戴鵬程

（安徽建工交通航務(wù)集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230000）

頂推式橋梁技術(shù)在橋梁施工中具有不可替代性，頂推式技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用是確保工程質(zhì)量的重點(diǎn)。對大跨度連續(xù)梁而言，滿堂支架法、懸臂法、頂推法以及活動式模型法等是常用的施工方法。尤其是當(dāng)穿越深谷，交通無法中斷，建筑物拆除困難時(shí)，頂推施工方法可以高效地完成穿越作業(yè)而不會對橋梁現(xiàn)狀造成影響，同時(shí)還能減少對施工場地的占用，減少高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，確保施工安全可靠。

1 連續(xù)梁頂推技術(shù)的施工方法

1.1 按頂推的動力裝置的數(shù)量分類

1.單點(diǎn)頂推。單點(diǎn)頂推法橋梁施工中經(jīng)常用到頂推設(shè)備，頂推設(shè)備主要集中于主梁附近預(yù)制區(qū)一橋臺或者墩臺處，前方樁基有滑塊支撐。該方法操作簡單，對設(shè)備要求低，但是存在著動力強(qiáng)，橋墩所受壓力高等問題。具體來說，單點(diǎn)頂推法采用推拉機(jī)構(gòu)將橫向起重器，用于箱梁兩端預(yù)制梁的頂向推力，再由縱橫向提升千斤頂逐步推動梁段。整個(gè)作業(yè)過程由上梁、上吊、豎直上下移動、上提式起重器柱塞棒收回，幾個(gè)環(huán)節(jié)組成。在這一過程中，需要注意頂推器重心因?yàn)樵诠ぷ髋_后方，滑座裝在前支座，為確保施工的順利進(jìn)行，滑座需在不銹鋼薄板上滑行，從前面滑出，并由滑道后給予下一滑塊。該設(shè)計(jì)使施工過程更順暢，還能確保推力精確傳遞[1]。

2.多點(diǎn)頂推。多點(diǎn)頂推法作為工程施工技術(shù)之一，以橋墩上裝一副小噸位水平千斤頂為核心原理。與傳統(tǒng)單點(diǎn)鼎力方法相比較，多點(diǎn)頂推法是利用分散力作用來達(dá)到使橋梁受到更加均勻分散鼎力目的。這種方法的關(guān)鍵在于使各等級千斤頂同步工作。為此，相關(guān)人員設(shè)計(jì)出了液壓與電路結(jié)合的控制系統(tǒng)，用于集中控制與分級調(diào)壓。該控制系統(tǒng)同時(shí)具有起動，向前運(yùn)動及停止運(yùn)動的功能，保證了施工過程順利實(shí)施。通過該控制系統(tǒng)，施工人員可按需靈活控制各水平千斤頂升降速度及高度，從而達(dá)到最優(yōu)施工效果。為保證工程施工安全，各單位及觀測站還要安裝緊急制動鍵。這樣，每當(dāng)出現(xiàn)意外情況時(shí)，施工人員只要按動任何緊急制動鍵，就可以馬上打斷各單元的作業(yè)。該緊急制動機(jī)制能有效地降低事故發(fā)生率，確保施工人員及設(shè)備安全[2]。

1.2 按頂推方向分類

1.單向頂推時(shí)。單向頂推施工方法簡便，效果好。該方法先將承重梁架設(shè)于橋梁一端，分段施工至全橋就位。多層頂推式連桿結(jié)構(gòu)則需臨時(shí)聯(lián)結(jié)構(gòu)件，并待所有橋身到位后方可拆除。單向頂推具有施工過程相對簡單，可采用分段施工方式達(dá)到橋梁竣工目的等優(yōu)勢。但該方法亦有其局限性，如多層頂推連桿結(jié)構(gòu)需增加聯(lián)結(jié)工作和待所有橋身到位后方可拆除等。

2.雙向頂推。與單向頂推相比較，雙向頂推施工方式較為復(fù)雜。該方法是在橋梁兩邊平臺后面裝置梁臺，同一時(shí)間內(nèi)先完成預(yù)應(yīng)力混凝土部分施工，再連續(xù)頂推。采用雙向頂推施工時(shí)需先解決兩根梁柱就位前導(dǎo)向梁的處理。其原因是雙向頂推時(shí)，需將制梁臺架設(shè)于橋梁兩側(cè)臺基之上，這些制梁臺基需借助導(dǎo)向梁，才能正確地進(jìn)行定位與導(dǎo)向。雙向頂推具有能提高施工效率和減少工期等優(yōu)點(diǎn)。采用同步施工、連續(xù)推進(jìn)等方法能夠較快完成全橋施工。但雙向頂推還需要在施工時(shí)慎重對待導(dǎo)向梁，保證橋梁精確定位及穩(wěn)固性[3]。

