宋治明

（安徽虹橋交通建設監(jiān)理有限公司，安徽 合肥 230000）

0 引言

鋼箱梁的頂推法施工是一種結構性施工技術方法，該工藝技術的實施主要是借助于特殊頂推設備，由于鋼箱梁頂推施工技術具有工期較短、使用方法單一以及對環(huán)境影響較小等特點，因此在許多橋梁工程中被應用?；诖耍疚闹饕槍υ擁椉夹g的技術特點與實際應用進行了研究。

1 工程概況

該項目為兆河特大橋鋼箱梁的制作與安裝工程，起點接廬江縣廬城鎮(zhèn)規(guī)劃的東外環(huán)路與南外環(huán)路交叉口，東側沿黃陂湖北側環(huán)湖路布置至縣道X071，兆河特大橋工程位于現(xiàn)S319 跨引江濟巢河道向南一側位置上，距離約1.8km，在樁號點K13+772.05 的位置處跨越引江濟巢段河道。橋梁全長2187m。

2 兆河特大橋鋼箱梁頂推施工流程

鋼箱梁頂推施工工藝的流程為：現(xiàn)場拼裝平臺以及臨時墩的施工安裝—將左幅鋼箱梁通過吊裝放在拼裝平臺上拼裝處理—進行鋼導梁的合理安裝并檢查性能—將設備的豎向千斤頂頂起—使用橫向千斤頂開展頂推前進到達指定位置—將豎向千斤頂下降并保證箱梁落定在臨時支墩位置上—回縮頂推千斤頂—將右幅鋼箱梁通過吊裝放在拼裝平臺上拼裝處理—進行鋼導梁的安裝與檢查—頂起豎向千斤頂—使用橫向千斤頂開展頂推前進到達指定位置—運用橫向千斤頂將鋼箱梁段位移到橫向的設計橋位上—下降豎向千斤頂保證鋼箱梁落定到對應的支墩上—回縮頂推千斤頂裝置—微調各梁段保證安裝合理就位即可。

整個橋梁的鋼箱梁頂推施工均采用了步履式方法，借助千斤頂設備開展同步頂推控制，合理調整主橋移動，在順向、豎向以及橫向上做好調整，確保頂推施工時的位置準確。

對于實際頂推設備的千斤頂來說，其操作步驟分別為推、頂、縮、降等等。首先，主橋整體向上，其次將油缸平移直至完成推動行程，再次將整個主橋降至臨時底座位置，最后將油缸平移向下推動，這種頂推工藝能夠保證整體施工順利完成，同時其穩(wěn)定性與安全性較為顯著。

3 兆河特大橋鋼箱梁頂推施工技術

3.1 鋼箱梁頂推施工的準備工作

實施鋼箱梁頂推施工之前需要確定好科學的施工方案，同時還要做好鋼箱梁安裝的線形控制工作，主要是結合施工圖紙做好相關測量，對所有的測量控制點進行全面檢查，實際測量的數(shù)據(jù)需專人進行記錄、復核，保證其數(shù)據(jù)的精準性。結合實際情況，選擇合適的頂推施工設備并做好設備的布置工作，在該項目當中頂推設備分別布置于兩個立柱上方位置，選用的設備類型為步履式頂推設備，此設備的工作原理為，結合鋼箱梁安裝的受力情況，機械結構提升油缸安裝在建筑物的下部內，然后對橋墩的頂面進行支撐，結構的上下部分可能滑動，中間連接處主要放置不銹鋼板以及四氟乙烯板。整套設備運作時可劃分為三部分系統(tǒng)，分別為機械結構系統(tǒng)、電控系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)，通過各系統(tǒng)的協(xié)調配合做出組合式動作，以便進行鋼箱梁的移動或頂升，也能夠保證整體施工安裝結束后呈現(xiàn)出全橋線型。此外，實施鋼箱梁頂推施工還需確保臨時支墩安設良好，相關導梁合理拼裝，為后續(xù)施工頂推操作打好基礎，注意要把控各項準備工作質量。

