大跨钢箱梁桥顶推施工质量控制研究

大跨钢箱梁桥顶推施工质量控制研究

邹强

中铁隧道局集团有限公司第五建筑有限公司安徽合肥230000

摘要：钢箱梁一般采用等截面进行设计，施工方法采用顶推法。由于钢箱梁顶推施工法施工工艺较为复杂，顶推施工过程中存在大量的技术风险。因此，需要加强施工质量控制，保证顶推施工的顺利进行。本文以合肥市铜陵路桥老桥为例，分析了顶推法施工方案及其质量控制措施，为后续工程的开展提供了一定的参考。

关键词：钢箱梁；顶推施工；质量控制

顶推施工中，钢箱梁发挥着重要的作用。它会和顶推的进度不断制衡，在主梁的各个截面上进行正、负弯矩的交替性受力变换，最终达到建筑的完整受力体系。本文以合肥市铜陵路桥作为研究对象进行具体的分析，为工程质量的改进提出实践性措施。

1项目概况

合肥市铜陵路桥老桥位于合肥市铜陵路南段，横跨南淝河，结构形式为独塔双索面无背索部分斜拉预应力混凝土梁组合体系，拓宽桥位于老桥两侧，分为左、右两幅，桥长136m，跨径布置为36+66+30m三跨连续梁。

全桥钢箱梁、箱间梁、加劲肋钢板等均采用Q345qD级，对厚度大于36mm厚的钢板采用符合YB4101-2000规定的Q345qD钢并做Z向的超声波探伤。单幅桥面板宽为19.0m，由三片钢箱梁组成，钢箱梁之间由箱间横梁连接。钢箱梁净距2.5m，钢箱梁中心距6.0m边箱砼悬臂长度1.75m。全桥钢结构部分均在工厂内焊接组装完成，运输到桥位，现场采用10.9级高强螺栓连接，为摩擦型高强螺栓。桥面为混凝土结构，栓钉采用φ22圆头栓钉，长度为150mm，全桥的剪切力连接件均在工厂内焊接完成。主梁顶板纵向预应力钢束均采用Φ15.2钢绞线，群锚锚具和塑料波纹管，真空辅助灌浆法施工。

该桥的钢箱梁在施工过程中，采用的是顶推进的方式，关键性的节点上需要对施工的质量进行严格的控制。图1为合肥市铜陵路桥布置立面图。

图1桥梁布置立面图

合肥市铜陵路桥的施工特点有如下几个：

（1）结构材料选取的是容易受到外部环境温度影响的Q345qENH，主梁的截面形式是钢箱梁。

（2）多点同步推进的方法构成了钢箱梁，对施工过程中的协同性要求比较高。

（3）大桥总计顶推重量约为5250t，属于高吨位顶推。其中第三联的顶推吨位达到了2262t，是所有顶推中最大的，其顶推力在理论上的设定可以达到226t；

（4）顶推的总计距离是368m，长顶推、高风险，对安全措施的要求极高。

（5）顶推的跨径大，最高达到了61m，结构在实际施工中最大悬臂长度达到了55m；

（6）导梁实际长度为24m，是最大顶推跨径的0.4倍；

（7）钢箱梁的底板是施工过程中承受支反力最大的部位，和其他受力部位相比，承受力悬殊，可以达到数倍之上。

2施工方案

合肥市铜陵路桥顶推施工采用多点步履式顶推施工方案。各个主墩承受一样的重量，所以需要平均的放置临时垫块，在主墩的两侧设置的临时墩设置水平千斤顶与竖向千斤顶，为墩体分担重量。它的主要施工流程见图2。

图2步履式顶推施工流程图

千斤顶在完成顶推工作后，会把横梁临时的落在点快上，水平的千斤顶在回程的过程中完成后面的顶推工作。所有的工序呈现的是循环往复的状态，直到全部的钢箱梁放置到位。多点步履式的顶推方式决定了施工必须采用大型的顶推设备。对设备和顶推点的协同合作有着非常高的要求，合作能力较强的作业，梁体出现偏差的可能性就小，各个墩体承受的压力也会相应减小。虽然理论上认为，在施工的过程中尽量减少顶推设备的使用，可以降低施工的风险，但是实际的作业中，大型的梁体设备必须由多个顶推协作完成，因此，如何在协同作业下减少不均受力，是一个极其严峻的课题。

