橋梁箱梁頂推施工原理、方法及關(guān)鍵技術(shù)

呂京暉

（中鐵大橋局集團第四工程有限公司，江蘇 南京 210031）

橋梁箱梁頂推施工原理、方法及關(guān)鍵技術(shù)

呂京暉

（中鐵大橋局集團第四工程有限公司，江蘇 南京 210031）

在箱梁頂推施工過程中,施工的工藝控制最為重要，它將直接影響橋梁的質(zhì)量及安全。本文針對這一問題，提出了頂推法施工的技術(shù)原理及方法，并對頂推施工的關(guān)鍵技術(shù)進行了探討。

箱梁；頂推施工；方法；技術(shù)

1 箱梁頂推法施工原理

頂推法施工原理是沿橋軸縱軸方向的臺后設(shè)置預制場,分階段預制梁體,縱向預應力筋張拉后,通過水平千斤頂施力,借助滑道(不銹鋼板)、滑塊（由橡膠、薄鋼板、聚四氟乙烯板組成）滑動裝置，將梁逐段向前頂推，就位后落梁，更換正式支座。

2 頂推的施工方法

頂推法施工的關(guān)鍵是在一定的頂推動力作用下，梁體能在四氟板和不銹鋼滑道板組成的滑道裝置上以較小的摩擦系數(shù)向前移動。

2.1 單點頂推

頂推動力裝置集中設(shè)置在靠近梁場的橋臺或橋墩上，支承在縱向滑道上的垂直千斤頂和支承在墩（臺）背墻的水平千斤頂聯(lián)動，能使梁體以垂直千斤頂為支承向前移動。

另一種單點頂推的方式是水平千斤頂通過拉桿帶動梁體前移，滑道為固定的不銹鋼板，滑塊在滑道上支承梁體，在滑道前后設(shè)置垂直千斤頂用來起落梁體使滑塊能從前向后移動，這是早期做法。后來把滑道前后作為斜坡，滑塊可以手工續(xù)進，就不必用垂直千斤頂頂起梁體后移滑塊了。

2.2 多點頂推

由于單點頂推存在一個嚴重缺點，就是在頂推前期和后期，垂直千斤頂頂部同梁體之間的摩擦力不能帶動梁體前移，必須依靠輔助動力才能完成頂推。此外，單點頂推施工中，沒有設(shè)置水平千斤頂?shù)母叨?，尤其是柔性墩在水平力的作用下會產(chǎn)生較大的墩頂位移，甚至威脅到結(jié)構(gòu)的安全。為了克服單點頂推的這些缺點，便產(chǎn)生了多點頂推法。

2.3 臨時滑道支承裝置頂推施工

在永久墩臺和臨時墩頂設(shè)置臨時滑道裝置進行頂推施工，待梁體就位后起梁、取掉滑道、更換支座、落梁。是一項復雜的工程，起梁和落梁必須有設(shè)計程序，確保梁體的安全。永久墩臺的支承墊石頂面標高必須符合設(shè)計要求。我國的大部分頂推施工橋梁都是采用這種方法。

2.4 永久支承兼用滑道的頂推施工

在條件適當?shù)臉蛄喉斖剖┕ぴO(shè)計中，把永久支座作必要的臨時處理，使其成為臨時滑道，當頂推結(jié)束后，起梁、拆除臨時的滑道，把梁體落在永久支座上。國外的RS施工法由于采用很薄的不銹鋼帶（0.6mm）和橡膠（3mm）組成的連續(xù)滑板，就象放映電影膠片一樣自動循環(huán)，可以取消起梁、落梁的復雜工序，簡化施工。

2.5 預制組拼，分段頂推

在墩（臺）后設(shè)置制梁場、存梁場、拼梁線，按照設(shè)計頂推單元劃分，將頂推單元分成若干個塊件預制，在拼梁線上組拼，張拉預應力形成整體后頂推的施工方法。當臺后場地條件好、具備運輸和就地拼裝能力，工期要求緊迫時，設(shè)計和施工方案可以考慮預制箱梁節(jié)段、墩（臺）后拼裝、分階段頂推的施工方案。

2.6 逐段預制，逐段頂推

在墩（臺）后設(shè)置制梁平臺，將連續(xù)梁分成若干個節(jié)段，按照設(shè)計頂推單元劃分，每一個頂推單元為一個預制的基本節(jié)段，依次在制梁臺座上制作，在墩頂設(shè)置頂推滑道、頂推千斤頂，通過各千斤頂出力，牽引頂推傳力拉索帶動梁體在滑道上向前移動，前段梁頂出臺座后，在臺座上接灌下一梁段，將梁逐漸向?qū)Π俄斖频氖┕し椒ā?/p>

