水上大跨度鋼箱梁頂推施工技術研究

摘要：簡要介紹了澳門大學連接橫琴口岸通道橋鋼箱梁結構情況，并根據澳門大學連接橫琴口岸通道橋橋位環境和結構設計特點，介紹了此項目中大跨度水上鋼箱梁的施工工藝，即：步履式多次連續頂推；同時，簡要地介紹了鋼箱梁頂推施工的主要步驟和頂推施工的主要方法。該施工工藝先進科學、安全可靠，對跨河流、跨公路、跨鐵路等有特殊條件要求的特殊地段施工具有重要研究意義和推廣價值。

關鍵詞：大跨度水上工程步履式頂推施工技術

ResearchonIncrementalLaunchingConstructionTechnologyforLargeSpanSteelBoxGirdersonWater

XIAOYunfei

UrbanConstructionEngineeringCo.，Ltd.ofChinaRailway15thBureauGroupCo.，Ltd.，Luoyang，He’nanProvince，471023China

Abstract：ThisarticlebrieflyintroducesthesteelboxgirderstructureofthebridgeconnectingtheUniversityofMacautotheHengqinPort.Basedontheenvironmentalandstructuraldesigncharacteristicsofthebridgesite，theconstructionofthelargespansteelboxgirderonwaterinthisprojectadoptsawalkingstylemultiplecontinuousincrementallaunchingconstructiontechnology;Atthesametime，themainstepsandmethodsofthesteelboxgirderincrementallaunchingconstructionarebrieflyintroduced. Theconstructiontechnologyisadvanced，scientific，safeandreliable，andhasimportantresearchsignificanceandpromotionvalueforconstructioninspecialsectionswithspecialconditionssuchascrossingrivers，highways，andrailways.

KeyWords：Largespan;Waterengineering;Walkingincrementallaunching;Constructiontechnology

1工程概況

澳門大學連接橫琴口岸通道橋項目位于蓮花大橋南側，旨在實現蓮花大橋與橫琴校區的便捷連接，進一步促進澳門大學與內地地區的互聯互通。項目北起蓮花大橋出境匝道兩預留界面，沿十字門水道橫琴側邊防巡邏道南延，跨過澳大排洪渠后進入澳門大學，然后分線分別沿澳大公交停車場和暢運大馬路落地。整座橋梁全長約為539.99m，包括A、B匝道兩部分。其中，橫跨澳大排洪渠處設置75m鋼箱梁，該處是整個工程的關鍵部分，該鋼箱梁采用單箱三室等高簡支梁結構，具有梁高3.75m、橋面寬17m、底板寬13m等特點。

2水上大跨度鋼箱梁施工情況

2.1跨排洪渠鋼箱梁結構

為了保證排洪渠的正常運行及邊防巡邏道的正常通行，在排洪渠處設計了75m長鋼箱梁。鋼箱梁橫跨澳大排洪渠，是澳門大學連接橫琴口岸通道橋工程項目中的重要組成部分。鋼箱梁的梁高為3.75m，橋面寬度為17m，提供了足夠的通行空間，滿足了車輛和行人的通行需求。鋼箱梁底板的寬度為13m，此尺寸保證了梁的穩定性和承載能力。鋼箱梁采用了左、右挑翼設計，左側挑翼寬度為2.5m，右側挑翼寬度為1.5m。鋼箱梁選用了Q345qC材質，同時設置有防腐涂層，具有較高的強度和耐腐蝕性，適合水上工程的特殊環境要求。鋼箱梁的頂板、底板和腹板等關鍵部位采用了不同厚度的鋼板，并在需要加強的位置設置了加勁肋，以增加結構的剛度和穩定性。

2.2鋼箱梁節段劃分

考慮鋼箱梁運輸條件及吊裝施工條件限制，將鋼箱梁按設計圖紙工藝結構進行縱向分段、橫向不分段。橋段在工廠整體放模拼裝完成后，再分拆成單元箱體和單元結構運送到現場，使用吊機安裝。