3.2 鋼箱梁頂推施工的基本原理

使用步履式的頂推設備，其豎向上的千斤頂裝置負責桁架軌導梁的起重操作，而水平方向上的千斤頂裝置則主要是負責向前推進的操作，落梁后將裝置放于墊塊位置上，然后千斤頂會進行回油，這就是一個頂推的行程，整體頂推施工時都應當處于自平衡狀態(tài)，保證頂推動作的平穩(wěn)進行。分析其實際頂推行程步驟，其主要是分為以下幾步。一是在岸上將頂推裝置進行合理安裝，將裝置與墊梁拼裝好；二是對桁架軌導梁進行頂升操作，由設備的控制系統(tǒng)來操作千斤頂進行伸缸動作，一直到所設定的活塞，承重的桁架軌導梁和頂推裝置都將會被頂起，頂起時離開墊梁，這個過程中與墊梁保持的距離控制在2m 左右較為適宜；三是操作前移桁架軌導梁，頂推設備控制系統(tǒng)進行同步控制操控千斤頂伸缸，使得移位器被推動，間接帶動起桁架軌導梁的前移動作，向前移動到活塞設置的移動位置；四是桁架軌導梁前移定位完成后，將活塞頂升后使得油缸回縮，這時桁架軌導梁就自然落在了墊梁上，立即進行轉換；五是在回程結束后完成了單個的頂推行程，再繼續(xù)進行頂推的循環(huán)施工，反復循環(huán)直至桁架軌導梁平移就位。

3.3 鋼箱梁頂推施工的難點

在該項目中，結合特大橋梁鋼箱梁結構的特點，進行實際的頂推施工時需注意幾個難點。一是橋梁本身的結構較大，因此鋼箱梁的跨度相應較大，且現(xiàn)場實際地質條件不佳，因此具有較高的施工安全要求，施工的難度也比較大；二是為了把控施工進度，該項目采取的是多套頂推設備同步進行施工操作的方式，這種施工方法對同步控制設備的精度提出較高要求，需要特別注意；三是嚴格控制臨時柱上蓋板結構的水平荷載；四是實際結構中鋼箱梁的下壓力是有限的。因此，使用起重設備時，支撐力只能作用在鋼箱梁網上。同時，起重設備還應具有高度精確的支撐力強度調節(jié)功能，以便固定（見圖1）。

圖1 頂推部位實景圖

3.4 鋼箱梁頂推施工時需要注意的內容

為了保證鋼箱梁頂推施工的順利完成，在實際操作的過程中還需要注意幾點內容。一是在使用整個頂推系統(tǒng)之前，對設備進行嚴格的啟動和測試，以進行頂升操作，重點是安裝過程中的提升控制系統(tǒng)、油缸以及油路的調試操作，確保其使用后的運行正常；二是在該項目的鋼箱梁頂推施工設計當中，要求其頂推設備的墊梁在順著橋梁方向上，長度應最少在2.2m 以上，頂推設備對鋼箱梁施加力的過程中，應當要將力的作用傳遞到腹板上，由于采用的頂推方式為步履式，因此鋼箱梁的底板與頂推裝置之間還墊有厚鋼板結構，該結構的作用之一，是使頂推設備與鋼箱梁底板直接的接觸面積擴大，對鋼箱梁底板的受力有著一定的分散作用，以免在頂推過程中出現(xiàn)變形問題，保證頂推施工順利完成；三是實際頂推時，還應嚴格對箱梁和導梁的情況開展檢查工作，防止頂推時出現(xiàn)箱梁局部變形、梁螺絲松動或變形以及箱梁和導梁連接位置出現(xiàn)變形問題等等，若是發(fā)生了以上問題情況，需要及時停止頂推并對問題進行分析和處理；四是實施頂推之前，需與設計單位和監(jiān)理單位做好協(xié)商溝通，主要是針對頂推施工時各項關鍵點的水平推力、豎向力的數(shù)據(jù)進行計算和確認，確保每個點的受力合理，保證頂推的位移偏差控制在合理范圍內，將實際計算的數(shù)據(jù)導入到控制器的數(shù)據(jù)庫中，若有變動也要及時更改（見圖2）。

圖2 頂推上墩實景圖

3.5 鋼箱梁頂推施工控制要點分析

一是結合該工程工況的支點反力，來進行頂推時摩擦力的計算，然后與油壓表進行驗證；二是要對頂推過程中的頂推力參數(shù)進行嚴格控制，若是發(fā)現(xiàn)頂推力出現(xiàn)驟升情況，應立刻停止操作并進行檢查，其檢查的重點位置在頂推面和實際設備的上支撐架，施加的推力通常由摩擦阻力決定，控制臺將根據(jù)摩擦阻力調整頂升，尺寸將由機油表指示，使用前必須校準機油表，千斤頂在實際使用前還應按照要求的標準進行校準；三是位移觀測控制，實際觀測內容包括墩頂縱橫向位移、梁軸線位移等，要通過觀測并采用千斤頂進行精準的控制調整，墩頂位移的觀測和控制非常重要，要結合實際情況確定一個最大允許偏位值，并進行坐標轉換，從施力到整個鋼箱梁的移動應進行連續(xù)觀測。若位移超過合理范圍，停止推壓，有效調整千斤頂牽引力；四是頂進最終梁段時，結合實際監(jiān)測指令，確保梁段達到設計位置，最終位置頂進在夜間溫度相對穩(wěn)定時進行，然后再結合實際溫度對梁長進行計算。

