頂推滑移技術在鋼結構橋梁施工中的應用

任志海

（北京市市政一建設工程有限責任公司 北京 100083）

1 鋼結構橋梁的特點

首先，鋼結構自身有穩定的連接結構，不用外接固定底座，不需要復雜的工作體系，能夠較好地優化整改施工流程。

其次，鋼結構有較強的剛度和承載力，對橫向抗彎能力強，較好地適應橋梁的受力要求，能夠充分發揮鋼結構的自身性能。還可以利用柔性墩結構及雙臂墩結構來進行建筑設計，能夠較好地優化橋梁。整體的防震性能還可以利用噸型結構來不斷調整混凝土的收縮狀況，盡可能地降低負彎矩峰值。

再次，當橋梁橫跨度滿足200～300m 時，與同等跨度的橋梁相比較，鋼結構橋梁施工周期較短，也具備較多功能優勢。

最后，合理利用鋼結構進行橋梁建筑，不但外觀美化，并且所用實際空間增大。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，兩側的人行道為翼板大梁。其中，左側人行道寬1m，右側人行道寬0.75m。主梁是由混凝土預制構件制成的4-粘結連續鋼桁架梁加6-張緊t梁。鋼桁架托梁采用huberte 技術，預制t 托梁采用現場吊裝施工。其中，4跨48m+67m+67m+67.49m 的連續梁跨度為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

根據現場實際情況，經過反復論證，可采用以下3種起重工具。

方案1：采用1500t 履帶式起重機直接就地吊裝。該方案的優點是，所有鋼梁都可以同時原地行走，施工時間短，質量有保證。但是，1500t 履帶式車輛的費用相當昂貴，實在太高。

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

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

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

對3項工程進行綜合分析后，在考慮施工時間、成本和質量三大因素的基礎上，最終選擇了“升降→滑動→著陸”的施工方案。根據起重機的技術性能和現場情況，在本項目中選擇了負載能力良好的manetho walker 4100 ws typ 履帶式起重機（181t 履帶式起重機）。181t履帶式輸送機位于西南岸時，只能就地抬起最南端的鋼梁，然后提升順序應從北向南，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。滑動法有幾個重要的技術問題需要解決，要先確定滑道的結構形狀，然后如何滑移，如何在滑動后放置鋼箱梁等［3］。

5 頂推滑移技術在鋼結構橋梁施工中的應用分析

5.1 液壓頂推滑移設備的布置

5.1.1 滑移軌道的布置

由于該項目所開展的環境在城市鬧區，會橫跨城市主干道，所以在施工中存在工期繁瑣、安全風險大等問題。在安裝滑移軌道時，應根據實際狀況進行單元節點計算，按照所計算結果進行合理設置［4］。對直線段鋼結構進行施工時，單個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行安裝時，內部會產生摩擦阻力，導致位置調整困難，要想更好地適應單元軌道設置要求，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

液壓站內部的安裝要符合以下3點標準：首先，系統內部所提供的動力要符合滑移速度要求；其次，進行布設時，要盡可能降低油管所用長度；最后，盡可能地增強泵站的工作效率［5］。

5.1.3 現場實時網絡控制系統的連接

可以通過在現場安裝電腦，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行連接［6］。

5.1.4 橫向糾偏裝置

在鋼結構兩側通過安裝1～5個墩臺位置來進行糾偏，還可以利用正反螺旋千斤頂來調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，對位置偏差進行及時修改。

5.2 頂推作業施工要點

（1）根據壓力感應器，在測得壓力值后，以支點反力進行摩擦力的計算，最后與油位表進行準確核對。（2）定位觀測，主要涉及的測量內容包括以下兩種，即兩體的中點定位和墩頂的水平位移定位。墩體的位移觀測作為核心部分，要充分觀察工程的設計要求，將偏移值作為最高值進行計算，當完成位移的換算后，以施力方向對梁體進行移動，在移動區間內注重實時觀察，當最大偏移量大于計算值時，立刻停止施力。（3）在進行頂推任務時，要有序進行實時監控，以此更好地確保整體施工質量安全。（4）對于頂推任務，要與頂推橋梁進行準確的計算，多方面的檢測是否符合規定標準，可以通過將中線偏移值控制在可規定范圍內。當測量到中線偏移過高時，立即停止頂推任務。（5）在緩慢的施加力過程中，能夠促使每節點達到預警值，若鋼梁結構未發生位移，要立即停止處理，在檢查合格后再進行施工。（6）在對鋼箱梁進行安裝時，溫度的變化也會對鋼梁結構產生一定的阻礙，會導致鋼梁結構出現位移伸縮變化，因此，要適時地移動墩頂位置，及時檢測位移變化，通過調整速度來改變墩頂位置，使其維持在可控范圍內。（7）在進行最后一次頂推任務時，要注重糾偏和縱移符合標準。（8）注重觀察在頂推過程中下降力，平衡力的變化。

