跨鐵預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁頂推施工淺析

【摘要】敘述某跨鐵連續(xù)梁施工過程，對施工過程進(jìn)行說明，包括支架體系、滑道設(shè)置、導(dǎo)梁設(shè)計施工和頂推過程以及落梁等問題，并對控制要點進(jìn)行分析說明

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力，連續(xù)梁，支架，滑道，導(dǎo)梁，頂推施工

1 工程概況

1.1 設(shè)計概況

某橋主線橋梁橫跨京滬鐵路，相交角度為83.2度，梁體結(jié)構(gòu)為40+40+40m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，箱梁采用單箱四室箱形截面，混凝土型號為C50，直腹板，腹板厚由60cm變化到40cm，施工縫位置設(shè)置1.5m厚頂推橫隔板。

本橋分三段進(jìn)行施工，跨鐵路部分計劃采用頂推施工，頂推段長度為56m，其它兩段現(xiàn)澆段長度為32m，頂推方向至東向西。

1.2 頂推施工計劃

頂推分階段進(jìn)行，第一階段試頂推，第二階段頂推至前導(dǎo)梁上滑道，第三階段利用列車運行間隙頂推，第四階段調(diào)整支座錨栓位置同時頂推至箱梁就位。

2.頂推施工前的準(zhǔn)備工作

2.1 支架體系

本橋頂推施工所需支撐墩共2個組合墩和6個臨時墩。L1-L6臨時墩設(shè)置鋼管柱，通過橫向、縱向鋼管焊接以及槽鋼作斜撐連成一個整體，幾個組合墩支架體系與臨時墩類似。作為頂推過程中重要的受力、傳力結(jié)構(gòu)，同時為了增加支架體系的穩(wěn)定性，在兩個相鄰的蓋梁上用精軋螺紋鋼筋拉緊，其余位置用滿堂支架搭設(shè)，形成整個支架體系。這樣整個支架體系可以提供滑道和頂推梁段預(yù)制的平臺，同時共同承擔(dān)頂推過程的水平力。

2.2 滑道設(shè)置

滑道設(shè)置在箱梁腹板的位置，寬0.6m，共4道，設(shè)置在主墩及臨時墩蓋梁上?；理敯?、底板及肋板采用厚鋼板，為了方便喂入滑塊，縱橋向兩側(cè)各0.2m設(shè)置15%的坡度，同時保證頂推導(dǎo)梁能上30#墩滑道，滑道縱向設(shè)置4‰的坡度（頂進(jìn)方向為上坡）。

滑塊采用橡膠聚四氟乙烯板，其抗壓強(qiáng)度不低于15Mpa，防止頂推過程中滑塊壓碎。因箱梁混凝土直接澆筑在滑塊上，為保證滑道板之間不被灰塵、水及灰漿污染，滑塊頂用0.5mm厚鐵皮覆蓋嚴(yán)密?；冷摪蹇v向兩側(cè)15%斜面處填干硬沙（以利于拆模后能順利掏出）并保證柔性支撐比剛性支撐側(cè)高5-10mm，以保證梁底的平順。

2.3 導(dǎo)梁的設(shè)計

鋼導(dǎo)梁的作用是減少頂推時前端箱梁懸臂狀態(tài)下的負(fù)彎矩，一般取主梁剛度的1/6～1/10。導(dǎo)梁分三段加工，前段、尾段及預(yù)埋段，預(yù)埋段埋入梁體為1.5m。導(dǎo)梁前端1米范圍設(shè)置10%斜坡，以便導(dǎo)梁能夠順利滑動至滑道上面。導(dǎo)梁的每根主梁與頂推段主梁連接處設(shè)置6根直徑25mm的精軋螺紋鋼筋，頂推前每根精軋螺紋鋼筋設(shè)置初拉力，這樣設(shè)置精軋螺紋鋼將導(dǎo)梁與混凝土梁通過預(yù)施加應(yīng)力加強(qiáng)連接。

2.4 頂推段梁體預(yù)制

頂推段梁體的鋼筋、混凝土、預(yù)應(yīng)力施工嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙和施工規(guī)范的要求執(zhí)行。針對頂推的特點，有幾點需要特別強(qiáng)調(diào)：

（1）普通鋼筋要強(qiáng)調(diào)安裝質(zhì)量。特別作為頂推法施工，有關(guān)專家文獻(xiàn)指出，構(gòu)造鋼筋是避免頂推過程中混凝土開裂的關(guān)鍵，特別是滑道位置部位的底板鋼筋和腹板預(yù)應(yīng)力處的防崩鋼筋尤為重要。

（2）預(yù)應(yīng)力施工。特別注意預(yù)應(yīng)力損失，豎向預(yù)應(yīng)力的張拉質(zhì)量，縱向通索張拉質(zhì)量以及壓漿質(zhì)量。作為對應(yīng)腹板下前期通索壓漿 ，前期如果壓漿不密實 ，會導(dǎo)致滑道底板開裂。注意一個細(xì)節(jié)，合理設(shè)計導(dǎo)梁與梁體連接處的寬度，不影響腹板和底板預(yù)應(yīng)力施工。

