摘要 文章以某城市快速路拱橋?yàn)槔?，?duì)連續(xù)鋼箱梁拱橋頂推施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)，提出了頂推施工方案，然后對(duì)頂推施工技術(shù)要點(diǎn)及質(zhì)量保證措施進(jìn)行了重點(diǎn)研究，采用步履式千斤頂頂推系統(tǒng)，結(jié)合幾何監(jiān)測(cè)和物理監(jiān)測(cè)手段，確保施工過程的精確控制與安全管理。研究成果旨在提高鋼箱梁拱橋的施工效率和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，為類似工程的實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞 連續(xù)鋼箱梁拱橋；頂推施工；步履式千斤頂；質(zhì)量控制

中圖分類號(hào) U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2025）04-0130-03

0 引言

隨著城市交通需求的不斷增長(zhǎng)，橋梁工程中對(duì)施工技術(shù)的要求越來越高。連續(xù)鋼箱梁拱橋作為常見的橋梁形式之一，其施工過程復(fù)雜且要求嚴(yán)格[1，2]。頂推施工技術(shù)因其具有減少施工對(duì)交通影響、提高施工效率和安全性等優(yōu)點(diǎn)，在橋梁工程中得到廣泛應(yīng)用。該文通過對(duì)北京路快速化改造工程中運(yùn)河橋的頂推施工案例進(jìn)行分析，探討了連續(xù)鋼箱梁拱橋頂推施工的技術(shù)要點(diǎn)、質(zhì)量保證措施及監(jiān)測(cè)方法，為頂推施工技術(shù)的應(yīng)用提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

某城市快速路橋全長(zhǎng)300 m，主跨120 m，兩側(cè)引橋各90 m，采用連續(xù)鋼箱梁拱橋設(shè)計(jì)，既滿足了大跨度橋梁的剛度要求，也確保了通航凈空，適應(yīng)運(yùn)河兩岸的交通需求。設(shè)計(jì)速度為80 km/h，充分考慮了現(xiàn)代城市快速交通的需求。橋梁的施工方案采用工廠預(yù)制與現(xiàn)場(chǎng)頂推相結(jié)合方式，鋼梁梁段在工廠內(nèi)預(yù)制后通過公路運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，采取原位膺架法和履帶吊進(jìn)行拼裝。同時(shí)，施工過程中采用幾何監(jiān)測(cè)與物理監(jiān)測(cè)手段，實(shí)時(shí)監(jiān)控結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力和位移，保障了橋梁在頂推過程中保持設(shè)計(jì)狀態(tài)。

2 連續(xù)鋼箱梁拱橋頂推施工方案

該工程主橋上部結(jié)構(gòu)施工采用鋼梁梁段廠內(nèi)預(yù)制，公路運(yùn)輸至橋址，采用原位膺架法+履帶吊吊裝進(jìn)行拼裝，經(jīng)步履式頂推系統(tǒng)分3次梁帶拱整體頂推至設(shè)計(jì)橋位的工法進(jìn)行施工。鋼梁現(xiàn)場(chǎng)安裝總體施工流程如圖1所示。

該橋頂推總體采用分節(jié)段頂推施工，其中拱肋部分在拼裝支架上與主梁拼裝成整體后頂推，全橋共9組臨時(shí)墩。采用18臺(tái)1 200 t承載的步履千斤頂，在需要布置頂推設(shè)備的臨時(shí)墩上每墩布設(shè)一套，在墩頂?shù)纳舷掠螌?duì)稱布置；反力座則分別布置在每套頂推裝置的縱橋向兩側(cè)，具體布置見圖2。臨時(shí)墩完成施工后焊接墩頂操作平臺(tái)，陸上采用履帶吊、河內(nèi)采用浮吊完成步履千斤頂安裝就位。待頂推完成落梁后，拆除頂推設(shè)備。

步履式頂推機(jī)構(gòu)主要包括頂升支撐油缸、頂推縱移油缸、橫向調(diào)節(jié)油缸、縱移滑塊、橫移滑塊、橫移底座等結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)豎向的頂升下降，順橋向的前進(jìn)后退以及橫向的糾偏[3]。利用頂推機(jī)構(gòu)和臨時(shí)方木墊梁的交替作用，通過步履式頂推機(jī)構(gòu)的起、推、降、縮4個(gè)步驟，從而實(shí)現(xiàn)鋼梁的間隙式遷移。