2 連續(xù)梁頂推施工方法在水利橋梁施工中的應(yīng)用分析

2.1 在連續(xù)梁項(xiàng)推施工遇到的問題

梁頂推技術(shù)應(yīng)用于連續(xù)梁的施工具有明顯的優(yōu)越性，但在實(shí)踐中也面臨著一定的問題。其存在的主要問題如下：（1）不恰當(dāng)?shù)墓芾硐潴w的移動范圍，會造成推移過程中的位移過大，給安全造成風(fēng)險(xiǎn)。若管理箱體運(yùn)動范圍設(shè)定不合理，可能會造成推力作用在橫梁上時(shí)，橫梁位移超過期望范圍，從而給整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性帶來不利影響；（2）彎曲導(dǎo)向梁給橋墩和滑道梁之間的連接帶來困難，進(jìn)而削弱其作用，造成某些結(jié)構(gòu)受壓。通常連續(xù)梁的施工，采用彎曲導(dǎo)向梁對梁體推進(jìn)方向進(jìn)行導(dǎo)向，從而保證梁體位置與姿態(tài)的正確性。但由于設(shè)計(jì)或操作失誤等原因，橋墩和滑道梁可能會出現(xiàn)難以連接的情況，從而影響導(dǎo)向梁作用的發(fā)揮，繼而使某些結(jié)構(gòu)受到壓力，安全風(fēng)險(xiǎn)加大；（3）對橋墩預(yù)拱設(shè)計(jì)的忽視還會帶來一系列的問題。橋墩作為支撐梁體最主要的結(jié)構(gòu)，若設(shè)計(jì)時(shí)忽略預(yù)拱的設(shè)計(jì)，橋墩在受到荷載時(shí)可能發(fā)生沉陷。這樣會使橋面產(chǎn)生變形和產(chǎn)生過大應(yīng)力，繼而產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)。所以，在進(jìn)行連續(xù)梁的施工時(shí)，需要對橋墩預(yù)拱設(shè)計(jì)進(jìn)行充分的考慮，這樣才能夠保證其承載能力以及穩(wěn)定性，進(jìn)而保證整體結(jié)構(gòu)的安全[4]。

2.2 在連續(xù)梁項(xiàng)推施工遇到的問題的原因分析

鋼箱梁變形是工程進(jìn)展受阻的一個(gè)主要因素，該問題來源于三個(gè)方面：一是上下游兩側(cè)頂板不能同步頂向運(yùn)行，造成頂板處，鋼箱梁受力不均。這種不均衡力的分布使鋼箱梁的應(yīng)力分配發(fā)生偏離，導(dǎo)致變形問題。二是鋼箱梁導(dǎo)引體系缺乏剛性，不能對梁體移動進(jìn)行有效控制。導(dǎo)引體系具有為梁體運(yùn)動提供支持與導(dǎo)向的構(gòu)造作用，但因剛性不足導(dǎo)致導(dǎo)引體系不能完全發(fā)揮應(yīng)有的作用，從而使鋼箱梁得不到有效約束與控制。這樣就造成鋼箱梁移動時(shí)產(chǎn)生不規(guī)則振動與變形，使工程難以進(jìn)展。三是工程推進(jìn)平臺中滑塊剛性過低，也是造成鋼箱梁產(chǎn)生變形問題的主要原因?；瑝K受壓時(shí)易因剛性不足而產(chǎn)生大變形，該變形造成平臺表面凹凸不平，極大地影響整體工作開展。同時(shí)，滑塊剛性不足會給鋼箱梁穩(wěn)定性帶來不利影響，使之更易變形[5]。

