劉鵬 LIU Peng

（中鐵二十二局集團有限公司第一工程公司，哈爾濱 150000）

0 引言

新一地區(qū)棚改配套-三棵樹跨線橋工程是為緩解城市中心區(qū)交通壓力和解決交通瓶頸擁堵問題的重要工程，本工程位于哈爾濱市哈東路上，西起北棵頭道街，東至道口三道街。高架橋為雙向8 車道標準，與南棵頭道街、三機街、水泥路、道口頭道街相交，工程全長1170.1m。主要施工內(nèi)容為橋梁工程、道路工程、排水工程、照明工程、綠化工程、交通工程、人行梯工程、土建工程、裝飾工程和拆除現(xiàn)有雙向兩車道跨線橋工程。目前橋梁工程已進入跨鐵路鋼箱梁施工階段。

1 頂推工程簡介

橋梁工程中跨鐵路部分為鋼箱梁，長度169m、寬度36m，采用跨度（52m+65m+52m）等截面連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)，沿橋梁中心對稱設(shè)計分為左右兩幅，單幅鋼梁截面形式為單箱三室，箱室高2.5m，頂寬11.70m，兩側(cè)設(shè)3.15m 懸臂，箱室底寬為10.53m，單幅橋面為單向1.5%橫坡，梁底橫向為平坡，縱向坡度為3.54%。鋼箱梁橫橋向分為4 節(jié)段，順橋向分為8 節(jié)段，單幅鋼梁總重為2023t?？玷F路鋼箱梁從東直路至水泥路方向依次跨越摩托車1、2 線，濱江上行線，5 道，濱江下行線，濱北下行線，濱北上行線，北遷線，水泥廠專用線共9 條線路。為確保三棵樹跨線橋涉鐵鋼箱梁不影響鐵路正常運行，解決施工過程中箱梁跨度長，體積大，吊裝難及鐵路限時等施工難題，根據(jù)方案研究采用智能步履式頂推技術(shù)工藝。

2 頂推結(jié)構(gòu)組成

2.1 臨時支架 單幅頂推施工設(shè)置6 組臨時墩、4 組拼裝墩。其中臨時墩采用鋼筋混凝土擴大基礎(chǔ)；拼裝墩采用條形混凝土基礎(chǔ)，基底換填500mm 厚砂夾碎石。立柱均采用4 根?630×10mm 鋼管，每組立柱采用?273×6mm 鋼管聯(lián)結(jié)系。柱頂設(shè)置2 道雙拼工字鋼800mm 高橫向分配梁、間距3m；臨時墩在分配梁上布置一道三拼工字鋼800mm高縱向分配梁。

2.2 頂推導(dǎo)梁結(jié)構(gòu) 頂推前導(dǎo)梁采用工字鋼梁，頂?shù)装宀捎?00×24mm 厚鋼板、腹板采用20mm 厚鋼板，鋼梁間設(shè)桁架橫聯(lián)。導(dǎo)梁縱向分3 節(jié)，連接方式焊接，每節(jié)12m，總長36m，總重81t。靠近主梁側(cè)一節(jié)導(dǎo)梁設(shè)置轉(zhuǎn)換梁，通過焊接將轉(zhuǎn)換梁與主梁臨時連接成整體，轉(zhuǎn)換梁與主梁設(shè)置加強肋板，增加焊縫間的抗折性能。

2.3 頂推設(shè)備安裝 在臨時墩分配梁上布置步履頂推設(shè)備，在其兩側(cè)設(shè)置墊塊。臨時墩L1~L3、L6 墩頂布置400T 步履式千斤頂；臨時墩L4、L5 墩頂布置600T 步履式千斤頂。步履千斤頂上分別布置800mm×560mm 及700mm×560mm 墊梁。在鋼箱梁節(jié)段拼裝完成前安裝頂推設(shè)備，設(shè)備安裝完成后連接系統(tǒng)的油路、電路并調(diào)試，白色線為信號線纜，黃色的為油路線纜，線纜連接PLC 控制系統(tǒng)。（圖1、圖2）