（1）鋼梁頂升

頂升前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作到位，步履千斤頂通過控制系統(tǒng)設(shè)定的力值（拼裝平臺(tái)每增加一片鋼梁，力值不同）頂升就位，承載梁頂面完全接觸主梁底面。通過控制系統(tǒng)同步控制頂升千斤頂伸缸到設(shè)定活塞行程，將整個(gè)鋼梁平穩(wěn)頂起，承載梁底面離開墊梁一段距離。

（2）鋼梁推移

鋼梁推移過程依托步履式千斤頂系統(tǒng)，通過頂升、推移、降落等動(dòng)作的有序配合，將鋼梁逐步推移至設(shè)計(jì)位置。在實(shí)際操作中，鋼梁推移過程分為多個(gè)階段，每階段的推移長(zhǎng)度與速度需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況、鋼梁自重以及千斤頂?shù)耐屏M(jìn)行精確控制。推移過程中，步履式千斤頂通過縱向滑塊在臨時(shí)支架上推進(jìn)，橫向調(diào)節(jié)油缸則用于校正鋼梁的橫向偏差，確保推移路徑的準(zhǔn)確性。為了減少推移過程中鋼梁的受力不均和變形，施工時(shí)需采用幾何監(jiān)測(cè)手段，對(duì)鋼梁的位移、撓度等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。同時(shí)，推移時(shí)還需嚴(yán)格控制千斤頂?shù)捻斖屏臀灰扑俣?，確保每個(gè)步履動(dòng)作同步，避免因不均勻推力導(dǎo)致鋼梁的扭曲或結(jié)構(gòu)偏差。此外，鋼梁推移期間應(yīng)考慮外部環(huán)境因素，如溫度變化對(duì)鋼材熱脹冷縮的影響，以調(diào)整推移策略[4]。

（3）千斤頂回油落梁

通過控制千斤頂?shù)耐娇s缸，使鋼梁緩慢下降，回歸設(shè)計(jì)位置。在操作中，必須精確控制回油速度，避免因不同步或回油過快導(dǎo)致鋼梁傾斜或受力不均。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼梁的位移和支點(diǎn)受力情況，確保各支撐點(diǎn)均勻受力，避免局部超載。完成落梁后，對(duì)鋼梁位置進(jìn)行微調(diào)，確保其與支座吻合。

3 連續(xù)鋼箱梁拱橋頂推施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 導(dǎo)梁上墩

在鋼梁頂推過程中，導(dǎo)梁越墩時(shí)可能出現(xiàn)較大的下?lián)?，尤其在最大懸臂工況下，建模計(jì)算表明：導(dǎo)梁的最大撓度達(dá)到426 mm，對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致導(dǎo)梁和鋼梁在頂推過程中的結(jié)構(gòu)偏差或損壞，影響施工精度和整體安全性。為解決這一問題，在導(dǎo)梁越墩前，對(duì)下一個(gè)墩頂進(jìn)行超墊，預(yù)先抬高導(dǎo)梁，使其在頂推過程中克服下?lián)蠋淼奈灰谱兓?，從而?shí)現(xiàn)自然上墩。實(shí)時(shí)監(jiān)控導(dǎo)梁的撓度和位移情況，及時(shí)調(diào)整支墊高度，確保導(dǎo)梁在整個(gè)頂推過程中保持穩(wěn)定和精確，避免過大的結(jié)構(gòu)應(yīng)力和偏差。

對(duì)頂推過程中11種工況進(jìn)行建模計(jì)算：工況1：拼裝初階段的起吊梁；工況2：往前頂推18.5 m，尾部最大懸臂；工況3：繼續(xù)頂推35 m，尾部最大懸臂；工況4：繼續(xù)頂推25.5 m，頭部最大懸臂48 m；工況5：拼裝

