桥梁工程中钢箱梁顶推施工技术的应用

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摘要：顶推施工技术因其自身的优势在诸多桥梁钢箱梁施工中得到了有效的应用。本文结合某桥路工程实践，分别从主梁计算、钢箱梁制作、滑动与导向装置施工、以及顶推施工的难点，就这四个方面论述了桥梁钢箱梁顶推施工的技术难点。

关键词：桥梁工程；钢箱梁；顶推施工；技术难点

在桥梁工程中，加强钢箱梁顶推施工技术的应用，主要是考虑到在施工中不用采取大型起吊机械设备，占地少，能同时实施钢箱梁顶推和安装边跨支架梁段。而钢箱梁由于大跨径桥梁常见的一种多结构焊制的箱梁结构，鉴于其自身具有较大的自重，所以必须将钢箱梁顶推到临时桥墩的基础上才能完成整个工程的施工。但是在实际施工中，也经常会遇到这样或那样的技术难题。以下笔者结合某工程实践予以探究。

一、工程概况

本大跨径桥梁属于高架桥。其基本情况如下：①16联，总共分为三跨连续梁，其中第一跨为1到5联；第二跨为第6联；第三跨为7到16联。第一跨和第三跨的孔间距均为25m，且属于预应力砼，而第二跨属于中跨，其钢箱梁长在包含钢混结合段在内共201.2m，并在预应力砼箱梁和钢箱梁相交处安装了钢混结合段，长度为2m。②为了满足桥梁构造和运输与施工方面的条件，将第二跨钢箱梁分成了A、B、C三种梁段，其中C段属于钢混结合段。③在16联三跨连续钢箱梁中，直线梁和曲线梁分别为2联和14联，总长度为1542m，箱梁的高度为2.4m，为矩形双柱桥墩，有固定墩、非制动墩以及联间墩组成。④第二段的跨径中不仅需要从城市主干道跨越，而且还会对既有线路的影响，因而成为本工程的难点所在。⑤桥梁单幅宽度为14m，属于全焊扁平结构，钢箱梁的总质量为1,420T、总面积为2,030㎡，所以每平米的钢箱梁重量高达700kg，因而本工程决定采用顶推施工技术进行钢箱梁的顶推。

二、顶推施工技术难点总结

在本桥梁工程施工中，顶推施工技术方案中，主要是利用导梁进行连续顶推，共顶推两次，第一次和第二次的顶推距离分别是50m和95m，当连续顶推的千斤顶在临时墩上将钢箱梁顶推到吨位之后，利用竖向的千斤顶将钢箱梁放到永久墩完成施工。以下就其技术难点进行总结：

1．主梁计算难点

在本工程中，由于需要顶推的钢箱梁长度较长，共192.7m，所以为了更好地确保顶推的施工质量，其主梁的计算是整个工程的技术难点之一。为了更好地加强对其的处理，确保主梁计算的精准性，紧密结合钢箱梁的界面特点，结合钢箱梁的顶推重量以及导梁的长度，将其刚度和每米的自重为钢箱梁刚度和自重的1/5，施工过程如下图所示。从图1可以看出，当钢导梁位于最大悬臂时是顶推施工最不利的位置，通过对施工过程的模拟和给分析以及计算，对第③到第⑨段的主梁最大应力、最大竖向反力、最大横向反力进行了计算，结果如表1所示。在表1中：A、B、C、D、E、F分别代表：剪应力、上缘压、上缘拉、下缘压、下缘拉、换算应力；a、b、c、d、e、f分别代表1#墩、2#墩、3#墩、4#墩、5#墩、6#墩。

2．钢箱梁制作难点

在本工程中，由于钢箱梁需要施工现场制作，而本工程属于大跨径桥梁，所以钢箱梁的制作也是本工程的技术难点。其制作工艺流程如图2所示。由此可见，在这一制作工艺中，钢箱梁的焊接是最为复杂的工艺，也是难点所在。所以就需要在焊接过程中严格按照设计标准，对坡口的形状与尺寸和焊接方式以及条件等工艺参数，并利用二氧化碳作为保护气体。