2.3 在連續(xù)梁頂推施工中遇到的問題的解決措施

在進(jìn)行連續(xù)梁頂推施工時(shí)，如遇下列3 個(gè)問題造成較大變形時(shí)，可采用不同處理方法：（1）若上下動作無法同時(shí)完成，則可能由起重設(shè)備故障引起。需與設(shè)備制造商技術(shù)檢查以查明故障原因，及時(shí)維修；（2）為保證各倉垛千斤頂能夠在同一時(shí)間內(nèi)充分頂升，可建立壓力相同的液壓泵站，并通過對液壓系統(tǒng)壓力進(jìn)行統(tǒng)一控制，使千斤頂能夠同步運(yùn)行；（3）若定位限位體系剛性量較低，易造成位移超過可接受范圍。此時(shí)可考慮采用新型大剛度型鋼替換以增加限位體系剛性，進(jìn)而約束梁體位移。

對滑動板變形問題，可通過下述兩種途徑解決：（1）若滑動板變形，可考慮用大功率千斤頂取代原滑軌。利用千斤頂受力調(diào)節(jié)滑動板外形恢復(fù)正常；（2）滑道發(fā)生形變時(shí)，可把滑道頂端整平，在滑道上安放新鋼板。同時(shí)應(yīng)保證新建鋼板與滑道銜接好，保證滑道穩(wěn)定可靠，從而有效地解決了滑動板變形問題。

2.4 橋梁施工中連續(xù)梁項(xiàng)推的施工要點(diǎn)

1.預(yù)制場的確定。采用頂推技術(shù)時(shí)需慎重考慮預(yù)制場布置和梁體內(nèi)節(jié)段長度是否合理。通常情況下，頂推通常采用兩種方式：一種是在工廠預(yù)制后再把半成品運(yùn)至橋梁；另一種是頂推橫梁預(yù)制區(qū)。從交通狀況考慮，一般選后一種為首選方案。首先要建立預(yù)制場作為臨時(shí)施工場地，制作預(yù)制箱及安裝頂板。預(yù)制區(qū)設(shè)置在橋墩后，應(yīng)注意約束預(yù)制區(qū)寬度不得大于梁長三倍。開工前必須保證千斤頂及滑動設(shè)備安裝無誤，待柱子抵頂后再進(jìn)行后續(xù)灌溉。施工時(shí)，需盡量避免梁段高度變化，保證梁段端部不會出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。梁節(jié)流到主跨距前必須保證轉(zhuǎn)換孔洞位置，才能保證施工質(zhì)量安全[6]。

2.滑道及側(cè)限準(zhǔn)備。頂推作業(yè)時(shí)須特別注意滑道高、水平度。滑道作為支撐與導(dǎo)向滑動軌道的主要部件，其穩(wěn)固性與平整度對工程安全與成效起著關(guān)鍵作用。第一，滑道高度要求控制準(zhǔn)確。太高或者太低均會造成滑動軌道和滑道不配合，影響施工順利進(jìn)行。所以在滑道安裝前，必須認(rèn)真測量并加以調(diào)整，以保證滑道的高度能與滑動軌道配合得盡善盡美，以免出現(xiàn)偏差。第二，滑道水平度亦很關(guān)鍵。若滑道不平，則會造成滑動軌道運(yùn)行時(shí)的抖動或擺動，加大了工程事故的危險(xiǎn)性。滑道平整度要保持在1 mm 范圍內(nèi)，要求采用專業(yè)測量工具與技術(shù)才能準(zhǔn)確地檢測與調(diào)節(jié)。只有保證滑道水平度滿足要求才能保證頂推作業(yè)安全平穩(wěn)進(jìn)行[7]。

3.梁節(jié)段的預(yù)制。預(yù)應(yīng)力分段作為一種高級施工技術(shù)，通過給結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)先加拉力，使其在服役期間承受較大荷載。該技術(shù)應(yīng)用范圍廣，特別適用于大型橋梁，高層建筑及水利工程。采用預(yù)應(yīng)力分段技術(shù)能夠增加結(jié)構(gòu)承載能力、延長其使用壽命、并減小其變形及裂縫。所以說預(yù)應(yīng)力分段是工程建設(shè)當(dāng)中至關(guān)重要的一環(huán)，其中任何一點(diǎn)疏忽都會造成整個(gè)項(xiàng)目的失敗。預(yù)制工作時(shí)選擇具體位置作業(yè)，其目的在于便于施工人員進(jìn)行操作與管理，并能集中資源提高工作效率。與此同時(shí)，梁節(jié)制作時(shí)，還應(yīng)按廠方要求設(shè)置臨時(shí)廠房及起重機(jī)。臨時(shí)廠房能夠?yàn)轭A(yù)制件提供合適的工作環(huán)境，以防止其受到外界干擾與污染；起重機(jī)安裝，便于預(yù)制件離開生產(chǎn)線和現(xiàn)場安裝等。為保證構(gòu)件精度，加速預(yù)制時(shí)間，可將鋼板用作預(yù)制件。鋼板力學(xué)性能優(yōu)良，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可提供較高準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性。

