頂推滑移技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工中的應(yīng)用

任志海

（北京市市政一建設(shè)工程有限責(zé)任公司 北京 100083）

1 鋼結(jié)構(gòu)橋梁的特點(diǎn)

首先，鋼結(jié)構(gòu)自身有穩(wěn)定的連接結(jié)構(gòu)，不用外接固定底座，不需要復(fù)雜的工作體系，能夠較好地優(yōu)化整改施工流程。

其次，鋼結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的剛度和承載力，對橫向抗彎能力強(qiáng)，較好地適應(yīng)橋梁的受力要求，能夠充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的自身性能。還可以利用柔性墩結(jié)構(gòu)及雙臂墩結(jié)構(gòu)來進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，能夠較好地優(yōu)化橋梁。整體的防震性能還可以利用噸型結(jié)構(gòu)來不斷調(diào)整混凝土的收縮狀況，盡可能地降低負(fù)彎矩峰值。

再次，當(dāng)橋梁橫跨度滿足200～300m 時(shí)，與同等跨度的橋梁相比較，鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工周期較短，也具備較多功能優(yōu)勢。

最后，合理利用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行橋梁建筑，不但外觀美化，并且所用實(shí)際空間增大。針對橫跨河流來說，為橋下提供通行便利，并且橋面視野開闊，具有較好的景觀性［2］。

2 工程概況

橋的總長度為450.82m，甲板寬度為14.57m，兩側(cè)的人行道為翼板大梁。其中，左側(cè)人行道寬1m，右側(cè)人行道寬0.75m。主梁是由混凝土預(yù)制構(gòu)件制成的4-粘結(jié)連續(xù)鋼桁架梁加6-張緊t梁。鋼桁架托梁采用huberte 技術(shù)，預(yù)制t 托梁采用現(xiàn)場吊裝施工。其中，4跨48m+67m+67m+67.49m 的連續(xù)梁跨度為48m+67m。箱梁的橫截面如圖1所示。

圖1 鋼箱梁橫斷面圖

3 施工流程分析

頂推工藝流程見圖2。

圖2 頂推工藝流程圖

4 吊裝方案的確定

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，經(jīng)過反復(fù)論證，可采用以下3種起重工具。

方案1：采用1500t 履帶式起重機(jī)直接就地吊裝。該方案的優(yōu)點(diǎn)是，所有鋼梁都可以同時(shí)原地行走，施工時(shí)間短，質(zhì)量有保證。但是，1500t 履帶式車輛的費(fèi)用相當(dāng)昂貴，實(shí)在太高。

(1)南京城市河流表層沉積物堿性磷酸酶活性在各采樣點(diǎn)分布各有不同。3個(gè)河段的平均APA分布表現(xiàn)為：外秦淮河<運(yùn)糧河>運(yùn)糧河

方案2：在河流中架設(shè)鋼管樁，建立50m 跨度和120t 橋式安裝機(jī)，以架設(shè)鋼橋。該方案還可直接就地吊裝鋼橋，成本低于方案1，但在架設(shè)鋼橋之前，應(yīng)將橋安裝機(jī)的鋼管樁放入河中，這需要很長時(shí)間，橋安裝機(jī)利用率不高。同時(shí)，起重作業(yè)完成后，拆卸橋梁裝配機(jī)的問題仍然存在。

方案3：使用manetho Walker 4100WS 272t 履帶式起重機(jī)（181t履帶式起重機(jī)），首先吊裝零部件，然后將鋼箱托架推到原位。該方案可以連續(xù)升降鋼梁，與方案1 和方案2 相比，成本可以大大降低。同時(shí)，施工時(shí)間可以滿足要求，質(zhì)量可以保證，效果在3個(gè)系統(tǒng)中最好。但該方案從未用于鋼箱梁的設(shè)計(jì)和安裝，有許多問題需要技術(shù)研究和解決。

對3項(xiàng)工程進(jìn)行綜合分析后，在考慮施工時(shí)間、成本和質(zhì)量三大因素的基礎(chǔ)上，最終選擇了“升降→滑動→著陸”的施工方案。根據(jù)起重機(jī)的技術(shù)性能和現(xiàn)場情況，在本項(xiàng)目中選擇了負(fù)載能力良好的manetho walker 4100 ws typ 履帶式起重機(jī)（181t 履帶式起重機(jī)）。181t履帶式輸送機(jī)位于西南岸時(shí)，只能就地抬起最南端的鋼梁，然后提升順序應(yīng)從北向南，首先將最北的鋼梁提升到最南的位置，然后再向北滑動，最后將最南端的鋼梁直接抬起到位。滑動法有幾個(gè)重要的技術(shù)問題需要解決，要先確定滑道的結(jié)構(gòu)形狀，然后如何滑移，如何在滑動后放置鋼箱梁等［3］。