鋼箱梁材質為Q345qC，總重量為850t。鋼箱梁橫向部分段縱向劃分17個階段，其中，最重節段為58.1t，外形尺寸為3.66m×17m×3.57m。

3頂推施工技術

3.1拼裝支架和頂推支架施工

根據現場實際情況和頂推施工設計方案，在7#～8#墩之間設置一組拼裝支架，在8#～9#之間設置1#頂推支架，在6#～7#之間設置2#頂推支架，在5#～6#之間設置3#和4#頂推支架。支架豎向受力主管采用Φ630×8mm鋼管，平聯和支撐采用H型鋼HN400×200×8×13mm，上部分配梁采用H型鋼HM588×300×12×20mm雙拼，拼裝支架在H型鋼上還需搭配321型貝雷片[1]，拼裝支架和頂推支架高度按照地面標高、梁底標高及頂推設備高度確定。

為保證支架的穩定性，需確保支架地基基礎穩定。支架基礎施工前，需分析鋼箱梁頂推施工中各個工況下頂推支架中每根鋼管立柱的最大反力。根據現場實際情況，現場使用沉入鋼管樁加強地基承載力，每根鋼管樁所要求承受的力不得小于與其對接的頂推支架體系中每根鋼管立柱最大反力值。另外，根據現場地勘報告，設計計算出沉入鋼管樁的埋置深度，沉入鋼管樁施工以設計標高為主、貫入度為輔進行控制，最后沉入鋼管樁。施工完成后，按照檢測頻率對單樁進行靜載試驗，試驗合格后，方可進行地面以上拼裝支架和頂推支架搭設。支架搭設過程中，要注意控制鋼管立柱的垂直度、平面位置及高度，同時要保證支架體系中各節點連接焊接質量，確保整個支架體系的穩定和牢固[1-2]。

3.2導梁設計

導梁設計考慮了頂推施工的需要及減小導梁重量的要求。首先，根據頂推單側最大跨度為34m的情況，導梁的設計長度選取為最大跨度的0.7倍左右，即約為23.8m，此長度既能滿足頂推的需要，又能在一定程度上減小導梁的重量。為了進一步減小導梁的重量，在導梁的前端采用變剛度變截面工字梁的設計。

3.3鋼箱梁頂推

3.3.1箱梁頂推之前的準備工作

在進行箱梁頂推前的準備工作階段，首先，需確保拼裝平臺和臨時墩已搭建完畢，并隨后進行頂推設備的安裝工作；其次，在臨時墩上對頂推設備進行仔細調試，以驗證傳感器的正常運行情況；最后，對所有頂推面進行檢查，確保它們已全部解除連接，以確保頂推過程的順利進行。

3.3.2鋼箱梁頂推施工步驟

第一步：在臨時墩和拼裝支架上安裝頂推設備并完成調試。在拼裝支架上完成1#～12#節段鋼梁拼裝，將導梁吊裝至已拼裝鋼梁的前端（1#梁段），并與之焊接成整體。啟動各墩上的頂推設備，頂推設備全部由控制室控制電腦統一控制，各頂推設備在頂升、頂推動作上精確同步地使梁體向前推進，直到第一輪頂推完成。頂推過程中，要實時對鋼梁的線性和應力進行監控，確保在允許范圍之內。頂推完成后，復測尾端梁體的軸線、標高，為下一節段鋼梁拼裝做準備。這樣的循環過程將持續進行。

第二步：進行第13#～15#節段鋼梁的拼裝及頂推。

第三步：進行第16#～17#節段鋼梁的拼裝及頂推，

第四步：當鋼箱梁頂推至設計里程后，進行最后的調整工作，包括拆除導梁并根據現場測量數據對鋼箱梁進行橫向糾偏。通過精確調整，確保鋼梁最終準確就位。

3.4頂推施工主要施工方法

3.4.1頂推施工

頂推施工是水上大跨度鋼箱梁建設中的主要施工方法之一。在施工開始前，首先需確保頂推設備的安裝和調試工作完成，并對系統的油路和電路進行連接。隨后，施工人員會選擇手動模式逐一檢查各項設備的正常運行情況，包括油泵、頂升頂、糾偏頂、頂推頂、壓力表和傳感器等。

啟動頂推設備前，需要在臨時墩上進行調試，檢查設備的傳感器是否工作正常，以確保施工過程中的準確性和安全性。然后，啟動各墩上的頂推設備，通過壓力傳感器監測到的壓力值，控制頂推油缸提供頂推力，并確保各墩上的頂推油缸同步工作。在整個頂推過程中，需要實時監測頂升支撐油缸的支反力，保證頂推力的準確性，并通過調節頂升支撐油缸來保持鋼箱梁的受力均衡，確保單側最大允許支反力不超過規定范圍。