圖1 臨時墩L1～L3、L6 墩頂布置

圖2 臨時墩L4、L5 墩頂布置圖

3 頂推施工工藝

3.1 頂推施工流程 鋼箱梁采用步履式多點連續(xù)頂推方式施工，頂推支墩和拼裝支墩安裝在主跨，頂推設(shè)備布置在頂推支墩上。采用多點多個千斤頂同步頂推的方式，將鋼箱梁逐段焊接在平臺上向前頂推，使鋼箱梁到達設(shè)計位置后，再進行循環(huán)作業(yè)。

3.2 頂推裝置工作原理 工作原理是將鋼梁豎起來頂在千斤頂上，向前頂完成水平千斤頂?shù)耐婆e，落梁后擱置在墊片上，完成一次行程的頂推工作千斤頂回油，頂推時為一次行程時間為5-6 分鐘、頂推距離約38cm 的自平衡頂推動作過程?，F(xiàn)將其動作原理按以下步驟闡述如下：

步驟一（頂升）：打開支撐式頂置油缸，使支撐式頂置油缸在同一時間內(nèi)保持向上的狀態(tài)。直至鋼梁與下垂梁分離，調(diào)整支座為止。步驟二（平推）：將頂推式油缸打開，使鋼梁整體前移，與上部的滑動結(jié)構(gòu)保持一致，直到一個行程的平推油缸走完為止。步驟三（下降）：開啟頂升油缸，使得鋼梁與上部滑移結(jié)構(gòu)整體下降，直到頂升油缸完全脫離鋼梁。步驟四（回縮）：開啟頂推油缸，使上部滑移結(jié)構(gòu)向后回位，回到初始位置，并開始下一個往復(fù)行程。

3.3 頂推施工控制關(guān)鍵 ①整體施工同步控制技術(shù)。整套設(shè)備采用先進的同步控制系統(tǒng)，能保證鋼箱梁在頂升、下放及前進過程中實現(xiàn)同步動作。②中線調(diào)整和糾偏。步履式頂推設(shè)備集頂升、平推和橫向調(diào)整于一體，可進行橫橋向和順橋向的調(diào)整，步履式頂推設(shè)備的設(shè)計具有較強在頂推施工過程中，電腦控制系統(tǒng)可通過調(diào)節(jié)油缸、頂升支承油缸的順橋向和橫橋向?qū)騺碚{(diào)節(jié)行程，從而確保鋼箱梁中線偏差在允許范圍內(nèi)。在對位過程中，可以通過手動操作模式，進行各點的微調(diào)和精調(diào)，滿足拼裝精度要求。

3.4 操作要求

主橋頂推總長度為144m，首先選擇手動模式，檢查油泵，頂升頂，糾偏頂、頂推頂，壓力表，傳感器等是否工作正常。啟動每個墩子上的頂推裝置，由一個壓力傳感器在頂升系統(tǒng)上所偵測到的壓力值轉(zhuǎn)化為一個支反力值，再由這個數(shù)值的交換值在需要的壓力下給頂推油缸設(shè)定壓力，并在臨時墩子上控制兩側(cè)的頂推油缸進行同步頂推。頂升支承油缸的支反力在這里進行實時檢測，一方面確保頂推油缸頂推力的實時精確性，另一方面通過調(diào)節(jié)頂升支承油缸，確保鋼箱梁在行進過程中的受力均衡，確保鋼箱梁最大允許支反力在單點單側(cè)不超出設(shè)計數(shù)值。所有的頂推汽缸在完成一次推進后縮回到下一次行程的起始點，接著就能進行下一次的頂推了。手動操作頂推系統(tǒng)牽引主梁滑移啟動后，轉(zhuǎn)換至自動運行模式，進行主梁的自動連續(xù)頂推。自動頂推過程中，應(yīng)注意記錄頂推過程中的油壓最大、最小值。在控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上集成了主動式中軸監(jiān)控系統(tǒng)，避免了頂推時箱梁橫向偏移的超差，并且在頂推時實時監(jiān)控鋼箱梁中軸，適時調(diào)整限位裝置，使箱梁的偏移始終局限在誤差范圍內(nèi)。在頂推過程中，鋼箱梁在該點的標高是通過調(diào)節(jié)每個墩子上的支撐油缸向規(guī)定標高進行調(diào)節(jié)的。再重復(fù)推頂鋼箱梁，這個時候在設(shè)定的壓力上，墩上的推頂油缸要保證同步的位移。