5 頂推滑移技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工中的應(yīng)用分析

5.1 液壓頂推滑移設(shè)備的布置

5.1.1 滑移軌道的布置

由于該項(xiàng)目所開展的環(huán)境在城市鬧區(qū)，會橫跨城市主干道，所以在施工中存在工期繁瑣、安全風(fēng)險(xiǎn)大等問題。在安裝滑移軌道時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行單元節(jié)點(diǎn)計(jì)算，按照所計(jì)算結(jié)果進(jìn)行合理設(shè)置［4］。對直線段鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時(shí)，單個(gè)貝雷架上可以安裝一條滑移軌道，總共為兩條滑移軌道。在對曲線段鋼箱梁進(jìn)行安裝時(shí)，內(nèi)部會產(chǎn)生摩擦阻力，導(dǎo)致位置調(diào)整困難，要想更好地適應(yīng)單元軌道設(shè)置要求，可以通過安裝3條滑移軌道來滿足工程需求。

5.1.2 液壓泵站的布置

液壓站內(nèi)部的安裝要符合以下3點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)：首先，系統(tǒng)內(nèi)部所提供的動力要符合滑移速度要求；其次，進(jìn)行布設(shè)時(shí)，要盡可能降低油管所用長度；最后，盡可能地增強(qiáng)泵站的工作效率［5］。

5.1.3 現(xiàn)場實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的連接

可以通過在現(xiàn)場安裝電腦，電腦柜中所涵蓋全部通信線和電源線，將通信線和電源線與所要安裝的部件進(jìn)行連接［6］。

5.1.4 橫向糾偏裝置

在鋼結(jié)構(gòu)兩側(cè)通過安裝1～5個(gè)墩臺位置來進(jìn)行糾偏，還可以利用正反螺旋千斤頂來調(diào)整主干道和下滑道中線的位置。在完成頂推后，注意觀測橫向偏差，對位置偏差進(jìn)行及時(shí)修改。

5.2 頂推作業(yè)施工要點(diǎn)

（1）根據(jù)壓力感應(yīng)器，在測得壓力值后，以支點(diǎn)反力進(jìn)行摩擦力的計(jì)算，最后與油位表進(jìn)行準(zhǔn)確核對。（2）定位觀測，主要涉及的測量內(nèi)容包括以下兩種，即兩體的中點(diǎn)定位和墩頂?shù)乃轿灰贫ㄎ弧６阵w的位移觀測作為核心部分，要充分觀察工程的設(shè)計(jì)要求，將偏移值作為最高值進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)完成位移的換算后，以施力方向?qū)α后w進(jìn)行移動，在移動區(qū)間內(nèi)注重實(shí)時(shí)觀察，當(dāng)最大偏移量大于計(jì)算值時(shí)，立刻停止施力。（3）在進(jìn)行頂推任務(wù)時(shí)，要有序進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以此更好地確保整體施工質(zhì)量安全。（4）對于頂推任務(wù)，要與頂推橋梁進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，多方面的檢測是否符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，可以通過將中線偏移值控制在可規(guī)定范圍內(nèi)。當(dāng)測量到中線偏移過高時(shí)，立即停止頂推任務(wù)。（5）在緩慢的施加力過程中，能夠促使每節(jié)點(diǎn)達(dá)到預(yù)警值，若鋼梁結(jié)構(gòu)未發(fā)生位移，要立即停止處理，在檢查合格后再進(jìn)行施工。（6）在對鋼箱梁進(jìn)行安裝時(shí)，溫度的變化也會對鋼梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的阻礙，會導(dǎo)致鋼梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移伸縮變化，因此，要適時(shí)地移動墩頂位置，及時(shí)檢測位移變化，通過調(diào)整速度來改變墩頂位置，使其維持在可控范圍內(nèi)。（7）在進(jìn)行最后一次頂推任務(wù)時(shí)，要注重糾偏和縱移符合標(biāo)準(zhǔn)。（8）注重觀察在頂推過程中下降力，平衡力的變化。

5.3 落梁

鋼梁按入設(shè)計(jì)要求的位置后，應(yīng)及時(shí)落在支架上，該支架也是確定滑動成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于軌道位于混凝土梁的表面上，滑移時(shí)，鋼梁的實(shí)際高度比支架高得多，但支架寬度僅為300mm，不符合千斤頂放置的要求。在這一方面，梁的兩端可以焊接成刀柄形式的幾個(gè)假頭，當(dāng)鋼梁落到支架上時(shí)可以使用。當(dāng)鋼梁下沉?xí)r，假頭頭部是最重要的應(yīng)力部分，其尺寸應(yīng)在加工制造前準(zhǔn)確計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，鋼箱梁在施工現(xiàn)場完成制造假頭后，通過焊接進(jìn)行連接和固定，箱梁被推到指定位置后，千斤頂和支架被放置在假頭的底部，支架主要由I鋼構(gòu)成，逐層重疊，先拆下鋼梁，再拆下鋼梁上的延伸部分和滑動梁，然后從支架中抽出一層，使鋼梁向下落下一層。在這種情況下，錯(cuò)誤的頭位于外支架上，繼續(xù)拉支架，然后第二次抬起鋼梁，使其連續(xù)循環(huán)，直到鋼梁落入指定位置。鋼梁跌落到預(yù)定位置后，千斤頂、支架和先前設(shè)置的假頭將被拆除，使鋼梁能夠完成整個(gè)定位過程［7］，此時(shí)，假頭和支架的實(shí)際高度必須符合鋼梁連續(xù)下降的基本要求，此時(shí)，鋼梁的可靠定位已經(jīng)完成。對于裝飾框架和耦合梁等其他零件，由于相對較輕的重量，可以使用履帶式起重機(jī)來完成吊裝設(shè)計(jì)。完成上述設(shè)計(jì)后，所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行焊接、測量和校正。修正完成并確認(rèn)正確后，即可完成整個(gè)安裝過程，下一步操作即可開始。

