秋石快速路高架橋鋼箱梁液壓頂推平移法施工關(guān)鍵技術(shù)

王偉業(yè)

（杭州市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督總站，浙江杭州 310005）

0 前言

隨著橋梁建設(shè)技術(shù)的發(fā)展，在特定的施工環(huán)境和條件下會(huì)產(chǎn)生和應(yīng)用新的施工方法。本文以杭州市秋石快速路三期工程主線跨越艮秋立交段的鋼箱梁液壓頂推平移施工為背景，針對(duì)該項(xiàng)目特點(diǎn)，分析研究了頂推平移方案的選擇、特殊要求和采取的關(guān)鍵技術(shù)措施，供相關(guān)技術(shù)人員參考。

1 工程概況

杭州秋石快速路三期工程主線跨越艮秋立交段采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)，其中SZ35～SZ61六聯(lián)連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度1011.144 m，如表1所列。

表1 秋石快速路三期跨艮秋立交段鋼箱梁工程量一覽表

以其中兩跨SZ40～SZ42鋼箱梁為例，每跨鋼箱梁共分為18個(gè)運(yùn)輸單元，其中包含14個(gè)鋼箱室單元和4個(gè)挑臂結(jié)構(gòu)單元，分段示意圖如圖1所示，其它鋼箱梁分段與此類似。

2 鋼箱梁施工方案比選

按照鋼箱梁結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)，可選擇頂推施工及架橋機(jī)架設(shè)兩種方案。據(jù)調(diào)查，全國范圍內(nèi)尚無可供該項(xiàng)目的鋼箱梁架橋機(jī)，因此需設(shè)計(jì)加工特殊的架橋機(jī)。浙江某公司根據(jù)該鋼箱梁工程特點(diǎn)設(shè)計(jì)了JQGK800T/50 m超寬型架橋機(jī)，架橋機(jī)自重985 t?，F(xiàn)將以上兩種方案作對(duì)比，見表2所列。

經(jīng)方案對(duì)比，該工程鋼筋梁采用“液壓頂推滑移”方法安裝比較合適。

3 主要施工工藝及關(guān)鍵技術(shù)

3.1 鋼箱梁液壓頂推平移法安裝工藝流程

SZ35～SZ37跨、SZ55～SZ56跨鋼箱梁為變寬或變高截面結(jié)構(gòu)，只能采用吊裝法施工。SZ56～SZ58跨為鋼箱梁組拼場(chǎng)地，需要在頂推段鋼箱梁施工完成后，采用吊裝法施工。除此之外，SZ37～SZ55跨鋼箱梁需要跨越既有艮秋高架，SZ58～SZ61跨鋼箱梁需要考慮施工期間道路交通組織，均采用頂推平移法施工，共計(jì)21跨。液壓頂推平移法安裝時(shí)以每跨鋼箱梁段作為一個(gè)液壓頂推平移單元，每個(gè)液壓頂推平移單元在SZ56墩外側(cè)拼裝平臺(tái)處完成組拼，然后采用液壓頂推平移設(shè)備將此每跨單元向前液壓頂推至橋位，待鋼箱梁移出拼裝平臺(tái)后即可進(jìn)行下一輪液壓頂推平移單元的拼裝，重復(fù)上述步驟直至鋼箱梁液壓頂推單元安裝完畢，如圖2所示。

主要操作步驟如圖3所示。

施工流程如圖4所示。

3.2 支撐體系結(jié)構(gòu)

SZ35～SZ56、SZ58～SZ61段鋼箱梁采用液壓頂推平移法安裝，施工前需進(jìn)行鋼箱梁臨時(shí)組拼平臺(tái)和液壓頂推導(dǎo)梁的搭設(shè)。對(duì)于液壓頂推導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)，主要考慮液壓頂推安裝的需要，計(jì)劃采用貝雷架架設(shè)，支撐柱采用426×10鋼管格構(gòu)柱，橫斜撐采用[28 a槽鋼，柱頂設(shè)置HM588×300分配梁，格構(gòu)柱基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。