3.5 豎向調(diào)整

鋼箱梁在頂推過程中的受力狀態(tài)完全不同于成橋時，應(yīng)以支反力控制為主、輔以標高控制的原則對整個頂推過程進行監(jiān)控。所以每輪推頂前都是按照監(jiān)測指令進行的。明確此輪頂推鋼箱梁所經(jīng)墩臺的豎曲線變化幅度（即標高變化值）及箱梁的許用支反力變化幅度。

3.6 導(dǎo)梁過墩頂工藝

豎向的千斤頂和臨時的支墊都需要安排在每個支墩上。由于鋼箱梁自重造成鋼導(dǎo)梁前端被刮破，因此當(dāng)導(dǎo)梁前端的臺階（第一節(jié)）接近頂推設(shè)備時，這時需要將導(dǎo)梁頂起，采取導(dǎo)梁過墩的措施，在頂推設(shè)備上位于導(dǎo)梁平穩(wěn)落頂后，再開始正式頂推。100 噸螺旋頂用于導(dǎo)梁臨時起重的千斤頂，由于千斤頂行程較小，可能會產(chǎn)生更大的起重高度。所以垂直上升頂部的實施需要多次的支墊和頂?shù)姆D(zhuǎn)。

導(dǎo)梁過墩步驟如下：

①拆除一節(jié)鋼墊塊，使導(dǎo)梁前端越過步履式頂推設(shè)備。（圖3）

圖3 步驟一

②用100t 千斤頂將導(dǎo)梁前端向上頂起，消除導(dǎo)梁下?lián)?。（圖4）

圖4 步驟二

③在導(dǎo)梁與頂推設(shè)備之間抄墊支承垛，用步履式千斤頂支承導(dǎo)梁。（圖5）

圖5 步驟三

④利用頂推設(shè)備頂推鋼箱梁，導(dǎo)梁梁底到達頂推裝置上方后，開始正常頂推。（圖6）

圖6 步驟四

3.7 落梁方案及調(diào)整方案

頂推梁底與永久支座高差20cm，頂推到10#永久支座后開始落梁，利用2 天時間落梁，第一天落梁15cm，預(yù)留5cm 在第二天落梁，每次5cm，每次落梁后都要對高程及軸線位置進行觀測，對鋼箱梁進行及時調(diào)整。

4 頂推架設(shè)施工步驟

步驟一：利用2 臺260t 汽車吊分別將節(jié)段一、節(jié)段二、節(jié)段三（每階段分為4 節(jié)，2 節(jié)翼緣板、2 節(jié)箱梁，在鋼箱梁兩側(cè)設(shè)置臨時防護欄桿）鋼箱梁吊裝至拼裝支架上，主梁第一次拼裝長度64.27m。調(diào)整好線型后焊接主梁節(jié)段，再安裝36m 前導(dǎo)梁，近主梁端開始依次組拼、吊裝、焊接。步驟二：鋼箱梁與導(dǎo)梁整體向前頂推50m，導(dǎo)梁前端到達L5 臨時墩，最大懸臂55m，最大撓度320mm。步驟三：鋼箱梁與導(dǎo)梁整體繼續(xù)向前頂推13m，鋼箱梁尾端到達L3 臨時墩。主梁第二次節(jié)段拼裝，拼裝長度62.4m。步驟四：鋼箱梁與導(dǎo)梁整體繼續(xù)向前頂推44m，鋼導(dǎo)梁前端臨近邊墩位置，拆除前端一節(jié)導(dǎo)梁。步驟五：鋼箱梁與導(dǎo)梁整體繼續(xù)向前頂推12m，第二節(jié)導(dǎo)梁前端到達臨近邊墩位置，再拆除第二節(jié)導(dǎo)梁。鋼箱梁與導(dǎo)梁整體繼續(xù)向前頂推6.5m，鋼箱梁尾端到達L3 臨時墩。主梁第三次節(jié)段拼裝，拼裝長度42.17m。步驟六：鋼箱梁與導(dǎo)梁整體繼續(xù)向前頂推6.5m，第三節(jié)導(dǎo)梁前端到達臨近邊墩位置，主梁到達L6臨時墩位置，再拆除第三節(jié)導(dǎo)梁，至此導(dǎo)梁全部拆除。步驟七：鋼箱梁整體繼續(xù)向前頂推12m，鋼箱梁頂推到設(shè)計位置。鋼箱梁落至永久支座，拆除拼裝支架與臨時墩。

