鄭州黃河公鐵兩用大橋鋼梁頂推施工風險識別

【摘 要】本文結(jié)合鄭州黃河公鐵兩用大橋建設(shè)，按鋼梁頂推施工工序找出工程中潛在的風險因素，對項目在整個建設(shè)過程中對工程質(zhì)量有重要影響的風險因素進行較系統(tǒng)全面的識別。

【關(guān)鍵詞】特大橋梁；頂推施工；風險，識別，管理

引言

頂推施工法同支架現(xiàn)澆、預(yù)制安裝、懸臂施工等施工技術(shù)相比，具有突出的優(yōu)點：頂推法可以使用簡單的設(shè)備建造長大橋梁，施工費用較低，施工平衡，無噪聲，可在深水，山谷和高橋墩上采用，但是其施工要求精度高、誤差小，面臨的施工風險較大。

1.工程概況

鄭州黃河公鐵兩用橋為黃河上最長的公鐵兩用橋梁，主橋工程總長1680m，分兩聯(lián)布置。第一聯(lián)采用(120＋5×168＋120)m六塔部分斜拉連續(xù)鋼桁結(jié)合梁，聯(lián)長1080m，該聯(lián)鋼梁總重達27000t（如圖1）。主桁采用無豎桿的三角形桁式，桁高14m，節(jié)間距12m。橫向布置為三片桁，中桁垂直，邊桁傾斜，下弦桁間距8.5m，上弦桁間距12m。鐵路橋面采用正交異性板，公路橋面采用鋼混結(jié)合梁，該結(jié)構(gòu)為世界上首次使用。第一聯(lián)鋼梁安裝采用多點連續(xù)同步頂推方案施工。

2.鋼梁頂推過程施工風險

2.1 鋼梁拼裝平臺

第一聯(lián)鋼梁拼裝平臺位于主橋7號～8號墩之間，下部采用鋼管樁基礎(chǔ)，樁間設(shè)置聯(lián)結(jié)系。鋼管樁頂擺放分配梁，在分配梁上安裝滑道梁，頂面設(shè)置不銹鋼板滑動面。用65t龍門吊機在支架上進行鋼桁梁桿件的散拼工作，拼裝支架每次可拼裝8個節(jié)間的鋼桁梁。鋼梁頂推平風險總結(jié)為：（1）拼裝平臺剛度、強度是否足夠；（2）拼裝平臺是否發(fā)生沉降，其沉降通常是地基、基礎(chǔ)和上層結(jié)構(gòu)共同作用的結(jié)果，通過監(jiān)測來分析相對沉降是否有差異，以監(jiān)測該拼裝平臺的安全；（3）水平方向是否發(fā)生位移，該位移通常是結(jié)構(gòu)在釋放支撐過程中及以后所產(chǎn)生的位移量，或者是基礎(chǔ)受到水平應(yīng)力（如地基滑坡、地震）的影響而產(chǎn)生的位移量；（4）結(jié)構(gòu)是否產(chǎn)生撓度，測定結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力后產(chǎn)生的彎曲變形量。

2.2 導(dǎo)梁

鄭黃橋?qū)Я喝L108m(下弦)，采用無豎桿的三角形桁式，前端梁高8m，后端梁高14m，與主橋鋼梁一致，節(jié)間間距12m（如圖2）。橫向布置兩片桁，兩片桁均垂直，桁間間距為16.5m。導(dǎo)梁后端上弦間距24m，通過一個節(jié)間過渡至16.5m，下弦間距16.5m。后端上下弦節(jié)點分別占用原鋼梁節(jié)點位置，并分別與導(dǎo)梁延伸過來的對應(yīng)桿件進行連接。

可能發(fā)生的問題有：（1）導(dǎo)梁的設(shè)計與鋼梁是否匹配，在剛度、長度及重量上的選擇合理性；（2）導(dǎo)梁的使用狀態(tài)支點最大彎矩與上墩后某一狀態(tài)的負彎矩峰值不一致；（3）導(dǎo)梁提升時與墩發(fā)生相撞；（4）導(dǎo)梁各構(gòu)件是否進行嚴格檢查。

2.3 墩旁托架

1～6＃墩墩身兩側(cè)布置頂推托架（如圖3）。托架分兩部分組成：立柱，滑道梁。托架立柱采用φ1.8m的鋼管混凝土，直接支撐于承臺上，墩身兩側(cè)立柱間距為12m，橫向間距為8.32m，一個墩旁托架共計6根立柱。

墩旁托架可能出現(xiàn)的風險問題有：（1）鋼管立柱焊接加工是否符合設(shè)計規(guī)范要求；（2）鋼管立柱的樁位是否準確；（3）鋼管立柱垂直度是否得以控制，是否有發(fā)生傾覆的危險；（4）頂推墊梁安裝時是否先在鋼管立柱頂面的樁帽上放樣；（5）鋼梁是否有“爬行”運動現(xiàn)象，臨時墩是否遭受反復(fù)沖擊；頂推是否同步，容易產(chǎn)生負載集中的現(xiàn)象，造成危險。