126 m主梁和拱肋，頭部48 m懸臂；工況6：頂推25 m，尾部最大懸臂40 m；工況7：頂推40 m，頭部最大懸臂65 m，尾部最大懸臂40 m；工況8：繼續(xù)頂推35 m，頂推到位后，拼裝35.6 m鋼梁；工況9：頂推30 m，頭部懸臂65 m；工況10：繼續(xù)頂推2 m，8#臨時(shí)墩最大支反力；工況11：全橋頂推到位，拆除導(dǎo)梁，進(jìn)行落梁施工。計(jì)算結(jié)果如下表1所示。

3.2 橫向糾偏

由于鋼梁推移過程中可能受到不對(duì)稱荷載、支點(diǎn)不均或施工誤差的影響，出現(xiàn)橫向偏移，若不及時(shí)糾正，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布異常、構(gòu)件變形或支座位置偏差，影響整體結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定[5]。為此，施工中需采用步履式千斤頂系統(tǒng)中的橫向調(diào)節(jié)油缸進(jìn)行糾偏，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼梁的橫向位移，精確控制千斤頂?shù)臋M向力，確保鋼梁推移始終沿設(shè)計(jì)軌跡進(jìn)行。

首先，設(shè)立精密的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過激光測(cè)距儀、全站儀等設(shè)備對(duì)鋼梁的橫向位移進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，確保在推移過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)偏差。其次，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，施工人員可通過控制系統(tǒng)對(duì)橫向調(diào)節(jié)油缸進(jìn)行微調(diào)，施加必要的橫向推力，將鋼梁推回至正確位置。糾偏過程中，控制橫向推力的大小和作用時(shí)間尤為關(guān)鍵，需避免過度糾偏，防止產(chǎn)生新的橫向偏移或結(jié)構(gòu)扭曲。因此，糾偏操作應(yīng)與縱向頂推同步進(jìn)行，確保整個(gè)頂推過程中的橫縱平衡。

在頂推過程中，外界環(huán)境因素如風(fēng)力、溫度變化等也可能對(duì)鋼梁的橫向穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因此，糾偏措施需靈活應(yīng)對(duì)外部條件的變化。通過加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)和應(yīng)急預(yù)案，確保在發(fā)現(xiàn)橫向偏移時(shí)能夠快速、精準(zhǔn)地采取糾偏措施，從而避免更大的結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 整體落梁

為了確保鋼梁的平穩(wěn)、安全落梁，需要在落梁前進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作，并在實(shí)際操作過程中嚴(yán)格按照規(guī)范步驟執(zhí)行。落梁具體步驟如下：

首先，通過控制系統(tǒng)同步控制頂升千斤頂，將鋼梁整體頂起，使其底部離開支撐墊梁一段距離，頂升過程中需確保鋼梁的平衡和穩(wěn)定，防止出現(xiàn)傾斜或晃動(dòng)。在鋼梁被頂升至預(yù)定高度后，開始拆除反力座和千斤頂位置的所有臨時(shí)支撐和支墊，拆除過程中要小心謹(jǐn)慎，防止因支撐移除不當(dāng)導(dǎo)致鋼梁失穩(wěn)。其次，通過控制系統(tǒng)逐步縮缸，使鋼梁緩慢下放至永久支座上，下放過程中需時(shí)刻監(jiān)控鋼梁的位移和受力情況，確保各個(gè)支點(diǎn)的受力均勻，防止局部過載。在鋼梁接觸永久支座后，通過控制系統(tǒng)進(jìn)行位置微調(diào)，確保鋼梁完全就位，并滿足設(shè)計(jì)要求，必要時(shí)，可以通過千斤頂進(jìn)行微調(diào)，直至鋼梁與永久支座完全吻合。鋼梁完全落梁后，需對(duì)落梁效果進(jìn)行檢查和確認(rèn)，確保所有連接點(diǎn)和支座均處于設(shè)計(jì)位置，并對(duì)施工過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析。最后，落梁完成后，開始拆除頂推臨時(shí)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行必要的后續(xù)施工工作，如鋼梁的連接和加固、橋面的鋪設(shè)等，確保施工過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)都符合質(zhì)量和安全要求。