3 頂推施工的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 制梁臺座和節(jié)段的制作

制梁臺座為預制箱梁節(jié)段和頂推作業(yè)的過渡場地。梁體節(jié)段的預制周期制約全橋的施工工期。頂推節(jié)段長度一般為10～24m，又以16-20m左右居多。每聯(lián)箱梁除首尾兩端節(jié)外，中間各節(jié)段長度均相等。頂推施工進入正常后，節(jié)段作業(yè)循環(huán)周期一般在7～15天。由于節(jié)段較長，這個速度是不慢的。我國預制周期的記錄已經(jīng)達到7天。這要求模板設(shè)計時，外模必須是大塊整體式、內(nèi)?？梢哉w拖出并整體推進的裝備化機械化形式；還必須考慮蒸汽養(yǎng)生條件和設(shè)施已縮短等強時間。

3.2 臨時墩

由于支點負彎矩的增加與跨度的平方成正比，在箱梁截面和預應力鋼束強度有限的情況下，當跨度增加到一定限度時，預應力鋼束就沒法布置了，所以箱梁采用頂推法施工有個“適用跨度”的問題。提高適用跨度的途徑之一是設(shè)置臨時墩。在連續(xù)梁的跨度大于頂推跨度時，宜考慮設(shè)置中間臨時墩，在不設(shè)中間臨時墩的頂推橋梁施工中，為滿足安裝鋼導梁和連續(xù)梁前期頂推抗傾覆的要求，在制梁臺座前和連續(xù)梁第一跨內(nèi)設(shè)臨時墩，作為頂推施工的過渡段，保證梁體線形與已經(jīng)頂推出去的梁體完全一致，避免大梁從制梁臺座上頂推出去以后，與接灌的下一梁段出現(xiàn)大的轉(zhuǎn)角。

3.3 導梁

導梁設(shè)置在主梁前端，可為等截面（鋼桁梁）或變截面鋼板梁，導梁結(jié)構(gòu)必須通過設(shè)計計算，從受力狀態(tài)分析，導梁的控制內(nèi)力是導梁與箱梁連接的最大正、負彎矩和下緣隨的最大支點反力。因內(nèi)外的實踐經(jīng)驗表明：導梁的長度一般為頂推跨徑的0.6～0.7倍，較長的導梁可以減小主梁的負跨矩，但過長的導梁也會導致導梁與箱梁連接處負彎矩和支反力的相應增加，合理的導梁長度應是主梁最大懸臂負彎矩與使用狀態(tài)支點負彎矩基本接近。導梁的剛度宜選主梁剛度的1/5-1/9，它對主梁內(nèi)力的影響遠較其長度對主梁內(nèi)力的影響為小。導梁的剛度在滿足穩(wěn)定和強度的條件下，選用較小的剛度及變剛度的導梁，將在頂推時減小最大懸臂狀態(tài)的負彎矩，使負彎矩的兩個峰值比較接近。

3.4 頂推導向及糾偏

為了控制梁體在頂推過程中的中線始終處于規(guī)范范圍內(nèi)，橫向?qū)蜓b置是必須設(shè)置的。

尤其在圓曲線上頂推，橫向?qū)蜓b置顯得更加重要。糾偏器裝在預制臺座前臨時墩的兩旁，且固定一對，以控制每段梁尾端的橫向位置，保證梁尾與預制模板正位接頭，在梁的前進方向設(shè)置兩對糾偏裝置，兩對糾偏裝置可視梁的行進交替前移。頂推時，應作好橫向偏差觀測，主要觀測主梁和永久墩的彈性橫向位移。

我國將要修建的各類橋梁中，中等跨度的多跨長箱梁橋占有相當?shù)谋壤?，而我國大型架梁吊裝設(shè)備嚴重不足，所以頂推法是適合我國國情的一種較好的建橋方法，其發(fā)展前景是廣闊的。隨著預應力材料強度和預應力工藝水平的不斷提高，設(shè)計計算理論和方法的不斷改進，以后頂推施工配套技術(shù)的將會日益完善。

[1]苗蘭弟,任慶國.淺談箱梁頂推施工工藝.甘肅科技.2009-10-23

[2]楊吳生,薛明霞.預應力連續(xù)箱梁頂推施工模擬研究.企業(yè)技術(shù)開發(fā).2009-04-01

[3]王憲新.論橋梁箱梁頂推法施工原理及其施工工藝.黑龍江科技信息.2009-04-25