2.4 滑動裝置

滑道梁頂標高為+105.300m，滑道梁一端與墩身頂預(yù)埋件焊接，另一端與立柱頂預(yù)埋件焊接。一個墩旁頂推托架上設(shè)3片滑道梁，滑道梁橫向間距8.32m，與鋼桁梁下弦桿中心對應(yīng)。邊滑道梁上設(shè)頂推反力座，并形成操作平臺，放置連續(xù)千斤頂。滑道梁橫向通過連接系連接成整體。滑道梁頂面焊接整塊不銹鋼板，鋼桁梁與滑道梁之間設(shè)MGB滑板?；懒号c托架及墩身連接成一體，其頂面設(shè)頂推設(shè)施。每個墩旁邊滑道上均設(shè)頂推設(shè)施，采用連續(xù)千斤頂頂推，頂推鋼絞線放置在鋼桁梁外側(cè)的臨時外掛結(jié)構(gòu)上。

滑動裝置可能出現(xiàn)的風險問題有：（1）滑道標高是否嚴格控制，在頂推過程中不至于發(fā)生偏差；（2）滑道平整度是否達到要求，發(fā)生上下波動；（3）各滑動支座的摩阻系數(shù)是否滿足要求，對頂推力產(chǎn)生影響；（4）各滑動支座的高程誤差是否滿足要求。

2.5 橫向?qū)颍ㄏ尬唬┭b置

控制鋼梁頂推和吊裝過程中走向的正確性，使鋼梁在頂推過程中橫向偏位滿足要求，頂推過程中如出現(xiàn)以下問題都有可能導(dǎo)致頂推施工風險：（1）鋼梁橫向偏移超出設(shè)計要求范圍；（2）導(dǎo)梁中線偏差超出設(shè)計要求范圍；（3）墩頂?shù)钠怀鲈O(shè)計要求范圍，而未及時發(fā)現(xiàn)調(diào)整；（4）迎風背風面產(chǎn)生的橫向位移差未滿足要求。

2.6 鋼梁桿件拼裝

由于鋼梁單個桿件最大質(zhì)量為63t，現(xiàn)場設(shè)置1臺65t橫跨拼裝支架的龍門吊機，采用雙軌輪箱式走行結(jié)構(gòu)，跨度為36m，高度為36m，以滿足上弦桿拼裝的凈空要求。為加快施工進度，后期又增加了1臺65t龍門吊機，2臺同時進行桿件拼裝。（如圖4）

總結(jié)龍門提升的整個過程可能發(fā)生的風險問題有：（1）系統(tǒng)是否進行調(diào)試，系統(tǒng)是否漏油、動作順序是否正確；（2）吊裝前根據(jù)吊裝對象，吊裝方案及安全措施是否做好；（3）導(dǎo)向架是否有足夠的強度、剛度，以承受全部鋼索的重量；（4）注入泵站油箱的液壓油是否經(jīng)過濾清，不同標號的液壓油是否混合使用。運行過程中，油溫是否控制在150～600℃；（5）提升吊裝作業(yè)區(qū)內(nèi)的電源線、高壓油管是否阻礙重物的提升；（6）油路連接時是否保證同一液壓泵站至各吊點提升千斤頂?shù)挠吐烽L度等長、通徑相等；（7）鋼鉸線如有折皺，會影響鋼絞線的強度。

2.7 鋼梁頂推過程安全控制因素

目的在于確定頂推過程中結(jié)構(gòu)的受力情況，對結(jié)構(gòu)較弱部位進行適當加強。

（1）鋼梁頂推施工的一個頂推步進的啟動和制動過程應(yīng)為勻加（減）速過程；（2）頂推過程中，頂推設(shè)備作用于每個墩頂?shù)淖畲笏阶饔昧?615kN；（3）鋼梁在運行的過程中，鋼梁滑道與滑板間的摩擦系數(shù)為0.03～0.05；（4）鋼梁掛鎖前后受力變化的影響。

3.結(jié)語

本文較為詳細的分析了鄭州黃河公鐵兩用大橋鋼梁頂推施工中易出現(xiàn)的風險因素，希望能對類似大型橋梁頂推施工階段的風險管控起到拋磚引玉的作用。

參考文獻

[1]李杰，陳淮，劉建.鄭州黃河公鐵兩用橋主橋第一聯(lián)頂推施工控制分析[J].施工技術(shù)，2011

[2]董政，張鵬.鄭州黃河公鐵兩用橋主橋鋼桁梁支架拼裝及頂推技術(shù)[J].鐵道標準設(shè)計，2010