2.1落梁步骤

（1）选用100T液压油顶8个，具体分布如下图所示3，施工质量控制措施；

图3液压油顶分布图

（2）内侧箱梁的落梁：待箱梁顶推到为后，用液压油顶将梁片顶起，将轨道移到下一片箱梁处，落梁，用工30b钢作为支架支撑，调整梁片位置及线性（如下图4所示）；

图4内侧箱梁的落梁形式图

（3）中间箱梁的落梁：待梁片顶推到位后，重复上述步骤进行落梁，如下图5所示；

图5中间箱梁落梁形式图

（4）最外侧梁片的落梁：待最外侧箱梁顶推到位后，重复第二步进行落梁，然后对箱间梁与箱梁的焊接（如下图6所示）。

图6梁片落梁形式图

3钢箱桥梁施工质量控制

3.1主梁施工质量控制措施

通过案例可以发现，主梁是桥梁施工的主体，它的结构与质量直接关系到整个桥梁的施工质量。如果没有做好相应的措施建设，整个施工进度都会被拖缓。根据现有的桥梁施工经验来判断，主梁的质量是完全可以通过现场的监督检验来加以控制的。主梁的质量控制包括了结构应力控制、变形控制、稳定性控制三个方面。这三个方面的内容协调的越充分，主梁在施工过程中发生风险的可能性就越小。

另外，主梁在顶推的过程中，上行与下行都会造成风险度的提升。所谓的下行就是落梁，这个过程中最容易出现的就是局部支撑面积和局部支撑力的不稳定造成的结构性失力。因为局部的支撑面积过窄，落梁时很容易出现倾斜的现象，同时可能由于梁体过窄，落梁本身就在造成结构的倾斜，不得已就要采取安放侧向约束的方法，防止梁体的结构出现倾斜。

3.2顶推设施质量控制措施

在进行顶推施工之前，先要搭建施工平台。它们是桥梁施工中必不可少的附属设施。也可以说它们是施工安全性能实现的基础。施工平台的安全监测包括强度、韧度、刚度与稳定性等几个方面。因为顶推力会不断变换受力的体系，所以这几个方面的性能也需要持续不间断的监测。

除此之外，顶推设备、限位装置、吊装设置与滑梁的性能也和整个施工的质量息息相关。决不能因为设备质量的问题导致施工不能按时按质的完成。日常的检查、保养与维护工作要及时有效，不遗余力。

3.3现场安全措施

（1）存放场和预拼场安全设施：①首先对各钢梁杆件的重量、重心的位置分别进行精确计算，并在起吊前将其标示在钢梁上。根据杆件的重量来确保钢梁起吊前能正确选用合适的钢丝绳、卡环等，吊机司机能更好掌握吊重、吊距是否符合吊重曲线要求；根据重心位置，为钢丝绳或吊带的安装位置提供依据，使其能平稳安全起吊。②当采用钢丝绳吊装钢梁杆件时，与钢梁直接接触的位置均使用护角和厚胶皮对钢梁进行保护。钢丝绳在每次安装前必须进行检查，发现有断丝时禁止使用。③对起重设备进行试吊，确保在钢梁在起吊能力满足施工需要。

（2）架设安全设施：设置安全设施：吊装设备的选型和夹具布置是根据钢梁安装的结构特点进行详细计算、设计和验收，进而确保结构强度要求。钢梁架设过程中在测量不同条件下会有一侧托架变形（沉降）等情况出现，需对其进行观察测量，根据测量数据，进行比较分析，计算出理论值，确保大临设施变形情况作到心中有数。

3.4其它质量控制措施

人员的素质是施工中最主观的因素。施工单位有必要对施工人员进行职业培训，加强他们的施工意识，提高他们的业务水平，保证施工和人员的双向安全。另外，人员的素质提高是内化措施，外部的管理还要紧紧跟上，各个部门要充分的认识到施工中协调合作的重要性，以该大桥的顺利完工我们就可以看到，科学的人员管理和调度是其安全竣工的有力保障。

4结论

鉴于钢箱梁结构和顶推法施工的特殊性，进一步增加了钢箱梁在屋顶施工中的安全性和安全性的复杂程度。为保证施工质量，对整箱箱梁施工质量评价，并对施工中可能存在的风险进行了定量分析，对类似桥梁施工的风险进行了相应的风险防范策略；同时为了保证主梁的安全结构安全风险的策略，在此基础上对力学性能和局部应力的整体性能进行了分析，并在结构上的主要问题提出合理的解决方案，为类似桥梁施工中的施工安全施工控制提供参考。

参考文献：

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