頂推法在橋梁施工中的應(yīng)用

余廷禹

（貴州省交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司，貴州 貴陽550081）

0 引言

某橋梁主橋長(zhǎng)度為71.3m，橋梁的截面寬度為25.45m。該橋梁主橋采用下承式鋼管混凝土系桿拱，長(zhǎng)度為71.3m，拱的形狀為拋物線形，矢跨比為1∶5。橫向有兩片拱肋，其斷面形式為矩形，高度為1.4m，寬度為0.85m。本橋梁的鋼筋材料均采用Q345C 鋼。主橋系梁的截面形式為箱形，截面尺寸為1.8m×0.85m。拱腳的截面形式為多箱室箱形截面，其中橫梁共布置了27道。

本橋梁所跨越的河流為Ⅲ級(jí)航道，通航凈高為7m。本橋梁按照Ⅰ級(jí)公路荷載進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的洪水頻率為0.01，設(shè)計(jì)洪水水位為3.73m。由于受到河道交通的限制，為不阻礙航道交通，決定采用頂推法進(jìn)行引橋路面的施工。

1 施工方案的分析

根據(jù)本工程的工程概況，經(jīng)過分析決定在7號(hào)、8 號(hào)、9 號(hào)墩的引橋一定范圍內(nèi)插入臨時(shí)墩，一般范圍預(yù)定為40m左右，臨時(shí)墩為2排。同時(shí)在引橋的兩側(cè)通過鋼板樁進(jìn)行加寬，加寬的范圍取為925mm，加寬段可以作為“格構(gòu)”式橋面系的拼裝施工場(chǎng)所，然后采用頂推法將“格構(gòu)”式橋面系從7號(hào)墩頂推到6號(hào)墩的位置。頂推的施工分三個(gè)階段進(jìn)行，第一階段是在引橋上，進(jìn)行前導(dǎo)梁和6段鋼梁的拼裝施工，之后進(jìn)行頂推，頂推距離為20m；第二階段是進(jìn)行2 段剛梁的拼裝施工，之后進(jìn)行頂推，頂推距離為40m；第三階段是進(jìn)行尾端梁的拼裝施工，之后將其推定到設(shè)計(jì)位置。最后，進(jìn)行導(dǎo)梁的拆除和落梁的施工。

2 頂推施工的臨時(shí)設(shè)施

（1）本工程所用導(dǎo)梁均采用鋼板進(jìn)行加工，鋼材型號(hào)為Q235，導(dǎo)梁的長(zhǎng)度約為25m，厚度約為0.016m。導(dǎo)梁橫截面為長(zhǎng)方形，尺寸大小為1.8m×0.85m。導(dǎo)梁應(yīng)在工廠內(nèi)加工制造完成，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝。

（2）水中臨時(shí)支墩的制作材料為鋼管樁。通過臨時(shí)支墩將主跨分成3 個(gè)孔，3 個(gè)孔的長(zhǎng)度分別為18m，34m 以及18m。中孔的位置即為航道的通航區(qū)，兩邊的兩個(gè)孔則位于施工的封閉區(qū)，封閉區(qū)禁止船只航行。在進(jìn)行水中臨時(shí)支墩施工時(shí)，主要采用打樁船進(jìn)行施工作業(yè)，在進(jìn)行打樁時(shí)，主要通過貫入度對(duì)其進(jìn)行控制。鋼管樁之間應(yīng)通過槽鋼相連，間距為1.5m，槽鋼的連接可以使其形成框架形式，以有效提高穩(wěn)定性。

（3）在對(duì)岸上的臨時(shí)支墩進(jìn)行設(shè)置時(shí)，通常每隔5m 設(shè)置一根。在打樁時(shí)同樣是采用貫入度進(jìn)行控制的，同時(shí)應(yīng)確保每個(gè)樁的單樁承載力不得低于50t。臨時(shí)支墩之間也同樣采用槽鋼進(jìn)行連接，連接過程中，應(yīng)確保牢固穩(wěn)定。在進(jìn)行滑道和小車的設(shè)置時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照滑道順直度和水平度的要求進(jìn)行設(shè)置。

3 梁段的吊裝施工

梁段的吊裝施工順序應(yīng)為：端橫梁→拱腳→系梁→中橫梁。

在梁段吊裝施工前，應(yīng)先進(jìn)行測(cè)量放線，放出中心線的位置，并用墨水彈出中心線。

在進(jìn)行端橫梁吊裝時(shí)，應(yīng)先將端橫梁初步就位，再通過控制軸線和底板的四角高程最終確定端橫梁的精確位置。

在吊裝兩側(cè)拱腳段時(shí)，應(yīng)將拱腳的底板對(duì)準(zhǔn)端橫梁，保持對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)直至完成軸線的調(diào)整，接著按照與端橫梁相同的要求，對(duì)拱腳底板的四角高程進(jìn)行測(cè)量。

在進(jìn)行中橫梁吊裝時(shí)，應(yīng)始終確保系梁與左右腹板相對(duì)正，同時(shí)對(duì)軸線進(jìn)行調(diào)整，盡量將軸線的偏差控制在限制范圍之內(nèi)，在進(jìn)行中橫梁以及左右系梁的連接時(shí)，采用對(duì)接焊，應(yīng)確保焊縫寬度保持一致。

