澄江雙線特大橋180m鋼管拱頂推關鍵技術

王勃

摘 要：基于貴南高鐵澄江雙線特大橋180 m鋼管拱整體頂升施工技術實踐，對鋼管拱整體頂升施工技術方案進行了可行性分析，對整體頂推走行系統進行設計加強單層貝雷片橫梁、頂推支撐結構、滑道設計，對頂推系統的臨時拱座與拱肋通過特制抱箍連接，臨時拱座橫向貝雷梁和簡支梁翼緣板間每側各設置4根精軋螺紋鋼防傾覆。采用夾軌器加緊軌道，并焊接臨時車檔對輪箱進行限位的方式進行鎖定，防止拱肋吊裝階段出現頂推。鋼管支架拆除前，通過在鋼管拱每道拱肋兩端的臨時拱座上分別安裝縱向鋼絞線并張拉，保證頂推就位鋼管拱能夠精確合龍及頂推過程的安全。工程實踐說明：采用整體頂升方案，能消除頂升時傾覆及自穩體系出現的安全隱患，保證整個頂升過程中安全可靠，為今后類似橋梁整體頂升提供實踐經驗。

關鍵詞：高速鐵路；連續梁；鋼管拱；整體頂推

中圖分類號：U445.462? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2024）02-0007-03

1 工程概述

新建貴陽至南寧高鐵廣西段GNZQ-1標段（90+180+90）m拱加勁連續梁，為預應力鋼筋混凝土結構。拱軸線采用懸鏈線，拱肋為鋼管混凝土結構，采用啞鈴形變化截面形式，截面高度2.8 m，鋼管直徑0.8 m，兩榀拱肋之間共設置8道橫撐。全橋共設置16組雙吊桿，吊桿上端穿過拱肋，錨于拱肋上緣張拉底座，下端錨于梁體吊點橫梁下緣固定底座。

2頂推系統設計

2.1 頂推系統設計

鋼管拱頂推行走系統分為6部分：貝雷片組成的橫梁、工字鋼分配梁、可調節鋼管、行走的輪箱、液壓系統及夾軌器[1]。

將由貝雷片組成的橫梁作為分配荷載，行走為30個直徑為52 cm的行走輪組成的輪箱，根據行走輪與軌道間的滾動摩擦系數及風載等因素選配50 t液壓千斤頂，液壓頂推系統設置于頂推前端行走輪箱后方[2]，頂推時由一個總控臺控制兩個千斤頂，同步同級施力。頂推系統布置如圖1、圖2所示。

2.1.1 加強單層貝雷片橫梁

考慮到鋼管拱及補強加固的自重[3]，利用10組間距420 mm的單層加強型貝雷梁，橫向間采用加強交叉桿鏈接。

2.1.2 頂推支撐結構

采用直徑為351 mm的鋼管，分配梁由兩根雙拼32b的型鋼組合而成的結構[4]。

2.1.3 頂推設備

頂推設備主要由夾軌器、60 t液壓缸、泵站、走行輪組成。左右對稱安裝在前進方向的兩個輪箱上，夾軌器安裝在鋼軌上[5]。在4條軌道上標記刻度標識，來確定兩側輪箱走形距離，并在液壓缸上標記刻度方便調整頂推同步性[6]。頂推走行系統布置如圖3所示。

2.2 臨時鎖定設計

2.2.1 拱肋與拱座鎖定

臨時拱座與拱肋通過定制抱箍利用高強螺栓固定，在臨時拱座頂端通過焊接3塊300 mm×150 mm×20 mm的加勁鋼板與拱肋下弦管連接[7]。

2.2.2 防傾覆鎖定

因兩組鋼管拱間距明顯大于臨時輪箱支座間距[8]，在進行拼裝第一節拱時，在臨時拱座橫向貝雷梁和簡支梁翼緣板間每側各設置4根φ32精軋螺紋鋼，以約束安裝第一段拱時的不平衡力。

2.2.3 頂推系統臨時鎖定

在拱肋吊裝階段，需將頂推系統在軌道上臨時鎖定，不得出現頂推現象。主要采用夾軌器加緊軌道，并焊接臨時車檔對輪箱進行限位的方式進行鎖定[9]。精軋螺紋鋼設置如圖4所示。

2.3 滑道布置

頂推滑道設計每側為2根P43鋼軌，滑道總長265 m，中心間距10.9 m。滑道下部為厚度50 cmC30鋼筋混凝土基礎[10，11]。為便于調整軌頂高程，在靠近38#墩以及39#墩拱座前一節鋼軌范圍內，將滑道基礎頂面降低2 cm。頂推軌道布置如圖5所示。

3拱座預緊、脫架及支架拆除

3.1 拱座預緊

為保證頂推就位鋼管拱能夠精確合龍及頂推過程的安全，鋼管拱自身需要成為自穩定體系，主要是通過在其每道拱肋兩端的臨時拱座上分別設置縱向鋼絞線，并進行張拉。這樣便可最大程度地消除鋼管自身產生的水平張力，保證鋼管拆除前的穩定性[12]。

