟進行了合理的規劃設計，共分為8個步驟，18天工期，累積頂進84.4m，如表1所示。

2.2 預拱數據控制

根據設計圖紙提供的預拱度數據及公式，以8#墩的高程為0點，每間隔1m的位置計算對應的高程差，最終以距零點距離為X值，以總高程為Y值，組成橋型坐標（X、Y），在CAD中放樣出相應的線型，用以加工制作腹板線型，保證了加工制作整橋預拱的精確度[5-6]。

胎架搭設時，橫向在箱梁隔板位置設立支柱，縱向間隔1.5m-2m設立立柱，搭建平胎后，在橫梁和縱梁上設置牙板，牙板高程對應上表中相應距離處的高程，從而保證了整體組拼預拱度線型。

現場施工預拱度通過調節現場拼裝支架上的牙板實現，由計算的預拱度數據，利用全站儀放出支架縱梁上牙板位置并標記，利用水準儀測量牙板高程使其與計算數據完全吻合。

2.3 臨時結構設計

頂推臨時結構主要包括支架基礎及鋼導梁等[7-8]。通過對頂進過程中鋼箱梁穩定性的驗算，考慮設計后的支架及鋼導梁形式如下：

2.3.1 支架形式

①C組支架。

支架6-8為拼裝頂推支架（拼裝頂推均可），支架10-11為接收端支架（拆導梁平臺均可），水平橋架距離鋼管3.25m，縱向橋架距離16m，規格?609×16，連接系統為16B槽鋼。支撐中心線與箱梁腹板中心線對齊，防止箱梁底板變形。

②A組支架。

表1頂推施工步驟

支架8-9是組裝頂推支架（組裝和推動均可）。鋼管水平橋向距離3.25m，縱向橋距離16m。規格為?609×16，連接構件為16B槽鋼。橫向分布梁為14.8m，3根56b工字鋼，縱向分布梁為5根貝雷梁。貝雷梁共五組，采用槽鋼連接成組合體。貝雷片頂部布設有16B槽鋼，間距300mm，頂部有1cm厚鋼板條形鋪設，通過槽鋼焊接。支撐中心線與箱梁腹板中心線對齊，防止箱梁底板變形。

支架9為組裝頂推支架（導梁拼裝和頂推）。鋼管水平橋間距3.25m，豎橋向布設4排，每排5個。規格為?609×16，連接系統為16b槽鋼。支撐中心線與箱梁腹板中心線對齊，防止箱梁底板變形。（圖2）

圖2支架三維示意圖

2.3.2 鋼導梁

為減小頂跨最大主梁的受力，提高頂升的安全性和墩臺的便利性，需要在主梁前端設置導梁。前梁采用H型鋼結構，長28m，橫向間距3.25m，重量約60T。翼板寬度由1500mm變為1200mm，厚度不變。設置厚度為12mm的橫向和縱向加強筋。兩根主梁之間有橫向連接。橫向連接采用H250×125×6×9，斜撐采用P114×4。主梁鋼Q345B。Q235B用于其他組件。

鋼導梁與箱梁核心高度相同，并通過對接焊接相連。鋼梁腹板長度應適當增大，讓它們構成一個整體結構，也可以利用大型馬板來填充導梁與鋼梁對接縫位置來提高相連處的強度[9]。

3 頂推施工技術要點分析

3.1 頂推設備布設

頂推的臨時措施主要包括推梁、頂推軌道、頂推支架等[10]。頂推梁上設有頂推軌道，包括頂推2mm厚的鋼板、擋板和側擋塊，在頂推過程中對軸承和鋼箱梁起到限位作用。頂推支座焊接在鋼箱梁或導梁的底部，耳板與推架中的推力裝置連接，頂推支座下方設有MGE滑板，以減少與不銹鋼的摩擦。頂推斷面布置圖如圖3。

3.2 軸線控制措施

①橫向千斤頂糾偏。

圖3頂推橫斷面圖

在鋼梁的橫向兩側設置有糾偏千斤頂，起到限制作用。當中線偏差超過10mm時，使用糾偏千斤頂主動頂緊。

②布置滑道側擋塊。

3.3 靴梁拆除

①當靴梁滑到位時，在靴梁后方焊接拆卸吊耳，用鋼絲繩把靴梁與拆卸吊耳綁扎在一起，此時切割主橋塊與靴梁焊縫。

②待靴梁切割完成后，用卷揚將靴梁放到地面。

3.4 頂升過程中墊塊受力分析

墊塊分析采用ANSYS有限元程序仿真分析，基本荷載組合：1.4LL；LL為頂升反力。取工況1750kN豎向力設計值進行有限元分析。計算模型及分析結果如圖4。

由圖4，根據計算，墊塊四個邊緣節點的應力分別為41.021MPa、95.407MPa、223.71MPa、209.08MPa，墊塊最大應力位于墊塊中心處為594.52MPa（頂板），其節點大部分應力在300MPa以下，最大變形為1.8mm。整個計算模型符合設計要求。

3.5 測量監控措施

3.5.1 梁段拼裝過程監控

①地樣線控制。

梁段拼裝前需在平臺內投放梁段樣線，包括橋梁中心線、梁段端口位置線、拼裝胎架支點位置線等。經檢測復核后進行標記。

②高程控制。

胎架高程測量：拼裝胎架制作完成后，根據設計預拱度線型計算支點高程，測量復核后對牙板進行修割，滿足梁段底板預拱度線型。

梁段高程控制：梁段上胎后對梁段頂面高程進行測量，以復核胎架支點高程。

3.5.2 頂推過程線型控制措施

在鋼梁頂推過程中，主要采用由導向輪和雙工字鋼組成的導向結構控制鋼箱梁的頂推走向，導向結構焊連在支架兩側的縱梁上，通過全站儀測定每個導向結構的位置坐標，確保頂推線型的準確性。導向結構在支架上的分布示意圖如圖5所示。

圖4墊塊仿真分析結果

圖5導向結構布置示意圖

3.6 頂推施工主要難點分析

①鋼箱梁單向多點頂推，每個臨時墩均承受一定的水平力。為保證頂推的順利進行，應控制好拼裝支架上的拼裝線形，盡量減少因線形誤差產生的次應力。

②本橋鋼箱梁在平面直線和豎曲線上頂推，如何控制好頂推過程中的各支點標高是施工中的一大難點。

③鋼箱梁落梁施工。

④本橋頂推施工上跨沈山鐵路，安全防護要求高。

4 結語

本文葫蘆島市海翔路高架橋-鋼箱梁項目工程為依托，重點介紹了鋼箱梁頂推施工技術特點，并詳細闡述了對各個步驟要點，采用ANSYS有限元程序對頂升過程中墊塊進行了仿真分析，結果滿足設計要求，為今后類似鋼箱梁架設工程的施工提供了參考和借鑒。