楊高貴

（貴州橋梁建設(shè)集團有限責(zé)任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

近年來，科技的不斷發(fā)展極大地推動了橋梁施工技術(shù)的發(fā)展，促進了經(jīng)濟發(fā)展和文化交流。預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁憑借剛度大、穩(wěn)定性高、耐久性好、承載性能強等諸多優(yōu)勢，被大規(guī)模應(yīng)用于橋梁工程領(lǐng)域，但隨著施工技術(shù)的優(yōu)化和完善，傳統(tǒng)的箱梁施工方式已無法滿足現(xiàn)階段施工需要，亟須進行技術(shù)更新[1-3]。為此該文提出了箱梁頂推施工技術(shù)，并結(jié)合實際工程案例，全面分析了箱梁頂推技術(shù)，總結(jié)了其施工技術(shù)要點。

1 工程概況

某高速公路立交橋工程為預(yù)應(yīng)力箱梁結(jié)構(gòu)，長度139 m，全幅采用雙向六車道布置，跨越鐵路橋部位跨徑組合為40 m+50 m+40 m，采用整幅設(shè)置，橋梁設(shè)計寬度26.2 m，主梁結(jié)構(gòu)形式為單箱三室等高預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，其中頂推施工段為10 m+50 m+10 m，總長度70 m，導(dǎo)梁長度為35 m。

2 采用的主要施工方案

（1）箱梁加工場地采取標準化布置，按照14～16 m標準間距設(shè)置L1～L7 號臨時墩，其中L1～L5 為混凝土材質(zhì)，L6～L7 為鋼管材質(zhì)。

（2）箱梁通過制梁平臺制作而成，制梁平臺通過L1#臨時墩與0#臺搭設(shè)支架體系。并分別在L1～L7 臨時墩及1#～2#永久墩頂部設(shè)置導(dǎo)軌梁。

（3）箱梁頂進作業(yè)采用4 臺噸位為500 t 全自動頂進千斤頂。箱梁頂進前，應(yīng)先完成箱梁預(yù)制，待箱梁混凝土強度達到設(shè)計要求后開始張拉施工，并完成孔道壓漿，待滿足頂推要求后開始頂推作業(yè)。頂進過程中嚴格控制軸線位置及偏差，確保箱梁精準就位后，再完成落梁加固[4]。

3 箱梁頂推施工技術(shù)要點

3.1 施工特點

該橋梁工程整體頂推長度為70 m，結(jié)構(gòu)形式為混凝土預(yù)制箱梁，其頂推噸位高達4 800 t，施工區(qū)域下方存在大量交通基礎(chǔ)設(shè)施，防止橋梁傾覆是施工中質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，頂推過程中應(yīng)采取科學(xué)有效的防傾覆措施，并實時進行限位糾偏，最大限度確保施工安全。

主橋梁段存在部分弧形結(jié)構(gòu)，對制梁平臺及臨時墩布設(shè)具有較高要求。同時，因梁體體型龐大，噸位較重，考慮起重機械限制，采用分段制作，因此對現(xiàn)場散拼施工提出了更高的要求。

3.2 頂推施工要求

箱梁頂推施工質(zhì)量與其自身結(jié)構(gòu)形式及周圍環(huán)境密切相關(guān)，實際施工中應(yīng)注意以下幾個方面：

（1）預(yù)應(yīng)力箱梁跨越鐵路，周邊高壓線路密布，其距10 kV 高壓線最近處僅2 m，對施工安全、進度均提出了較高的要求。

（2）實際施工時，應(yīng)對臨時墩水平方向荷載作用進行科學(xué)控制。

（3）箱梁頂推作業(yè)時，其腹部位置承受荷載作用最大，因此頂推設(shè)備必須具備較強的支反作用調(diào)節(jié)功能。

3.3 頂推施工關(guān)鍵技術(shù)

（1）箱梁頂推作業(yè)采用多點頂推施工，頂推過程中實時監(jiān)控梁體偏差，并及時調(diào)節(jié)壓力進行糾偏。此外，根據(jù)臨時墩承受豎向荷載作用情況，對各點頂推壓力進行科學(xué)調(diào)整，以有效降低臨時墩承受的水平荷載作用[5]。

（2）頂推過程中應(yīng)實時監(jiān)測梁體中線偏差及墩頂豎向位移量，確保偏差處于允許范圍內(nèi)，若偏差過大，及時采取措施進行調(diào)整。

（3）頂推作業(yè)時出現(xiàn)偏差，采用滑移同步糾偏措施，其技術(shù)要點如下：①保證各液壓爬行器受力均勻；②各頂推位置同步受力；③實時監(jiān)測頂推過程梁體偏差，一旦超出規(guī)定值，及時進行糾偏處理。