拱座預緊采取的措施：在兩個臨時拱座上設置4束φ15.2 mm×12鋼絞線，并在水平索布置6道直徑22 mm的纜風繩；在拱肋端部位置設置橫向臨時加工桿件，規格為φ180 mm鋼管。

3.2 脫架及支架拆除

拱腳處的水平反力根據支架拆除順序逐步計算，拆除過程按照先預張，后拆支承點（僅在頂部卸載），最后張拉的順序，采用兩端張拉。支架拆除應遵循左右對稱、前后對稱的原則。

拆除拱肋臨時支架，先拆除調整工字鋼，工字鋼采用氣割與拱肋逐步分離，分離后再拆除下部拱肋支架。拆除調整工字鋼時，采用左右前后同時切割。因拱腳與頂推機構連接牢固，并通過鋼絞線張拉，拱肋與支架之間作用力減小，不會對拱肋造成破壞。由兩邊向中間對稱解除拱肋支座，再拆除系桿和立柱。拱肋支架拆除后，應對拱肋與支架的接觸面除銹并按規定噴涂防銹底漆，中間漆和面漆[13]。

4鋼管拱整體頂推

4.1 整體縱向頂推

現場準備2套同型號頂推設備，刻度標識標注在液壓缸上面。兩套設備左右對稱安裝于頂推前方的輪箱后，現場專人操作兩夾軌器并分別控制夾軌器、專人檢測兩組輪箱走形速度，1臺泵站分別控制2臺液壓缸。

專人在統一指揮下同步操作泵站，控制液壓缸同步頂推，夾軌器利用液壓缸推力夾緊鋼軌，使得夾軌器反作用于鋼軌上，推動輪箱組前進。頂推過程中時刻查看液壓缸及鋼軌刻度，如果發現頂進速度不一致及時調整操作，確保頂推速度一致[14]。

4.2 拱肋及頂推體系鎖定

頂推完成后，采用3種措施進行對拱肋及頂推體系進行鎖定：①頂推體系輪箱前后均設夾軌器進行鎖定。②頂推體系輪箱前后鋼軌用鐵鍥塞緊。③臨時拱座橫向貝雷梁和簡支梁翼緣板間每側，各設置4根φ32精軋螺紋鋼臨時固定。

5拱腳合攏

拱座混凝土施工后，對拱腳預埋段坐標復核測量，按照實際值確定拱肋安裝段的坐標及端部鋼軌精確定位。

頂推完成后，開始精調，縱向定位精度采取頂推糾偏。豎向定位精度采用調整鋼軌標高糾偏，橫向精度定位采取輪箱輪子與軌道間墊鋼板進行糾偏調整。鋼拱調整到定位精度后，安裝拱腳預埋段與拱肋間的合龍段，按要求鎖定焊接，安裝腹板及其他零部件，直至整個鋼管拱肋拼裝安裝完成。

合龍段的施工順序：精準量測兩側拱部前端之間的凈距→對已加工合龍段長度按照測量所得數據切割糾偏調整→吊裝到設計指定位置→匹配件進行臨時連接→待溫度穩定時進行臨時固結→焊接完成合攏施工。

對于已經架好的拱部懸拼段線形的糾偏、兩側拱部懸臂段差值，在安裝過程中進行矯正調整，讓兩側拱部前半部分偏差偏轉方向一致，偏差要保證控制在要求標準內。除了拱部前段標高在符合監控指令要求的線形誤差外，拱部前段4點相對高差也應在驗標內。

合攏最佳時間應根據至少48 h連續對周圍環境的監控量測的溫度來確定，一般控制在10～15℃，要選擇溫度較低且穩定的時間。

6結束語

通過貴南高鐵澄江雙線特大橋180 m鋼管拱整體頂升施工技術實踐，得出以下結論：①由于梁寬度不能滿足在拱腳位置設置輪箱，故采用貝雷橫梁作為承載及分配荷載，由液壓千斤頂提供的動力經走行輪箱傳遞給走行系統。②臨時拱座與拱肋通過定制抱箍利用高強螺栓固定，在臨時拱座頂端通過焊接3塊300 mm×150 mm ×20 mm 的加勁鋼板與拱肋下弦管連接，確保拱肋定位。③在臨時拱座橫向貝雷梁和簡支梁翼緣板間每側各設置4根φ32精軋螺紋鋼，用來保證在進行安裝第一段拱時的不平衡力，防止出現傾覆現象。④在拱肋吊裝階段，通過采用夾軌器加緊軌道，并焊接臨時車檔對輪箱進行限位的方式進行鎖定，防止出現頂推現象。⑤為保證頂推就位鋼管拱能夠精確合龍及頂推過程的安全，在進行鋼管支架拆除前，為避免鋼管拱自身產生的水平張力，需要在每道拱肋兩邊的臨時拱座上分別設置縱向鋼絞線，并對其張拉。

參考文獻

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