3. 箱梁頂推

3.1 頂推原理

頂推的基本原理是箱梁重量通過滑塊作用于支撐墩上，由墩身傳至承臺和樁基上。待箱梁施工完畢以后，利用千斤頂通過鋼絞線拉拽箱梁，當(dāng)頂推力大于滑塊與滑道板之間的摩擦力時箱梁向前移動，最終使梁體就位。整個頂推系統(tǒng)由承重墩、滑動系統(tǒng)、頂推牽引索及動力系統(tǒng)組成，在主墩設(shè)反力點，牽引索是利用鋼絞線穿過連續(xù)頂推千斤頂并與梁后端的錨點連接組成的。

3.2 頂推施工準(zhǔn)備

（1）箱梁支架拆除，搭設(shè)頂推梁作業(yè)平臺。

（2）清理滑道，掏出四周的干硬灰及夾在滑板與梁底之間的干硬沙，并保證滑板與下滑道之間的清潔。

（3）按要求穿頂推鋼束，頂推鋼絞線通過后錨在梁底與前端千斤頂連接，設(shè)初張力并單根頂緊，并且保證對應(yīng)孔的鋼絞線一致，不能出現(xiàn)纏繞、交錯的情況。。

（4）橫向限位裝置的安裝。在臨時墩蓋梁及主墩蓋梁上安裝橫向限位裝置，千斤頂在限位支架的鋼板槽內(nèi)固定，在頂推過程中，可以調(diào)節(jié)千斤頂頂力調(diào)整梁體的方向。

3.3 頂推施工

3.3.1 試頂推

開啟動力系統(tǒng)，控制千斤頂同時施力試頂，試頂時，記錄試頂時間和速度，根據(jù)實測結(jié)果與計算結(jié)果比對進(jìn)行調(diào)整速度，做好以下幾項重要數(shù)據(jù)的測試記錄：

（1）頂進(jìn)速度；

（2）控制采取點動方式操作，以供頂推初步到位后，進(jìn)行精確定位提供操作依據(jù)。試頂過程中，應(yīng)檢查橋體結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵受力部位；

（3）記錄梁體啟動時頂力的大小，四氟板與不銹鋼板之間的摩擦系數(shù)

3.3.2 正式頂推

按照頂推后續(xù)計劃進(jìn)行頂推作業(yè)。首先選擇手動模式，檢查在各級頂力狀態(tài)下各受力結(jié)構(gòu)變形情況。主梁滑移后轉(zhuǎn)換至自動運行模式，進(jìn)行主梁的自動連續(xù)頂推。

在頂推過程中，注意對主梁的軸線進(jìn)行觀測，如果發(fā)現(xiàn)主梁軸線偏離設(shè)計軸線，應(yīng)通過限位千斤頂，在頂推過程中進(jìn)行糾偏。隨著主梁向前推移，各臨時墩受力也在不斷發(fā)生變化，在主梁壓力及摩阻力作用下，臨時墩及主墩會出現(xiàn)失穩(wěn)或強(qiáng)度破壞的可能性，需要保持監(jiān)測。

3.3.3 落梁就位

梁體頂推就位后，在30-31#主墩蓋梁頂設(shè)置8臺千斤頂將梁體頂起5cm，然后拆除滑道、導(dǎo)梁，拆除臨時預(yù)應(yīng)力，張拉后期預(yù)應(yīng)力束，再利用千斤頂進(jìn)行落梁至永久支座上。起落梁時嚴(yán)格控制箱梁高度，相鄰各頂點高差不得大于2mm，盡量減少箱梁內(nèi)力，并在千斤頂旁設(shè)置臨時保護(hù)墩，并且千斤頂鋼絞線不能松開，直至落梁就位后，方可拆除千斤頂及鋼絞線。

4. 結(jié)論

（1）支架體系搭設(shè)是整個頂推施工成功的前提，合理設(shè)計臨時墩和主墩所組成的支撐體系，加強(qiáng)聯(lián)接和加固處理，盡量確保在整個頂推施工中不會出現(xiàn)支撐結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或者強(qiáng)度破壞。

（2）滑道和導(dǎo)梁的設(shè)計不僅需要滿足在頂推工程中的剛度、強(qiáng)度及變形要求，同時還需要考慮施工操作的方便性和可行性，如設(shè)置合理的坡度，滑道鋼板縱向灌沙。

（3）頂推過程中受反復(fù)變化的剪力和彎矩，鋼筋和預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量是防止頂推過程中混凝土開裂的關(guān)鍵，整個頂推過程應(yīng)力和支架也需要重點監(jiān)測。

（4）頂推過程中主要控制頂推梁前后軸線的偏位、千斤頂同時工作狀態(tài)、滑塊的進(jìn)出以及梁體內(nèi)的應(yīng)力，同時還要檢查整個支撐體系狀態(tài)，事實證明整個控制方法方便安全可行。

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范立礎(chǔ). 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋[ M] . 北京： 人民交通出版社， 1988

施帆，男，助理工程師，1988年出生，2010年7月畢業(yè)，華中科技大學(xué)，道路橋梁與渡河工程專業(yè)，學(xué)士學(xué)位。