在頂推過程中，一旦開始自動連續頂推，施工人員會記錄頂推過程中的油壓最大值和最小值，以便后續的施工監控和數據分析。此外，為了避免鋼箱梁在頂推過程中出現橫向偏移超差的情況，會對鋼箱梁的中軸線進行實時監控，并及時調整限位裝置，確保鋼箱梁的偏移始終在允許的誤差范圍內[3-4]。

3.4.2豎向調整

在頂推過程中，鋼箱梁的受力狀態與成橋時的受力狀態存在明顯差異，因此，需要對鋼箱梁進行豎向調整，以確保施工的順利進行和最終的結構安全。在豎向調整階段，施工人員首先根據監控指令確定每輪頂推鋼箱梁所經過的墩臺的標高變化范圍和許用支反力變化范圍，同時還需明確各頂推工況下臨時墊墩的標高。在這個基礎上，施工人員將根據實際情況對鋼箱梁進行豎曲線的調整，以確保鋼箱梁在頂推過程中的受力狀態和位置達到要求。為了準確控制豎向調整，施工人員會根據頂推施工中的實際情況比較設備受力和計算結果，以及測量各反力座位置間隙值，根據測量結果，確定反力座位置是否需要調整。一旦差值超過規定范圍，就會使用鋼墊板進行調整。

3.4.3導梁過墩頂工藝

因自重鋼導梁前端將下撓，故當導梁前端（第一節）到達時將離頂推設備滑箱較貼近。因此，導梁前端設計成階梯狀，通過螺旋千斤頂頂到了前端至底面超過設備頂面，放下折疊桁架，固定后落至設備頂面，繼續頂推，即可完成導梁上墩。

3.4.4落梁及體系轉換

在頂推完成后，利用臨時墩上的頂推設備將鋼箱梁的縱向和橫向進行精確調位，在這一過程中，需要注意將鋼箱梁底部高出永久支座50mm，以確保結構安全和穩定性。接下來，將梁體落在頂推設備前后的設置的臨時支墩上，并仔細檢查各墩頂永久支座和鋼箱梁的位置是否準確，在這個階段，同樣需要注意鋼箱梁底部高出永久支座50mm。當確認無誤后，施工人員利用頂推設備將鋼箱梁頂高20mm，并拆除頂推設備前后的臨時支墩，然后，頂推設備的豎向油缸慢慢回油，使鋼箱梁落到永久支座上，這樣就實現了落梁及體系轉換的工序[5]。

4結語

步履式頂推具有臨時墩水平推力小、豎向調整便捷的特點，是解決跨越公路、鐵路、河流等區域的有效的、先進的施工技術。澳門大學連接橫琴口岸通道橋項目工程采用步履式頂推施工技術，從第一節段鋼箱梁進場組裝到最后一節鋼箱梁頂推到位，并完成鋼箱梁驗收，歷時20d，完成重量850t的橋梁架設任務。步履式頂推過程中，加強對臨時支架的監測和千斤頂標高的復核，密切關注千斤頂豎向反力的數值/1dZjwb3jL3qYUxDJTRv9TqsxFTvpTaxWv4GaMYtjYk=，該數值應符合設計計算的數值，確保頂推實際工況與設計工況一致，防止局部臨時支架沉降過大造成頂推傾覆的事故。同時，頂推施工過程中，也必須加強安全吊裝作業、安全教育、培訓及安全監控等工作，才能更好地保障頂推施工順利完成。

參考文獻

• 呂舜.澳門大學連接橫琴口岸通道橋鋼箱梁頂推施工關鍵技術研究[J].工程機械與維修，2024（1）：53-55.
• 李小鵬.水上大跨度變截面鋼箱梁頂推關鍵技術研究[J].中國儲運，2023（4）：183-184.

[3]黃杰.論監控技術在超寬、超大跨度鋼箱梁頂推施工中的應用[C]//重慶市礦山學會（ChongqingMiningSociety）.2021年重慶市礦山學會年會優秀論文集.2021：8.

[4]喻旭明，張可，陳睿鋒.模塊化大跨度水上光伏支撐系統[J].太陽能，2024（1）：89-94.

[5]陳思，葛銀萍，呂航光.大跨度鋼結構吊裝及安裝關鍵技術[J].施工技術（中英文），2022，51（8）：26-30.