呂京暉

（中鐵大橋局集團(tuán)第四工程有限公司，江蘇 南京 210031）

橋梁箱梁頂推施工原理、方法及關(guān)鍵技術(shù)

呂京暉

（中鐵大橋局集團(tuán)第四工程有限公司，江蘇 南京 210031）

在箱梁頂推施工過(guò)程中,施工的工藝控制最為重要，它將直接影響橋梁的質(zhì)量及安全。本文針對(duì)這一問(wèn)題，提出了頂推法施工的技術(shù)原理及方法，并對(duì)頂推施工的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討。

箱梁；頂推施工；方法；技術(shù)

1 箱梁頂推法施工原理

頂推法施工原理是沿橋軸縱軸方向的臺(tái)后設(shè)置預(yù)制場(chǎng),分階段預(yù)制梁體,縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉后,通過(guò)水平千斤頂施力,借助滑道(不銹鋼板)、滑塊（由橡膠、薄鋼板、聚四氟乙烯板組成）滑動(dòng)裝置，將梁逐段向前頂推，就位后落梁，更換正式支座。

2 頂推的施工方法

頂推法施工的關(guān)鍵是在一定的頂推動(dòng)力作用下，梁體能在四氟板和不銹鋼滑道板組成的滑道裝置上以較小的摩擦系數(shù)向前移動(dòng)。

2.1 單點(diǎn)頂推

頂推動(dòng)力裝置集中設(shè)置在靠近梁場(chǎng)的橋臺(tái)或橋墩上，支承在縱向滑道上的垂直千斤頂和支承在墩（臺(tái)）背墻的水平千斤頂聯(lián)動(dòng)，能使梁體以垂直千斤頂為支承向前移動(dòng)。

另一種單點(diǎn)頂推的方式是水平千斤頂通過(guò)拉桿帶動(dòng)梁體前移，滑道為固定的不銹鋼板，滑塊在滑道上支承梁體，在滑道前后設(shè)置垂直千斤頂用來(lái)起落梁體使滑塊能從前向后移動(dòng)，這是早期做法。后來(lái)把滑道前后作為斜坡，滑塊可以手工續(xù)進(jìn)，就不必用垂直千斤頂頂起梁體后移滑塊了。

2.2 多點(diǎn)頂推

由于單點(diǎn)頂推存在一個(gè)嚴(yán)重缺點(diǎn)，就是在頂推前期和后期，垂直千斤頂頂部同梁體之間的摩擦力不能帶動(dòng)梁體前移，必須依靠輔助動(dòng)力才能完成頂推。此外，單點(diǎn)頂推施工中，沒(méi)有設(shè)置水平千斤頂?shù)母叨?，尤其是柔性墩在水平力的作用下?huì)產(chǎn)生較大的墩頂位移，甚至威脅到結(jié)構(gòu)的安全。為了克服單點(diǎn)頂推的這些缺點(diǎn)，便產(chǎn)生了多點(diǎn)頂推法。

2.3 臨時(shí)滑道支承裝置頂推施工

在永久墩臺(tái)和臨時(shí)墩頂設(shè)置臨時(shí)滑道裝置進(jìn)行頂推施工，待梁體就位后起梁、取掉滑道、更換支座、落梁。是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，起梁和落梁必須有設(shè)計(jì)程序，確保梁體的安全。永久墩臺(tái)的支承墊石頂面標(biāo)高必須符合設(shè)計(jì)要求。我國(guó)的大部分頂推施工橋梁都是采用這種方法。

2.4 永久支承兼用滑道的頂推施工

在條件適當(dāng)?shù)臉蛄喉斖剖┕ぴO(shè)計(jì)中，把永久支座作必要的臨時(shí)處理，使其成為臨時(shí)滑道，當(dāng)頂推結(jié)束后，起梁、拆除臨時(shí)的滑道，把梁體落在永久支座上。國(guó)外的RS施工法由于采用很薄的不銹鋼帶（0.6mm）和橡膠（3mm）組成的連續(xù)滑板，就象放映電影膠片一樣自動(dòng)循環(huán)，可以取消起梁、落梁的復(fù)雜工序，簡(jiǎn)化施工。

2.5 預(yù)制組拼，分段頂推

在墩（臺(tái)）后設(shè)置制梁場(chǎng)、存梁場(chǎng)、拼梁線，按照設(shè)計(jì)頂推單元?jiǎng)澐?，將頂推單元分成若干個(gè)塊件預(yù)制，在拼梁線上組拼，張拉預(yù)應(yīng)力形成整體后頂推的施工方法。當(dāng)臺(tái)后場(chǎng)地條件好、具備運(yùn)輸和就地拼裝能力，工期要求緊迫時(shí)，設(shè)計(jì)和施工方案可以考慮預(yù)制箱梁節(jié)段、墩（臺(tái)）后拼裝、分階段頂推的施工方案。

2.6 逐段預(yù)制，逐段頂推

在墩（臺(tái)）后設(shè)置制梁平臺(tái)，將連續(xù)梁分成若干個(gè)節(jié)段，按照設(shè)計(jì)頂推單元?jiǎng)澐?，每一個(gè)頂推單元為一個(gè)預(yù)制的基本節(jié)段，依次在制梁臺(tái)座上制作，在墩頂設(shè)置頂推滑道、頂推千斤頂，通過(guò)各千斤頂出力，牽引頂推傳力拉索帶動(dòng)梁體在滑道上向前移動(dòng)，前段梁頂出臺(tái)座后，在臺(tái)座上接灌下一梁段，將梁逐漸向?qū)Π俄斖频氖┕し椒ā?/p>