3.4 導(dǎo)梁拆除

導(dǎo)梁在完成頂推施工任務(wù)后，需在確保橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全的前提下進(jìn)行拆除。在導(dǎo)梁上Pyhz24#墩后，采用吊車進(jìn)行分節(jié)拆除操作。東岸的1聯(lián)引橋由于暫未施工，提供了充足的操作空間，便于導(dǎo)梁的逐節(jié)段拆除。根據(jù)施工方案，導(dǎo)梁的節(jié)段最大長(zhǎng)度為10 m，充分考慮了吊車的起吊能力和操作靈活性，確保拆除過程的安全性和高效性。具體拆除步驟如下：

首先，吊車將導(dǎo)梁提升至合適高度，確保其與已完成的橋梁結(jié)構(gòu)無(wú)干涉。其次，施工人員對(duì)導(dǎo)梁進(jìn)行切割，將其分為多個(gè)符合吊裝要求的節(jié)段。每個(gè)節(jié)段切割完成后，吊車將其逐一吊離橋位，并運(yùn)送至指定位置進(jìn)行堆放或回收處理。在拆除過程中，需特別注意導(dǎo)梁與橋梁其他結(jié)構(gòu)的連接點(diǎn)，確保切割和吊裝操作不會(huì)對(duì)橋梁主體結(jié)構(gòu)造成影響。同時(shí)，施工人員需嚴(yán)格遵循安全操作規(guī)程，確保在高空作業(yè)時(shí)的個(gè)人防護(hù)措施到位。

4 連續(xù)鋼箱梁拱橋頂推施工質(zhì)量保證措施

為了確保連續(xù)鋼箱梁拱橋頂推施工的質(zhì)量，必須采取一系列嚴(yán)格的質(zhì)量保證措施。首先，在千斤頂操作方面，需確保每臺(tái)千斤頂?shù)耐讲僮?，以避免頂推過程中由于不同步而引起的結(jié)構(gòu)偏移。通過中央控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控千斤頂?shù)捻斏叨群晚斖屏χ?，確保各千斤頂同步作業(yè)，維持結(jié)構(gòu)的平衡和穩(wěn)定。其次，導(dǎo)向設(shè)施的使用是保證頂推過程精度的重要手段。設(shè)置合理的導(dǎo)向滑軌和限位裝置，確保鋼箱梁在頂推過程中始終沿著設(shè)計(jì)軌跡前進(jìn)，避免因?qū)蚴д`導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)偏差。在施工監(jiān)測(cè)方面，采取多層次的監(jiān)測(cè)措施，包括幾何監(jiān)測(cè)和物理監(jiān)測(cè)[6]。幾何監(jiān)測(cè)通過全站儀、激光測(cè)距儀等設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控結(jié)構(gòu)的位移和變形情況，確保橋梁各部分在頂推過程中保持在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。物理監(jiān)測(cè)則通過布置應(yīng)變計(jì)、溫度傳感器等裝置，實(shí)時(shí)獲取結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變和溫度變化數(shù)據(jù)，確保結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)和環(huán)境條件的可控。施工過程中，定期進(jìn)行質(zhì)量檢查和數(shù)據(jù)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正施工中的問題。通過制定詳細(xì)的施工方案和應(yīng)急預(yù)案，培訓(xùn)施工人員的操作技能和安全意識(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行施工規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從而確保頂推施工的整體質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上，該文通過對(duì)北京路快速化改造工程中連續(xù)鋼箱梁拱橋頂推施工的詳細(xì)分析，全面探討了施工方案、技術(shù)要點(diǎn)和質(zhì)量保證措施。研究表明：采用步履式千斤頂頂推系統(tǒng)能夠有效提高施工精度和效率，通過幾何和物理監(jiān)測(cè)手段，確保了施工過程中的安全性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，特別是在導(dǎo)梁上墩、橫向糾偏和整體落梁等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，嚴(yán)格的施工控制和質(zhì)量監(jiān)測(cè)措施起到了至關(guān)重要的作用。通過對(duì)不同工況下的建模計(jì)算和實(shí)際施工數(shù)據(jù)的分析，驗(yàn)證了頂推施工技術(shù)的可行性和優(yōu)越性，為該項(xiàng)目的順利實(shí)施提供了技術(shù)支持，也推進(jìn)了頂推施工技術(shù)在橋梁工程中的廣泛應(yīng)用。

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收稿日期：2024-09-12

作者簡(jiǎn)介：張擎（1987—），男，本科，工程師，研究方向：公路工程道路橋梁。