5.4 頂推滑移施工法的質(zhì)量控制措施

移動時(shí)，不僅要考慮鋼梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力，還要考慮垂直、水平、連續(xù)千斤頂?shù)鹊膽?yīng)力。鋼梁的軸向偏差對鋼梁的垂直吊裝、水平連續(xù)滑移的應(yīng)力及后腳的安裝有很大影響。移動時(shí)，需要隨時(shí)確保鋼梁集的設(shè)置，以減少對整個(gè)橋梁設(shè)計(jì)的潛在影響。在找到鋼梁的撓度后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化操作。垂直千斤頂下方的滑動軌跡會影響鋼梁軸在按下時(shí)的位置，從而可能導(dǎo)致軸明顯偏離。嚴(yán)禁垂直千斤頂壓鋼桁架底弦網(wǎng)，除非及時(shí)采取有效措施，否則整個(gè)鋼梁的主體結(jié)構(gòu)可能會出現(xiàn)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。在嚴(yán)重的情況下，整個(gè)鋼梁的主體結(jié)構(gòu)都會受損，千斤頂?shù)膿p壞會給設(shè)計(jì)帶來很多問題，會對人們的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成非常嚴(yán)重的威脅。如果鋼梁滑動時(shí)梁的偏移距離過大，則整個(gè)柱無法按需要安裝，從而影響應(yīng)用效果。嚴(yán)格控制滑動過程中梁的撓曲，隨時(shí)調(diào)整并修正偏差。在推動時(shí)，將派遣一名特別人員擔(dān)任指揮指揮，設(shè)置警示標(biāo)志，不準(zhǔn)不相關(guān)人員進(jìn)入滑動施工區(qū)。采取必要措施，防止石油、廢水、廢物和垃圾在施工過程中污染環(huán)境和空氣。

6 鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程施工質(zhì)量管理目標(biāo)與方法

（1）建設(shè)質(zhì)量管理目標(biāo)。結(jié)構(gòu)施工階段需要多方共同參與，有關(guān)各方在施工質(zhì)量管理目標(biāo)上存在差異。項(xiàng)目業(yè)主單位建設(shè)質(zhì)量管理的目標(biāo)是在整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)過程中實(shí)施質(zhì)量控制措施，確保實(shí)現(xiàn)預(yù)期的項(xiàng)目質(zhì)量目標(biāo)。規(guī)劃單元的質(zhì)量管理目標(biāo)是開展項(xiàng)目驗(yàn)收和簽證工作，以此更好地保障施工項(xiàng)目與設(shè)計(jì)方案保持一致。有關(guān)工作單位在展開時(shí)，會以質(zhì)量安全作為核心進(jìn)行工作，保障在收工后能夠盡可能符合設(shè)計(jì)要求和合同所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。部分監(jiān)理單位會按照質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行質(zhì)量檢測，并將其作為依據(jù)來評價(jià)工程活動是否順利進(jìn)行。

（2）對于施工質(zhì)量的管理措施。鋼結(jié)構(gòu)施工中主要分為以下3 種管理措施。首先，例行檢查。在這一過程中，會對首批樣品進(jìn)行檢測，通過強(qiáng)制性檢查和移交檢查等方式，在實(shí)際的檢測過程中，會利用到感知方法和實(shí)際測量方法來輔助工作的展開。其次，調(diào)控項(xiàng)目質(zhì)量的管控。按照項(xiàng)目的核心部分進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，保證鋼結(jié)構(gòu)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并且所涉及的流程要符合方案標(biāo)準(zhǔn)。最后，對項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量檢測。在這一過程中，會利用到儀器來輔助進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢測，通過對鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、延展性和剛度進(jìn)行數(shù)量計(jì)算，以檢查結(jié)果是否符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，以及是否存在外部損傷，并對整體鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐處理。

7 結(jié)語

綜上所述，在橋梁施工建設(shè)中，通過運(yùn)用頂推滑移技術(shù)，能夠很好地提高工作效率，但在使用過程中，要保障科學(xué)、合理，確保技術(shù)的可實(shí)施性，通過之前的工作經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際的工作狀態(tài)，促進(jìn)工作的順利開展。另外，要嚴(yán)格按照要求進(jìn)行工作流程的實(shí)施，充分發(fā)揮頂推滑移技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁建筑中的實(shí)際應(yīng)用效果。