3 頂推施工的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 制梁臺(tái)座和節(jié)段的制作

制梁臺(tái)座為預(yù)制箱梁節(jié)段和頂推作業(yè)的過(guò)渡場(chǎng)地。梁體節(jié)段的預(yù)制周期制約全橋的施工工期。頂推節(jié)段長(zhǎng)度一般為10～24m，又以16-20m左右居多。每聯(lián)箱梁除首尾兩端節(jié)外，中間各節(jié)段長(zhǎng)度均相等。頂推施工進(jìn)入正常后，節(jié)段作業(yè)循環(huán)周期一般在7～15天。由于節(jié)段較長(zhǎng)，這個(gè)速度是不慢的。我國(guó)預(yù)制周期的記錄已經(jīng)達(dá)到7天。這要求模板設(shè)計(jì)時(shí)，外模必須是大塊整體式、內(nèi)?？梢哉w拖出并整體推進(jìn)的裝備化機(jī)械化形式；還必須考慮蒸汽養(yǎng)生條件和設(shè)施已縮短等強(qiáng)時(shí)間。

3.2 臨時(shí)墩

由于支點(diǎn)負(fù)彎矩的增加與跨度的平方成正比，在箱梁截面和預(yù)應(yīng)力鋼束強(qiáng)度有限的情況下，當(dāng)跨度增加到一定限度時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼束就沒(méi)法布置了，所以箱梁采用頂推法施工有個(gè)“適用跨度”的問(wèn)題。提高適用跨度的途徑之一是設(shè)置臨時(shí)墩。在連續(xù)梁的跨度大于頂推跨度時(shí)，宜考慮設(shè)置中間臨時(shí)墩，在不設(shè)中間臨時(shí)墩的頂推橋梁施工中，為滿足安裝鋼導(dǎo)梁和連續(xù)梁前期頂推抗傾覆的要求，在制梁臺(tái)座前和連續(xù)梁第一跨內(nèi)設(shè)臨時(shí)墩，作為頂推施工的過(guò)渡段，保證梁體線形與已經(jīng)頂推出去的梁體完全一致，避免大梁從制梁臺(tái)座上頂推出去以后，與接灌的下一梁段出現(xiàn)大的轉(zhuǎn)角。

3.3 導(dǎo)梁

導(dǎo)梁設(shè)置在主梁前端，可為等截面（鋼桁梁）或變截面鋼板梁，導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)必須通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，從受力狀態(tài)分析，導(dǎo)梁的控制內(nèi)力是導(dǎo)梁與箱梁連接的最大正、負(fù)彎矩和下緣隨的最大支點(diǎn)反力。因內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明：導(dǎo)梁的長(zhǎng)度一般為頂推跨徑的0.6～0.7倍，較長(zhǎng)的導(dǎo)梁可以減小主梁的負(fù)跨矩，但過(guò)長(zhǎng)的導(dǎo)梁也會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)梁與箱梁連接處負(fù)彎矩和支反力的相應(yīng)增加，合理的導(dǎo)梁長(zhǎng)度應(yīng)是主梁最大懸臂負(fù)彎矩與使用狀態(tài)支點(diǎn)負(fù)彎矩基本接近。導(dǎo)梁的剛度宜選主梁剛度的1/5-1/9，它對(duì)主梁內(nèi)力的影響遠(yuǎn)較其長(zhǎng)度對(duì)主梁內(nèi)力的影響為小。導(dǎo)梁的剛度在滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度的條件下，選用較小的剛度及變剛度的導(dǎo)梁，將在頂推時(shí)減小最大懸臂狀態(tài)的負(fù)彎矩，使負(fù)彎矩的兩個(gè)峰值比較接近。

3.4 頂推導(dǎo)向及糾偏

為了控制梁體在頂推過(guò)程中的中線始終處于規(guī)范范圍內(nèi)，橫向?qū)蜓b置是必須設(shè)置的。

尤其在圓曲線上頂推，橫向?qū)蜓b置顯得更加重要。糾偏器裝在預(yù)制臺(tái)座前臨時(shí)墩的兩旁，且固定一對(duì)，以控制每段梁尾端的橫向位置，保證梁尾與預(yù)制模板正位接頭，在梁的前進(jìn)方向設(shè)置兩對(duì)糾偏裝置，兩對(duì)糾偏裝置可視梁的行進(jìn)交替前移。頂推時(shí)，應(yīng)作好橫向偏差觀測(cè)，主要觀測(cè)主梁和永久墩的彈性橫向位移。

我國(guó)將要修建的各類橋梁中，中等跨度的多跨長(zhǎng)箱梁橋占有相當(dāng)?shù)谋壤?，而我?guó)大型架梁吊裝設(shè)備嚴(yán)重不足，所以頂推法是適合我國(guó)國(guó)情的一種較好的建橋方法，其發(fā)展前景是廣闊的。隨著預(yù)應(yīng)力材料強(qiáng)度和預(yù)應(yīng)力工藝水平的不斷提高，設(shè)計(jì)計(jì)算理論和方法的不斷改進(jìn)，以后頂推施工配套技術(shù)的將會(huì)日益完善。

[1]苗蘭弟,任慶國(guó).淺談箱梁頂推施工工藝.甘肅科技.2009-10-23

[2]楊吳生,薛明霞.預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁頂推施工模擬研究.企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā).2009-04-01

[3]王憲新.論橋梁箱梁頂推法施工原理及其施工工藝.黑龍江科技信息.2009-04-25