钢箱梁顶推施工探讨

钢箱梁顶推施工探讨

李明章

中铁一局集团铁路建设有限公司陕西咸阳712000

摘要：钢箱梁步履式顶推施工方法在传统的顶推施工方法的基础上，综合机械设备及控制科学的不断发展进步，改进形成的一种新型顶推施工方法。步履式顶推施工方法能够适应负责的施工环境，满足严苛的施工要求。近年来，步履式顶推施工方法已逐渐被桥梁工程界接收，并取得一定成就。本文通过对步履式顶推施工方法在施工过程中遇到的问题进行总结，得出步履式顶推施工过程中的控制要点,为以后此类工程施工控制及应用提供了依据和参考。

关键词：顶推，施工，控制要点，应用

1.引言

随着社会经济发展，原有道路交通已不能满足现状交通需求。尤其是在经济发达地区，交通路网更加密集。新建道路往往要上跨既有繁忙航道或高速公路，面对不可能中断的既有交通，如何采取有效施工方法进行新建道路的施工是工程建设者面临的实际问题。为了应对复杂的现场施工环境及满足既有交通同行需求，在跨线桥施工过程中，通常会采取相应的技术措施来解决建设与运营的矛盾。顶推施工法就是为了应对复杂的施工环境而诞生的一种先进的施工方法。

钢箱梁顶推施工法是指在桥梁纵向方向跨越障碍物的后方设置拼装场地，将钢箱梁整体拼装后，通过设置在临时墩上的步履式顶推设备的水平、竖向及横向千斤顶施加合理顶力，借助滑移装置，将梁体反复顶升、推移向前顶推，就位后落梁并将临时垫梁更换为正式支座，从而完成钢箱梁架设施工。

钢箱梁顶推过程中存在顶推速度快、顶与推相互转换频繁，体系转换频繁、结构受力状态复杂，顶推施工时，梁体纵横向偏位会对整个箱梁及桥墩带来不利影响。因此，钢箱梁顶推施工过程控制对施工安全及梁体整个全寿命周期影响至关重要。本文从钢箱梁顶推施工中横向偏位产生的原因及如何采取有效控制措施进行纠偏出发，对步履式顶推的横向偏位进行重点分析。

2.工程背景

某桥梁工程钢箱梁全长145米，位于166#墩与169#墩之间，为（40+65+40）m三跨连续钢箱梁，为跨越苏嘉杭高速公路主线而设，主桥位于半径R=4000m的圆曲线上，线路纵坡为-0.5%，主桥与高速公路交角为93°。主桥采用单箱三室三孔连续钢箱梁，主材材质为Q345qD。顶推段为（40+65）m，大里程方向40m段采用支架拼装法。顶推断纵向划分为38个节段，横向划分为3个节段，其中，最终节段为35t。

由于本桥钢箱梁段上跨苏嘉杭高速，苏嘉杭高速车流量很大，不得中断行车，钢箱梁施工期间桥下净空高度不得小于5m。因此，使用顶推法可以减小对既有高速公路通行的影响。

3.步履式顶推施工

3.1步履式顶推施工原理

步履式顶推施工是利用步履式顶推设备千斤顶将钢箱梁整体顶升托起，然后利用水平千斤顶向前推送，下降竖直千斤顶将钢箱梁临时搁置于垫梁上，水平千斤顶缩回，完成一个顶推循环，依次循环“顶升、推送、下降、回缩”四个步骤直至箱梁顶推至设计位置。

3.2步履式顶推施工主要工序

搭设钢箱梁拼装平台、钢箱梁及钢导梁拼装、设置顶推临时墩及垫梁、钢箱梁试顶推、钢箱梁顶推、落梁、更换正式支座、完成顶推段施工。

4.步履式顶推关键施工技术

4.1顶推施工梁体横向偏位

在顶推施工过程中，梁体的横向偏位是不可避免的。由于梁体的横向偏位会造成顶推就位不准确，这将会对梁体及桥梁下部结构带来严重的安全问题。同时，对梁体纠偏耗时较长，影响工程进度，增加施工成本。因此，我们需要根据步履式顶推施工的特点制定具有针对性的控制与纠偏措施，确保钢箱梁顶推过程中，梁体横向偏位在可控范围内。

4.2顶推施工控制及监控

由于步履式顶推施工需将箱梁反复顶升、降落，且顶推施工进度快、箱梁体系转换次数多、受力复杂。因此，施工过程中需做好关键部位的应力及变形监控量测，以便实现信息化施工。

5.顶推过程中梁体横向偏位的原因分析

在钢箱梁顶推施工中，存在诸多因素导致箱梁发生横向偏位。主要有以下几方面的因素：

（1）由于设备型号和性能的差异，引起步履式顶推设备各水平千斤顶行程不一致，出现行程差，产生横向偏位；

（2）由于各临时支墩的支座反力不均匀，导致梁体与滑道间的摩擦力不协调，进而影响梁体横向位置的准确性；

（3）由于滑箱放样的误差，引起滑箱周线与顶推轴线不重合，导致梁体发生横向偏位。

（4）由于不均匀温差导致梁体横向位移。

6.梁体横向偏位对桥梁工程的影响

根据相关工程专家的计算分析，顶推过程中梁体横向偏位将会导致桥墩局部应力增加15%～20%；同时，横向变形会使顶推过程中桥墩的轴向应力增加50%～60%，使桥墩更容易处于危险状态。因此，采取有效措施控制梁体横向位移并及时纠偏对于步履式顶推施工至关重要。

7.梁体横向偏位的控制及纠偏措施

（1）针对设备型号及千斤顶性能差异引起的箱梁横向偏位，在正式顶推前先进行试顶推，取得各项参数指标。在设备控制中心设定各项参数指标，减小此方面的影响；

（2）做好临时墩施工质量控制，通过模拟选用合适材质的垫板（确定橡胶垫板的弹性模量等），避免垫板选用不合理造成梁底脱空或部分应力集中；

（3）准确做好测量放样工作，确保各部件位置放样准确无误；

（4）错开最高温度时段顶推，避免稳定应力影响；

（5）严把钢箱梁现场焊接质量，避免不合格焊缝出现，并做好焊缝磨平工作，减少应力集中。

（6）利用信息化手段建立监控量测系统，实时监控梁体横向位移情况，及时纠偏。

8.结语

由于国内目前对顶推过程中梁体横向位移产生的原因及纠偏措施的理论研究尚少、理论深度上欠缺。因此，我们今后在此类工程中应加大相应科研课题，总结相关经验，以便得出较为切合实际的理论研究成果。

参考文献:

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