3．滑动与导向装置施工难点

（1）基本情况分析在本工程施工中，滑动与导向装置施工也是本工程的难点所在。首先就滑动装置来看，其主要分为上下滑道。在本工程中，主要是在腹板的下部底板的周围设置了顶推滑道，且在其腹板的下部安装了“△”型的加筋肋。并在顶推滑道的中心位置，顺着纵向的方式通长设置了高肋板（80cm）予以加强，从而有效的预防了钢箱梁出现变形的情况。（2）下滑道设置在本工程中，下滑道包括了下滑板和滑道梁，其中滑道梁的根数为2根，材料为30b的槽钢，而下滑道的跨度和有效长度分别是0.3cm和2.0m。在结合以往的工作经验，由于在顶推钢箱梁时经常出现上滑块挤压卡住的情况，而又要将钢箱梁顶起，所以在本工程中，在没测的滑道梁两边均设置了吊篮，并在吊篮内放置液压千斤顶（100T，备用）。而下滑板由钢板制作，规格为500×500×20mm，数量为5块，且在每块下滑板上包裹了不锈钢薄钢板片。（3）施工难点分析虽然在安装滑动装置时较为顺利，但是在导向装置安装过程中，由于一般施工时都需要实现横向定位于顶推导向，而本工程中由于拼装时的钢箱梁阶段较大，现有的导向装置难以满足实际施工的需要，所以本工程中将导向装置进行了改进，采用横向限位器，并对其导向轮组利用螺母和肛周将其固定在下滑道的钢板面，这样就能有效的避免空间问题，同时又能满足固定和导向的需要。

4．顶推施工中的难点

在本工程中，对钢箱梁进行顶推时遇到了诸多困难，以下就遇到的技术困难和解决措施进行分析。（1）挠度值的确定在本工程进行顶推施工时，首先就是在1#墩和4#墩之间进行顶推平台的搭设和预拼装，虽然在拼装过程中采用的起吊装能负荷实际需要，当时当顶推的一定程度之后，就需要拆除导梁，从而将改变钢箱梁的位置之后才能进行后座支座的安装。由于当钢导梁位于最大悬臂时是顶推施工最不利的位置，且此时钢箱梁导梁前部的挠度值最大，此时为了将其控制在合理的范围内，就是此次顶推方案能否得到顺利实施的关键，由于在本工程设计中，其挠度值范围是213.5-340mm之间，组合应力是在119.3-220MPa之间，在主梁计算过程中，并没有将其作为计算范围进行计算。所以为了处理这一技术难点，在设计人员的技术支持下，施工方利用现有的空间有限元软件对整个桥梁的大单元模型进行了初步构建（图3所示），并对顶推过程进行模拟，具体如下图所示，最终在模拟计算过程中，其所得的挠度值和组合应力均能满足设计标准，最终为整个方案的实施奠定了基础。（2）安全防护技术要点就本工程来看，其钢箱梁施工流程如下：钢箱梁下料和放样→钢箱梁制作→钢箱梁预拼装→钢箱梁运输→钢箱梁吊装→梁段初次定位→精确定位→临时固定→焊接梁段→检测焊缝→顶推到位→涂装→桥面附属设施施工。除了上述技术难点外，在安全防护上也遇到了技术难题。

三、结语

综上所述，大跨径桥梁工程中钢箱梁顶推施工技术的应用难点较多。所以在今后的工程中，我们需要紧密结合实际，切实掌握其技术难点，切实加强对其地处理，才能更好地确保整个顶推施工的质量，从而为工程质量的提升奠定基础。

参考文献

[1]郭胜飚．公路桥梁钢箱梁顶推施工技术探讨[J]．中外建筑，2008，07:202-204．

作者：杨勇 朱志军 单位：贵州省交通建设工程质量监督局 湖南联智桥隧技术有限公司