5.3 落梁

鋼梁按入設計要求的位置后，應及時落在支架上，該支架也是確定滑動成敗的關鍵環節。由于軌道位于混凝土梁的表面上，滑移時，鋼梁的實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假頭，當鋼梁落到支架上時可以使用。當鋼梁下沉時，假頭頭部是最重要的應力部分，其尺寸應在加工制造前準確計算。根據計算結果，鋼箱梁在施工現場完成制造假頭后，通過焊接進行連接和固定，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，錯誤的頭位于外支架上，繼續拉支架，然后第二次抬起鋼梁，使其連續循環，直到鋼梁落入指定位置。鋼梁跌落到預定位置后，千斤頂、支架和先前設置的假頭將被拆除，使鋼梁能夠完成整個定位過程［7］，此時，假頭和支架的實際高度必須符合鋼梁連續下降的基本要求，此時，鋼梁的可靠定位已經完成。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來完成吊裝設計。完成上述設計后，所有結構構件均應進行焊接、測量和校正。修正完成并確認正確后，即可完成整個安裝過程，下一步操作即可開始。

5.4 頂推滑移施工法的質量控制措施

移動時，不僅要考慮鋼梁結構的應力，還要考慮垂直、水平、連續千斤頂等的應力。鋼梁的軸向偏差對鋼梁的垂直吊裝、水平連續滑移的應力及后腳的安裝有很大影響。移動時，需要隨時確保鋼梁集的設置，以減少對整個橋梁設計的潛在影響。在找到鋼梁的撓度后，應及時進行優化操作。垂直千斤頂下方的滑動軌跡會影響鋼梁軸在按下時的位置，從而可能導致軸明顯偏離。嚴禁垂直千斤頂壓鋼桁架底弦網，除非及時采取有效措施，否則整個鋼梁的主體結構可能會出現潛在的安全風險。在嚴重的情況下，整個鋼梁的主體結構都會受損，千斤頂的損壞會給設計帶來很多問題，會對人們的生命財產安全構成非常嚴重的威脅。如果鋼梁滑動時梁的偏移距離過大，則整個柱無法按需要安裝，從而影響應用效果。嚴格控制滑動過程中梁的撓曲，隨時調整并修正偏差。在推動時，將派遣一名特別人員擔任指揮指揮，設置警示標志，不準不相關人員進入滑動施工區。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境和空氣。

6 鋼結構橋梁工程施工質量管理目標與方法

（1）建設質量管理目標。結構施工階段需要多方共同參與，有關各方在施工質量管理目標上存在差異。項目業主單位建設質量管理的目標是在整個項目建設過程中實施質量控制措施，確保實現預期的項目質量目標。規劃單元的質量管理目標是開展項目驗收和簽證工作，以此更好地保障施工項目與設計方案保持一致。有關工作單位在展開時，會以質量安全作為核心進行工作，保障在收工后能夠盡可能符合設計要求和合同所規定的標準。部分監理單位會按照質量是否符合標準來進行質量檢測，并將其作為依據來評價工程活動是否順利進行。

（2）對于施工質量的管理措施。鋼結構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，會對首批樣品進行檢測，通過強制性檢查和移交檢查等方式，在實際的檢測過程中，會利用到感知方法和實際測量方法來輔助工作的展開。其次，調控項目質量的管控。按照項目的核心部分進行優化調整，保證鋼結構能夠正常運轉，并且所涉及的流程要符合方案標準。最后，對項目進行質量檢測。在這一過程中，會利用到儀器來輔助進行鋼結構的質量檢測，通過對鋼結構的強度、延展性和剛度進行數量計算，以檢查結果是否符合規定標準，以及是否存在外部損傷，并對整體鋼結構進行防腐處理。

7 結語

綜上所述，在橋梁施工建設中，通過運用頂推滑移技術，能夠很好地提高工作效率，但在使用過程中，要保障科學、合理，確保技術的可實施性，通過之前的工作經驗及實際的工作狀態，促進工作的順利開展。另外，要嚴格按照要求進行工作流程的實施，充分發揮頂推滑移技術在鋼結構橋梁建筑中的實際應用效果。