陳敬松

中交二航局路橋特種工程有限公司，湖北 武漢 430072

0 引言

頂推法是出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代，最早應(yīng)用于鋼橋，但由于其并不比直接架設(shè)方便，因而未得到廣泛的應(yīng)用。但在20世紀(jì)末其在混凝土梁橋中得到了廣泛的應(yīng)用，因而獲得了新的生命力，并使頂推技術(shù)不斷成熟。目前，在國內(nèi)國際上又出現(xiàn)了將頂推法應(yīng)用于鋼橋的趨勢，但對(duì)于鋼橋頂推法的設(shè)計(jì)工藝研究較少見。頂推施工的主要思路是梁在預(yù)制場地預(yù)測好，然后再推頂?shù)轿唬龠M(jìn)行下一節(jié)段的預(yù)制。

1 鋼箱梁頂推施工設(shè)計(jì)流程

1.2 鋼箱梁頂推施工設(shè)計(jì)原則

在鋼箱梁橋頂推施工過程中，存在的主要問題為頂推過程中梁的局部區(qū)域應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯，為了減輕應(yīng)力集中現(xiàn)象，需從頂推施工的設(shè)計(jì)方案入手，目前主要從以下兩個(gè)方面來考慮：

1）在滿足頂推施工要求的前提下，使頂推結(jié)構(gòu)的自重盡量降低。如在洪山大橋的頂推施工中，為了減輕頂推結(jié)構(gòu)的自重，在主梁就位后，采取了安裝行車道案的措施大幅減小了頂推時(shí)的重量，使得鋼梁整體與局部的受力狀態(tài)都得到了很大的改善；

2）對(duì)施工方案上進(jìn)行修改，如增大聚四氟乙烯板面積減小局部應(yīng)力或增加臨時(shí)墩的布置減小反力 。

1.2 鋼箱梁頂推施工構(gòu)造特點(diǎn)

當(dāng)鋼梁的截面形式基本確定的情況下，在設(shè)計(jì)鋼梁的具體截面尺寸時(shí)，應(yīng)考慮一些細(xì)部的構(gòu)造措施，以保證其在施工過程中的安全。當(dāng)采用頂推法施工鋼梁時(shí)，鋼梁在構(gòu)造上應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：

在保證成橋后運(yùn)營安全的情況下，盡量增大底板厚度并減小底板寬度。這樣既不會(huì)增大鋼材的使用量，又可以改善支承點(diǎn)的局部受力性能，并對(duì)梁截面的抗彎性能影響較?。?/p>

注意橫隔與縱隔的剛度分配。鋼梁的設(shè)計(jì)原則為次要構(gòu)件安全系數(shù)小于主要構(gòu)件，即當(dāng)荷載較大或操作不當(dāng)時(shí)，次要構(gòu)件要先于主要構(gòu)件發(fā)生失穩(wěn)，避免因主要構(gòu)件失穩(wěn)而引起整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞；一般采用U型肋作為縱隔的加勁肋，其優(yōu)點(diǎn)為可以在微量增大鋼材用量的前提下，大幅度提高結(jié)構(gòu)的局部穩(wěn)定性；為了增大成橋階段的抗風(fēng)安全儲(chǔ)備，可在梁體設(shè)置分流板和導(dǎo)風(fēng)嘴等抗風(fēng)構(gòu)件。

1.3 鋼箱梁頂推施工橋設(shè)計(jì)理念的探討

如果對(duì)鋼梁設(shè)計(jì)不考慮頂推施工中的施工荷載的影響，而采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)鋼梁的截面，再根據(jù)其采取頂推法，而在局部部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，一般采用采用施工方案的調(diào)整或局問加大構(gòu)件尺寸以達(dá)到頂推施工的要求，這樣的設(shè)計(jì)往往過程復(fù)雜，且設(shè)計(jì)出來的梁截面形式不經(jīng)濟(jì)。目前廣泛認(rèn)同的方法為在鋼梁截面初始設(shè)計(jì)時(shí)，即將頂推的施工荷載考慮進(jìn)來，然后再根據(jù)成橋階段的受力特點(diǎn)和施工的特點(diǎn)，對(duì)鋼梁的局部進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)，這樣不僅能保證在成橋階段和頂推施工過程受力合理，且能確定主梁在頂推過程以及成橋階段具有良好穩(wěn)定性和受力性能。