3.6 鋼箱梁頂推施工的同步控制

鋼箱梁頂推施工中的同步控制主要涉及幾個方面。首先，在同步頂升的控制方面，控制系統(tǒng)控制泵站，通過位移傳感器獲取提升過程中各油缸的具體排量，并傳輸給系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)收到反饋信息后，合理調整泵站比例閥，控制各油缸的提升速度，保證提升同步。同時，取消了臨時橋臺梁結構，為同步推進奠定了基礎。其次，在同步給水控制方面，給水也由控制系統(tǒng)和控制泵站控制。在推進過程中，氣缸平移行程通過平移行程傳感器獲取信息并反饋給控制系統(tǒng)，然后控制系統(tǒng)調整泵站相應的比例閥，控制各油缸的平移速度，需要同步前進，直到達到行程上限。同樣，對于同步下降控制，在過程控制過程中，通過頂升行程傳感器傳輸油缸行程信息，并設置泵站比例閥用于控制油缸下降速度。同步控制應保證油缸同時落在墊梁上，頂梁最終全速同步反轉，以控制泵站的動作。以全速將每個點返回同步初始位置，然后再循環(huán)這些同步控制操作，直到頂推工作完成。

3.7 鋼箱梁頂推的線形控制

在鋼箱梁頂推施工中，其頂推的線形控制也是非常關鍵的內容，需要著重觀測。實際線形控制主要是分為橫向和豎向兩部分，其中橫向的線形控制方式就是對油缸進行調節(jié)，而豎向的線形控制則是通過調整豎向千斤頂來實現(xiàn)。頂推線形控制還需采取兩類措施，這樣才能夠保證控制的有效性。

一方面，采用防止中線偏差的措施，重點是把控頂推的同步進行，在每次頂推操作之前，都需對各墩位處的頂推設備進行全面檢查，保證其性能良好，同時還需檢查中央控制系統(tǒng)。實際進行頂推控制時，主要是針對施加力值和位移參數(shù)開展控制，且位移量控制為主體，檢測鋼梁兩側的前進位移值。與此同時，還需采用監(jiān)測的手段，設置中線偏移監(jiān)測點，主要的位置是鋼梁前端與尾端底面，監(jiān)測采用連續(xù)方式，先是將鋼箱梁吊到拼裝的相應平臺上，然后在其底面滑道中心線的外側，距離中心線約1m 左右的距離使用紅筆進行標線標記，滑道的外側也應當使用標記筆畫出精確到厘米的刻度，這樣就可以根據(jù)刻度和標線來把控兩側同步進尺，提升頂推的效果。此外，還可采用限位措施，運用多種導向裝置來進行頂推時的限位，這種方法是十分有效且直接的，能夠切實防止頂推時鋼箱梁的偏移。在該項目當中，其頂推設備設置了4 個橫向上的調節(jié)油缸，可隨時進行限位糾正。

另一方面，采用糾正中線偏差的措施，實際頂推施工中，若發(fā)生了中線偏移情況，應當要立刻停止頂推施工，直接對中線偏移進行糾正，實際設備上的四個側面調整油缸可用于對偏移量進行校正，具體操作如下：當頂進設備空閑時，先將頂進梁移動到位，然后控制同步頂進，直到鋼梁離開實際頂進梁；然后拆下偏置另一側的導軌護圈，并使用側頂升油缸進行調整，最后控制同步下降操作，保證其回到底部還原成初始狀態(tài)。

4 結語

綜上所述，橋梁的鋼箱梁頂推施工是一項較為復雜的工程，其對于實際頂推的位移、頂推力和推進速度等具有較高要求，為了保證實際施工質量達標，需要把控這些要點，促進頂推施工的順利完成。由本文分析可知，兆河特大橋鋼箱梁頂推施工技術關鍵包括鋼箱梁頂推施工的準備工作、鋼箱梁頂推施工的難點、鋼箱梁頂推施工控制要點、鋼箱梁頂推施工的同步控制、鋼箱梁頂推的線形控制等，實際進行施工時，一定要把控以上技術要點，保證鋼箱梁頂推的順利完成，對最終工程質量進行控制。