圖1 鋼箱梁分段示意圖

表2 鋼箱梁方案比選一覽表

圖2 鋼箱梁液壓頂推單元節(jié)段劃分示意圖

圖3 操作步驟圖

圖4 施工流程圖

圖5 導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 鋼箱梁頂推平移法安裝思路

鋼箱梁頂推平移法安裝具體思路如下：

（1）在SZ56～SZ58跨處搭設(shè)鋼箱梁拼裝平臺(tái)；

（2）安裝鋼箱梁滑移臨時(shí)措施，包括滑移平臺(tái)、滑移梁、滑道結(jié)構(gòu)等；

（3）將鋼箱梁第一段滑移跨按照設(shè)計(jì)要求，分段拼裝成整體，并安裝滑移臨時(shí)底座；

（4）在鋼箱梁第一段滑移跨滑移方向的后方安裝“液壓同步頂推滑移系統(tǒng)”，包括液壓泵站、頂推器、油管、傳感器等；

（5）調(diào)試液壓同步頂推滑移系統(tǒng)；

（6）檢查所有臨時(shí)措施符合設(shè)計(jì)要求后，開始正式滑移；

（7）滑移采用分級(jí)加載：首先加載至設(shè)計(jì)推力的 40%，然后按照 50%、60%、70%、80%、90%、100%逐級(jí)加載，直至鋼箱梁開始滑動(dòng)；

（8）將第一滑移跨一次性滑移至設(shè)計(jì)安裝位置；

（9）待第一滑移跨滑出拼裝平臺(tái)后，開始第二跨的拼裝工作；

（10）按照同樣的方法完成第二滑移跨的安裝。

如此反復(fù)，直至全部滑移跨安裝到位后，滑移施工結(jié)束。

3.4 鋼箱梁液壓頂推施工

鋼箱梁液壓頂推單元在臨時(shí)組拼平臺(tái)完成后，將鋼箱梁用千斤頂起，在鋼箱梁底部放入如圖6所示的“滑移裝置”。每個(gè)鋼箱梁液壓頂推單元設(shè)置20個(gè)滑移裝置，由于受橋梁線形的影響，鋼箱梁平移過程中每個(gè)滑移裝置受力產(chǎn)生不均，宜選取較大的載重規(guī)格，該工程擬選用載重200 t的型號(hào)，其長(zhǎng)度750 mm，寬度370 mm，高度220 mm，滾動(dòng)摩擦系數(shù)約為0.036。

圖6 滑移裝置實(shí)景

鋼箱梁液壓頂推示意圖如圖7所示，鋼箱梁液壓頂推采用在每個(gè)橋墩上布置錨固點(diǎn)，液壓頂推設(shè)備放置在鋼箱梁平移單元上，與鋼箱梁一起向前平移。該工程最大液壓頂推段重量約810 t。鋼箱梁液壓頂推過程中對(duì)鋼箱梁平移過程進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，控制鋼箱梁在內(nèi)外導(dǎo)梁上的平移速度，液壓頂推裝置如圖8所示，一個(gè)行程伸缸完畢，被推移結(jié)構(gòu)不動(dòng)；液壓頂推器主液壓缸縮缸，使頂緊裝置與滑道板松開，并跟隨主液壓缸向前移動(dòng)。

圖7 鋼箱梁液壓頂推示意圖

圖8 液壓頂推裝置示意圖

鋼箱梁液壓頂推單元平移至橋位后，需要與前段鋼箱梁進(jìn)行環(huán)口對(duì)接，對(duì)接前要對(duì)液壓頂推段鋼箱梁姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整，姿態(tài)調(diào)整分高度調(diào)整和左右調(diào)整，調(diào)整裝置見圖9所示。

鋼箱梁液壓頂推單元平移至橋位后，在導(dǎo)梁頂部設(shè)置六套調(diào)整設(shè)備（大噸位同步千斤頂），對(duì)鋼箱梁高度及左右位置進(jìn)行調(diào)整，與前段鋼箱梁環(huán)口對(duì)接調(diào)整到位后，然后對(duì)鋼箱梁環(huán)口對(duì)接縫進(jìn)行焊接。