（4）加強臨時墩水平位置及沉降監(jiān)測，確保臨時墩穩(wěn)定、可靠[6]。

3.4 頂推施工流程關(guān)鍵點

（1）臨時墩布設(shè)：①該橋梁頂推作業(yè)時，為避免主梁末端懸挑過長，確保其受力平衡，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，在箱梁頂推區(qū)域布設(shè)L1～L7#臨時墩；②L1～L5 由混凝土制作而成；L6～L7 則為鋼管材質(zhì)；③對各墩頂部高程實施嚴格監(jiān)測，將其始終控制在設(shè)計標準的?20～0 mm范圍內(nèi)；④鋼管墩根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標準實施質(zhì)量控制。

（2）頂推作業(yè)時，為實現(xiàn)墩身有效連接可通過桁架梁輔助施工，其施工要點如下：①桁架梁為三角形，其高度為1.5 m，沿橋梁方向節(jié)長為2 m，主管中心距1.2 m，管徑299 mm，壁厚10 mm，材質(zhì)為鋼管；②墩身桁架布設(shè)時，先將法蘭端固定牢固，然后頂緊進行末端焊接，確保墩身桁架能有效傳遞橋墩變形產(chǎn)生的荷載，起到約束其變形的作用。

（3）滑道設(shè)置：①滑道主要包括墩頂導(dǎo)軌梁及壁厚2 mm 鋼板兩部分，鋼板表面應(yīng)光滑、平整，其粗糙度不得超過Ra12.5 μm；②導(dǎo)軌梁長寬分別為3 100 mm、800 mm，在其上方安裝尺寸為30 cm×40 cm×3 cm的耐磨橡膠滑塊，強度應(yīng)高于30 MPa。

（4）導(dǎo)梁安裝：①導(dǎo)梁安裝工序包括安裝導(dǎo)梁、頂推鋼束穿束、布設(shè)橫向限位器等；②該箱梁頂推時在其上部安裝長37.5 m 的導(dǎo)梁，分四節(jié)安裝，長度依次為7.5 m、5 m、12.5 m、12.5 m；③導(dǎo)梁主要由鋼板制作而成，并進行平聯(lián)組合。

（5）導(dǎo)梁預(yù)頂：①在正式頂進前，應(yīng)先對導(dǎo)梁實施頂進作業(yè)，保證其不會出現(xiàn)變形和破壞；②先于1#墩位置進行導(dǎo)梁頂進，施加200 t 牽引力，確保兩邊同時頂進；③對導(dǎo)梁受力情況進行檢測，獲取試頂數(shù)據(jù)，并進行綜合分析。

（6）試頂：①試頂前應(yīng)先啟動主控臺和泵站電源，通過主控站調(diào)節(jié)千斤頂運行狀態(tài)，試頂長度以0.5 m 為宜；②試頂時若出現(xiàn)異常狀況應(yīng)立即停止頂進，待故障排除后再進行頂進。

（7）正式頂推：①采用手動模式。油泵控制人員嚴格按照主控臺操控者信號完成溢流閥壓力調(diào)整，啟動“前頂進”程序后，對30%、50%、70%、80%、85%、90%、95%、100%頂推力作用下各結(jié)構(gòu)變形情況實施檢測，出現(xiàn)問題及時處理；②若主梁軸線發(fā)生偏離，應(yīng)及時采用導(dǎo)向、限位功能，進行糾偏處理。

（8）落梁就位：待永久墩支座安裝完成后，及時進行箱梁落梁作業(yè)。落梁過程中通過16 臺500 t 千斤頂輔助施工，確保落梁位置準確。

3.5 質(zhì)量及安全保障措施

（1）在檢測施工材料的質(zhì)量時，應(yīng)當嚴格按照各項指標，對原材料質(zhì)量及規(guī)格進行全面檢測，盡可能選擇有質(zhì)量保障，生產(chǎn)規(guī)模較大的實力材料生產(chǎn)廠商，并建立長期合作關(guān)系。加強進場原材料檢查，對進場原材料嚴謹核對出廠證明，嚴格執(zhí)行現(xiàn)行原材料試驗規(guī)程、技術(shù)規(guī)范的指標，對每批次材質(zhì)合規(guī)性進行核查，按頻率進行抽樣檢查，嚴禁不合格產(chǎn)品進場，確保項目質(zhì)量達標[7]。

（2）建立健全質(zhì)量控制體系。設(shè)置項目經(jīng)理為質(zhì)量控制小組的主要負責(zé)人，組建包括總工程師、技術(shù)員、現(xiàn)場施工員、施工班組負責(zé)人等人員的專業(yè)技術(shù)團隊，合理分工強化職責(zé)，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，進一步提高技術(shù)交底工作的效率。