1.4 頂推力的控制

在多點(diǎn)分散頂推施工中，單個(gè)千斤頂所施加的頂推力需大于頂推過程中的摩擦力，梁體才會(huì)被推動(dòng)，即：

式中：Fi為i號(hào)臨時(shí)墩處的頂推動(dòng)力裝置的頂推力；Ni為i號(hào)臨時(shí)墩處的支點(diǎn)瞬時(shí)(最大)支反力；fi為i號(hào)臨時(shí)墩的支點(diǎn)處頂推裝置的相應(yīng)摩擦系數(shù)；ai為i號(hào)臨時(shí)墩處的縱坡率，“+”為上坡頂推，“-”為下坡頂推。

因此，臨時(shí)墩頂推力大小受臨時(shí)墩支撐力的控制，在施工過程中對(duì)縱向支撐力進(jìn)行時(shí)實(shí)監(jiān)測。對(duì)于支撐力恒定的臨時(shí)墩，頂推力也為恒定的，其大小應(yīng)根據(jù)以前記錄數(shù)據(jù)來確定。在頂推施工過程中，要確保支墩的頂推力與摩擦力相對(duì)應(yīng)，防止支墩上出現(xiàn)較大的水平頂推力的不利情況。

1.5 鋼箱梁軸線控制

為了保證鋼梁在頂推過程中的橫向偏移量小于±l0mm，在每個(gè)臨時(shí)墩上，需設(shè)置可調(diào)節(jié)的導(dǎo)向限位塊，并且通過各個(gè)臨時(shí)墩兩側(cè)千斤頂?shù)捻斄ψ兓M(jìn)行鋼梁的糾偏與導(dǎo)向。

在頂推施工過程中，測量人員要采用全站儀實(shí)時(shí)監(jiān)測各墩的梁體中心線的偏位情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼梁中心出現(xiàn)線偏移時(shí)，應(yīng)采用臨時(shí)墩兩側(cè)的千斤頂及時(shí)調(diào)整，調(diào)整目標(biāo)為各墩頂偏位均在設(shè)計(jì)要求范圍之內(nèi)。鋼梁的糾偏必須在頂推過程中進(jìn)行，在鋼梁就位后不可進(jìn)行糾偏工作。臨時(shí)墩頂?shù)乃狡粶y量要連續(xù)進(jìn)行，需做到第一時(shí)間發(fā)生鋼箱梁出現(xiàn)“爬行"現(xiàn)象或位移過大情況，當(dāng)遇到這種情況應(yīng)停止頂推作業(yè)，重新設(shè)計(jì)各墩頂力分布。

1.6 合龍段的控制

合龍段的施工是鋼梁頂推施工過程中最為關(guān)鍵的工序。鋼梁合龍，對(duì)氣候的要求較高，需選擇低溫或溫度均勻、日照不強(qiáng)烈時(shí)段內(nèi)進(jìn)行合龍安裝，在合攏施工中時(shí)實(shí)進(jìn)行高程、平面位置測量，并在所選定時(shí)間內(nèi)，一次完成頂推施工。

合龍口的寬度測量為合龍段測量工作的重點(diǎn)，在合龍前要對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。高程測量并不起控制作用，其利用索塔位置處的控制點(diǎn)進(jìn)行。合龍過程是一個(gè)連接匹配過程，只要將兩邊的鋼梁對(duì)齊連接即可。

1.7 施工控制原則

施工控制是以確保施工過程中以及成橋后結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)和主梁線形滿足設(shè)計(jì)要求為目標(biāo)，在施工過程中對(duì)各種影響成橋目標(biāo)的參數(shù)進(jìn)行修正，合理的設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)為目的。在對(duì)本橋鋼箱梁頂推施工控制中，要以結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和主梁線形作為雙控指標(biāo)，并以線形控制為主，而應(yīng)力控制為輔。

1.7.1 受力要求

反映頂推施工中結(jié)構(gòu)受力的因素為鋼箱梁的應(yīng)力以及臨時(shí)墩的支反力，在鋼箱梁頂推施工中，要保證主梁的應(yīng)力以及臨時(shí)墩支反力在容許范圍之內(nèi)，這樣，才能確保結(jié)構(gòu)的安全。

1.7.2 線形要求

線形主要是主梁的軸線和標(biāo)高偏位，鋼箱梁項(xiàng)推施工完成后，主梁軸線偏位也要控制在允許范圍之內(nèi)，主梁的標(biāo)高要滿足設(shè)計(jì)標(biāo)高的要求。

2 結(jié)論

在頂推鋼梁橋設(shè)計(jì)中，需將頂推施工的工況考慮進(jìn)設(shè)計(jì)中，而不應(yīng)該將頂推施工單獨(dú)采用局部加強(qiáng)措施來考慮，這樣不僅增加了資金投入，且并不完全可靠。

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