圖9 鋼箱梁三向調(diào)整設(shè)備實(shí)景

鋼箱梁落梁卸載用液壓千斤頂將鋼箱梁頂起，鋼箱梁隨之下落到永久支座上。

3.5 鋼箱梁安裝測(cè)量

根據(jù)設(shè)定的坐標(biāo)點(diǎn)和高程控點(diǎn)、鋼箱梁分段尺寸，對(duì)支撐體系定位、標(biāo)高及每一分段箱梁定位軸線及標(biāo)高編制測(cè)量方案。

3.5.1 控制點(diǎn)的復(fù)測(cè)

3.5.1.1 橋支墩中心線、高程的復(fù)測(cè)

對(duì)各墩位基礎(chǔ)中心線及高程復(fù)測(cè)。橋支墩中心線應(yīng)符合《工程測(cè)量規(guī)范》及設(shè)計(jì)要求。

3.5.1.2 支撐體系測(cè)量控制

（1）平面控制：

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝情況，對(duì)支撐體系進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)定位。先用全站儀把橋墩中心線投影線引測(cè)在地面上，并用紅油漆進(jìn)行標(biāo)示，直線段每12～16 m一個(gè)點(diǎn)，曲線段每5 m測(cè)設(shè)一個(gè)點(diǎn)。測(cè)設(shè)誤差必須達(dá)到圖紙要求，中心線投射完畢后在沿縱向方向按著支撐體系布置圖把每一組的支撐體系的定位關(guān)系在地面上標(biāo)識(shí)。

（2）支撐體系上部控制：

支撐體系格構(gòu)柱安裝整體穩(wěn)定后，根據(jù)控制點(diǎn)坐標(biāo)，用全站儀將之前布設(shè)的橋墩中心線、鋼箱梁邊界線引線等標(biāo)記在支撐上標(biāo)示出來，便于控制鋼箱梁在液壓頂推導(dǎo)梁上平移時(shí)不產(chǎn)生偏移。

（3）支撐體系高程控制：

支撐體系安裝后，實(shí)際箱梁底部高程=臨時(shí)支座高度-卸載落梁高度。測(cè)量前通過計(jì)算機(jī)放樣，計(jì)算出鋼箱梁每個(gè)支點(diǎn)處的設(shè)計(jì)高程，然后該高程加上卸載落梁高度后，即為所需的臨時(shí)支座高度。鋼箱梁落位后，通過調(diào)整設(shè)備對(duì)鋼箱梁平面及高程位置進(jìn)行微調(diào)，調(diào)整至卸載落梁前的高度。

3.5.2 鋼箱梁安裝測(cè)量控制

（1）制造廠應(yīng)按設(shè)計(jì)詳圖的分段要求進(jìn)行分段制作，制作完的構(gòu)件須經(jīng)檢查合格，為保證本標(biāo)段鋼箱梁的制造線形達(dá)到設(shè)計(jì)的線形要求，制造時(shí)應(yīng)搭設(shè)可靠胎架，縱向節(jié)段及橫向分段之間必須在工廠胎架上進(jìn)行匹配。檢查合格后對(duì)構(gòu)件進(jìn)行編號(hào)，鋼箱梁的上、下中心都必須做好標(biāo)識(shí)，為現(xiàn)場(chǎng)安裝提供依據(jù)，然后分離鋼箱梁運(yùn)輸段，按要求進(jìn)行堆放。

（2）正式開工前，安裝施工單位應(yīng)對(duì)鋼箱梁平、縱設(shè)計(jì)參數(shù)表、支座設(shè)計(jì)參數(shù)等基本數(shù)據(jù)進(jìn)行一次全面的校核，弄清平面及立面曲線要素，立面制造線形還應(yīng)在總體立面線形的基礎(chǔ)上疊加各跨的預(yù)拱度。安裝鋼箱梁之前，把每一段箱梁軸線尺寸(制作單位提交的預(yù)裝記錄定位線)和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的線形投影在支撐體系上。