5 標準化施工

三棵樹跨線橋工程為省“百大項目”之一，為體現(xiàn)企業(yè)文化，現(xiàn)場均按照市政府標準化要求進行布置及施工?？缇€橋分為鐵路東側(cè)和鐵路西側(cè)，現(xiàn)場全封閉施工，在東側(cè)和西側(cè)各設(shè)置大門一座，大門為雙開門，總寬度9.6m，為標準化大門樣式，上部懸掛中鐵二十二局承建三棵樹跨線橋工程項目，兩側(cè)懸掛的是公司精神體現(xiàn)。在大門右側(cè)設(shè)置門禁系統(tǒng)，使用只能三輥閘管理系統(tǒng)，為施工人員主要進出口，本單位人員通過人臉識別系統(tǒng)進出施工現(xiàn)場，同時在此處測溫、掃碼、登記，外單位人員出入現(xiàn)場同樣執(zhí)行防疫規(guī)定。大門兩側(cè)為標準化圍墻，采用磚砌結(jié)構(gòu)，砂漿抹面，圍墻上畫的是“明五禮知無恥”、“講文明樹新風(fēng)”等公益廣告。一進大門右側(cè)為觀禮臺，觀禮臺位置設(shè)置“八牌二圖一防疫”，既工程概況牌、消防保衛(wèi)牌、安全生產(chǎn)牌、文明施工牌、管理人員名單及監(jiān)督電話牌與綠色施工牌、安全警示牌、重大危險源公示牌和施工現(xiàn)場總平面布置圖、效果圖、防疫措施。觀禮臺旁邊設(shè)置空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，可以隨時看出空氣質(zhì)量及現(xiàn)場揚塵狀況。在鐵路兩側(cè)各設(shè)置現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)，在門衛(wèi)房實時對整個施工現(xiàn)場進行動態(tài)監(jiān)控?，F(xiàn)場封閉采用2.5m 高黃色圍擋，圍擋上懸掛的是公益廣告，營造出濃厚的文明城市工作氛圍，展示施工工地現(xiàn)場創(chuàng)建精神風(fēng)貌，同時圍擋上懸掛掃黑除惡等宣傳標語，為文明城市創(chuàng)建傳遞正能量。圍擋頂部設(shè)置燈帶、噴淋等設(shè)施。機動車道圍擋上設(shè)置警示標志，警示燈光和反光貼。門口設(shè)洗車點，禁止車輛帶泥上路。

6 結(jié)語

由于三棵樹高架橋跨鐵路部分鋼箱梁，所跨鐵路線路跨度大，線路密集，車流量大。因而，三棵樹高架橋作為跨線高架橋，其施工具有相當(dāng)大的難度。但是，我們抓住施工的關(guān)鍵及特點，科學(xué)設(shè)計，合理安排，科學(xué)施工，克服重重困難，保質(zhì)保量保工期，安全的完成了頂推施工任務(wù)。同時，該項目的鋼箱梁頂推施工也填補了我公司鋼箱梁施工的空白，對我公司以后類似工程的施工具有一定借鑒意義。