4.頂推施工。采用頂推法施工需綜合考慮各方面因素：（1）靜阻力系數(shù)這一重要參數(shù)反映梁體與滑板間摩擦力的多少。靜阻力系數(shù)較大時(shí)，作用于梁的壓力較大，梁移動難度較大；（2）動力摩擦系數(shù)。動力摩擦系數(shù)是梁體運(yùn)動時(shí)摩擦力的大小。由于運(yùn)動時(shí)間較長會使摩擦系數(shù)降低，所以當(dāng)梁體運(yùn)動時(shí)，必須對所加壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)才能保證梁體能順利而連續(xù)的移動；（3）采用頂推法時(shí)，支點(diǎn)反作用力作用于梁上也應(yīng)予以考慮。支點(diǎn)的反作用力即梁體作用在支點(diǎn)上的作用力，這種作用力能影響梁的穩(wěn)定與安全。所以，必須經(jīng)過準(zhǔn)確分析計(jì)算才能確定支點(diǎn)位置及反作用力；（4）為使梁體在施工全過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)，必須及時(shí)采取各種措施以減少梁體與滑板間摩擦。常用的方法是采用聚四氟乙烯（PTFE）橡膠墊圈。PTFE 橡膠墊片耐磨性非常好，摩擦系數(shù)較小，能有效降低摩擦力以確保梁體運(yùn)動順暢。

采用頂推法時(shí)，需做各種試驗(yàn)以保證頂板精度，比如檢測梁身中軸線定位是否正確。梁身中軸線指梁身中心所在直線與梁身重心位置相對應(yīng)。只有梁身中軸線定位準(zhǔn)確，才能夠確保梁體移動平穩(wěn)均衡。此外，還要對各橋墩進(jìn)行偏斜檢測。橋墩偏斜，即橋墩與水平面之間的夾角。若橋墩偏斜過大會造成梁體失衡，從而影響頂板施工效果。所以，頂推法施工期需及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋墩偏斜現(xiàn)象并采取適當(dāng)措施加以調(diào)整[8]。

5.落梁。落梁作為頂板工程中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，標(biāo)志著建筑或者橋梁整體工程即將結(jié)束。在項(xiàng)目進(jìn)入這一階段后，工人把預(yù)制橫梁抬高到預(yù)設(shè)的高度。這個(gè)過程一定要謹(jǐn)小慎微，保證橫梁能被精確放置到位置上。為達(dá)到此目的，施工人員需將臨時(shí)設(shè)備拆卸下來，對支架和橫梁自身進(jìn)行固定。這些程序也許看起來很容易，但是在整個(gè)程序中卻很重要。整個(gè)項(xiàng)目只有經(jīng)過這個(gè)階段的建設(shè)才能順利收尾。承重梁放下就位前，橋墩位置測量是不可缺少的一環(huán)，該環(huán)節(jié)的目的是證實(shí)橋墩有無沉陷等現(xiàn)象。若這時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，施工人員需馬上采取維修或者處理措施，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全。除上述任務(wù)外，最后一次清理是至關(guān)重要的。頂板工程完工后，施工區(qū)域內(nèi)一般都會出現(xiàn)一些凌亂的殘?jiān)蛘邚U棄材料。為了保證施工區(qū)域整齊、安全，必須對這些廢物進(jìn)行清理。

3 結(jié)束語

水利橋梁施工中運(yùn)用連續(xù)梁頂推施工方法，給水利橋梁建設(shè)帶來了全新的生機(jī)與效益。通過這種施工方法可以有效地減少水域受到的擾動，降低水利工程受到的沖擊，也可以提高工程建設(shè)的效率以及質(zhì)量。但在實(shí)踐中還需克服許多困難和挑戰(zhàn)，如施工材料選擇，環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn)。所以，在以后的水利橋梁施工中還需更加深入的研究以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，進(jìn)一步提高水利橋梁工程連續(xù)梁頂推施工水平，為水利工程建設(shè)的質(zhì)量與速度提供更多的可靠保證。