（3）由于施工路段有車輛通行，基礎(chǔ)和支撐體系都會(huì)發(fā)生不均勻的沉降，因此應(yīng)在每一組支撐體系的每個(gè)格構(gòu)柱固定位置刻好標(biāo)記，作為沉降觀測(cè)的測(cè)量點(diǎn)，在鋼箱梁安裝前對(duì)支撐體系整體進(jìn)行一次沉降記錄。

（4）鋼箱梁安裝若需要在夜間進(jìn)行，安裝時(shí)會(huì)因光線暗，夜間儀器測(cè)量較不理想，因此夜間安裝時(shí)只能先把箱梁分段與支撐體系上的分段投影輪廓線閉合。白天再用全站儀復(fù)核安裝的分段，觀測(cè)分段的軸線標(biāo)記點(diǎn)，然后利用千斤頂微調(diào)到位，再將支撐點(diǎn)焊接固定。一個(gè)節(jié)段安裝完畢后進(jìn)行整體復(fù)測(cè)合格后方交下一工序焊接。按上述方法，依次安裝、測(cè)量其他節(jié)段的箱梁分段。

（5）鋼箱梁拼裝完畢，應(yīng)對(duì)鋼箱梁進(jìn)行整體沉降觀測(cè)，沉降量符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求后方可進(jìn)行焊接。

（6）鋼箱梁在焊接前、焊接過程中，應(yīng)不間斷地進(jìn)行沉降觀測(cè)，若發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，使其符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

（7）鋼箱梁安裝時(shí)環(huán)縫的焊接，以及橋面上臨時(shí)荷載都會(huì)對(duì)高程產(chǎn)生影響，因此安裝時(shí)應(yīng)考慮所造成的標(biāo)高變化。鋼箱梁焊接完畢，再對(duì)鋼箱梁進(jìn)行觀測(cè)，并做好記錄。

（8）鋼箱梁整體焊接完畢經(jīng)檢查合格，整體卸載后，拆除支撐體系，使鋼箱梁處于正常狀態(tài)，24 h后，對(duì)橋梁支墩進(jìn)行沉降觀測(cè)，并做好記錄，與以前的觀測(cè)記錄進(jìn)行比較，檢查是否符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3.6 安全防護(hù)措施

對(duì)平移部分鋼箱梁，可在箱梁底部設(shè)置防火密布安全網(wǎng)，沿鋼箱梁滑移段通長(zhǎng)布置，以防止鋼箱梁平移過程中物體墜落對(duì)交通造成影響。對(duì)鋼箱梁環(huán)口施工處，可在梁底板對(duì)接處布置滑動(dòng)式桁架梁，以便工人在梁底施工，同時(shí)在桁架梁上做好防火防護(hù)措施，防止焊接時(shí)焊渣等物品墜落。

現(xiàn)場(chǎng)在SZ56墩側(cè)作為鋼箱梁拼裝場(chǎng)地，搭設(shè)拼裝平臺(tái)，并布置兩臺(tái)50 t龍門吊。對(duì)拼裝平臺(tái)下方設(shè)置防護(hù)層，采用型鋼支架加鋪木板，以防施工過程中工具或焊渣掉落。

4 結(jié)語

杭州市秋石快速路跨越艮秋立交段鋼箱梁采用液壓頂推平移施工技術(shù)，占用場(chǎng)地少，工藝先進(jìn)，方便操作，工期短，節(jié)省投資，具有很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，很好地解決了上跨橋梁施工對(duì)繁忙的城市立交交通的干擾問題，能為類似工程提供借鑒作用。

[1]賈建平.大噸位預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁跨密集型鐵路站場(chǎng)頂推施工技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2011，（3）：67-70.

[2]彭仕國.跨鐵路鋼箱梁頂推施工技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2009，（7）：45-47.

[3]陳曉橋，李華龍，鮮亮.連續(xù)鋼箱梁頂推結(jié)合支架法的施工[J]，公路，2007，（7）：42-45.