（3）完善質(zhì)量監(jiān)督體系，落實責(zé)任人，強化施工質(zhì)量監(jiān)督人員的責(zé)任意識。質(zhì)量員作為現(xiàn)場施工的監(jiān)督員，需具備足夠的質(zhì)量管理意識，嚴格遵循質(zhì)量管理要求開展施工檢驗。針對核心的施工工序，施工質(zhì)量監(jiān)督人員必須全程旁站施工，科學(xué)指導(dǎo)施工，有效確保施工質(zhì)量，如發(fā)現(xiàn)施工質(zhì)量問題需第一時間上報，采取措施糾正。

（4）質(zhì)檢人員在項目建設(shè)過程中，應(yīng)加強施工過程管控，針對施工中出現(xiàn)的不合格行為，應(yīng)及時進行制止，并要求整改；針對施工中的關(guān)鍵控制點，應(yīng)加大旁站、巡視力度，確保工程建設(shè)質(zhì)量滿足規(guī)范及設(shè)計標準要求。

（5）為保障安全監(jiān)督檢查的效果，項目施工安全管理部門需合理安排施工安全管理工作，科學(xué)分工，提高施工安全管理效果。組建施工安全管理小組，施工現(xiàn)場需安排工作細致認真的施工安全員，全面提升安全管理質(zhì)量，嚴格根據(jù)現(xiàn)場實際狀況，開展安全管控工作，確保各施工人員嚴格按照安全操作規(guī)程進行現(xiàn)場作業(yè)，有效降低施工風(fēng)險[8]。

（6）認真開展施工安全教育培訓(xùn)?，F(xiàn)階段，很多施工管理人員的安全意識及專業(yè)素養(yǎng)有待提升，有的缺乏足夠的施工安全管理知識，甚至很多專職施工安全員實踐經(jīng)驗嚴重缺乏，在施工實踐中無法做到及時準確地識別安全風(fēng)險源，不能針對安全風(fēng)險進行動態(tài)管理。因此，需重視施工安全員的安全教育培訓(xùn)，提高其施工安全管理能力及執(zhí)行力度，確保各項安全管控制度得到有效落實。

4 利用計算模型進行受力分析

控制工作實施的初期階段，應(yīng)結(jié)合設(shè)計指標及施工方式，通過分析計算橋梁結(jié)果和校核設(shè)計成果對施工中存在的偏差實施分析和控制[9-10]。

（1）通過Midas Civil 有限元模擬系統(tǒng)，并結(jié)合橋梁實際施工情況，對施工過程中橋梁受力狀態(tài)展開模擬分析。首先按照施工及設(shè)計標準，通過計算得出各種狀況下橋梁截面應(yīng)力及變形指標，并結(jié)合設(shè)計相關(guān)參數(shù)實施計算分析。計算時應(yīng)全面考慮施工中存在的臨時荷載作用及預(yù)應(yīng)力張拉等因素。

（2）施工過程模擬計算時按照施工方式、永久墩和臨時墩受力情況、施工荷載等設(shè)計指標，而應(yīng)力監(jiān)測及撓度控制則按照施工過程中撓度及內(nèi)力得出理論計算結(jié)果。通過誤差分析，可有效確保頂推施工的安全性、高效性。其頂推施工時計算模型如圖1 所示。

圖1 頂推施工階段計算模型

（3）頂推計算時，以頂推1 m 為一個施工步驟，全程0～95 m，準確計算出各步驟下導(dǎo)梁、主梁、主墩、臨時墩等各斷面應(yīng)力及變形量，其應(yīng)力及變形最大位置則為頂推控制斷面，該斷面施工步驟即為頂推施工時的最不利工況，其控制應(yīng)力及控制工況如表1 所示。

表1 頂推過程中重要構(gòu)件的控制應(yīng)力與控制工況

5 結(jié)論

綜上所述，預(yù)應(yīng)力箱梁頂推施工技術(shù)對我國交通運輸及橋梁工程建設(shè)發(fā)展具有極為重要的作用。傳統(tǒng)橋梁施工時，通常因施工技術(shù)限制造成橋梁失穩(wěn)和傾覆，嚴重威脅施工安全。為此，該文結(jié)合傳統(tǒng)橋梁施工技術(shù)，針對連續(xù)箱梁橋頂推施工技術(shù)展開綜合探究，分析總結(jié)了其施工技術(shù)要點。針對跨越現(xiàn)狀鐵路線等復(fù)雜環(huán)境下的橋梁施工，箱梁頂推技術(shù)是最為科學(xué)高效的施工方式。采用此技術(shù)能有效降低對現(xiàn)狀交通的影響，并能顯著提高施工質(zhì)量和施工安全，具有較強的經(jīng)濟性和可行性。