4 “格構(gòu)”式橋面系的頂推施工

4.1 頂推施工的工藝流程

在本工程施工中，進(jìn)行“格構(gòu)”式橋面系的頂推，頂推施工示意圖見圖1。

圖1 頂推施工示意圖

頂推施工的主要工藝流程如下。

（1）在進(jìn)行頂推施工前，應(yīng)先清理墩橋面系，清理干凈之后，即可在墩橋上布置千斤頂。本工程使用的千斤頂型號(hào)為500T，數(shù)量為2臺(tái)。前口放線，對(duì)6號(hào)墩的拱腳進(jìn)行定位，接著在引橋的加寬段進(jìn)行“格構(gòu)”式橋面系的拼裝施工。按照指定的位置進(jìn)行導(dǎo)梁的安裝，并將其調(diào)整到精確位置。

（2）用千斤頂將橋胎架頂起，并將橋面系放置在滾輪小車上，對(duì)其進(jìn)行頂推，頂推長(zhǎng)度為20m，分4 個(gè)節(jié)間進(jìn)行，第一次頂推讓前腳拱座端橫梁落在第一排的臨時(shí)支墩上即可結(jié)束；

（3）將尾部的滾輪小車轉(zhuǎn)移到胎架的尾部，在胎架上進(jìn)行“格構(gòu)”式橋面系正反段的拼裝施工。在拼裝施工完成后，即可開始焊接，焊接施工應(yīng)確保焊接縫的寬度一致。

（4）焊接完成后，即可再次用千斤頂將胎架頂起，脫空胎架之后橋面系即可降落在滾輪小車上。將橋面系頂推40m到達(dá)前導(dǎo)梁處，接著再開始進(jìn)行剩余部分的拼裝工作。

（5）重復(fù)之前的千斤頂頂起和胎架脫落操作，再進(jìn)行最后一次的頂推操作，將其頂推至設(shè)計(jì)位置，之后即可進(jìn)入第一道工序——落梁施工。

4.2 出現(xiàn)最不利工況時(shí)的處理方法

在頂推施工中，如果出現(xiàn)最不利工況時(shí)，應(yīng)采取以下的措施進(jìn)行處理：

（1）可適當(dāng)增加浮船的臨時(shí)支點(diǎn)；

（2）可增加臨時(shí)支墩的面積以提高受壓面積。在系梁中如果局部應(yīng)力過大，則可能導(dǎo)致失穩(wěn)的問題，施工中應(yīng)避免局部應(yīng)力過大。

5 落梁的施工

當(dāng)支座墊層的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度時(shí)，即可進(jìn)入落梁的施工工序。

（1）支點(diǎn)的調(diào)整

應(yīng)滿足落橋施工的需要，同時(shí)應(yīng)在兩主墩蓋梁上增加臨時(shí)支點(diǎn)，兩邊對(duì)稱布置4個(gè)，支撐處為端橫梁的橫隔板處。

（2）支點(diǎn)的首次調(diào)整

各支點(diǎn)設(shè)置完成后，應(yīng)對(duì)其高程進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量完成后應(yīng)對(duì)臨時(shí)點(diǎn)進(jìn)行切割，從跨中位置開始，切割后并落梁，每次切割應(yīng)將切割長(zhǎng)度控制在4cm。

在首次調(diào)整支點(diǎn)時(shí)，應(yīng)對(duì)水中墩的臨時(shí)支點(diǎn)標(biāo)高進(jìn)行控制，確保其能夠符合系梁預(yù)拱度的設(shè)計(jì)要求，端橫梁支點(diǎn)的調(diào)整也應(yīng)滿足相同的要求。

（3）落梁

落梁操作應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行，同時(shí)確保均衡。首先應(yīng)采用千斤頂將梁頂起適當(dāng)?shù)母叨?，接著?duì)臨時(shí)支點(diǎn)進(jìn)行切割，切割應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行，然后分兩級(jí)將切割下來的支點(diǎn)移除，最后逐層落梁，直至全部下落完畢。

（4）梁段的調(diào)整操作

在頂推過程中，會(huì)出現(xiàn)殘余應(yīng)力，為將其消除，在落梁施工準(zhǔn)備下落梁段時(shí)，應(yīng)將滾輪小車橫向擺放在蓋梁頂，梁段下落后，即可移走小車。同時(shí)，需要對(duì)梁段的位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，確保將其偏差控制在要求之內(nèi)。在梁體底板上預(yù)留有螺栓孔，在梁段下落時(shí)，應(yīng)做好位置的調(diào)整，確保螺栓孔能正對(duì)著支座上的螺栓。對(duì)準(zhǔn)之后即可移除千斤頂，讓梁段下落在支座上，落梁施工即可結(jié)束。

6 結(jié)語

本工程橋梁跨越的河流為Ⅲ級(jí)航道，通航凈高為7m。由于受到河道交通的限制，采用頂推法進(jìn)行引橋路面的施工。在7 號(hào)、8 號(hào)、9 號(hào)墩的引橋一定范圍內(nèi)插入臨時(shí)墩，同時(shí)在引橋的兩側(cè)通過鋼板樁進(jìn)行加寬，然后采用頂推法將“格構(gòu)”式橋面系從7號(hào)墩頂推到6號(hào)墩的位置。通過對(duì)本橋梁采用頂推法施工，能夠在確保施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，大大節(jié)約設(shè)備和勞動(dòng)力，該技術(shù)可為同類工程提供參考借鑒。

[1] 馬塹. 大跨粱拱組合橋頂推法施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 北方交通，2013（4）：30-31.

[2] 李宗軒，古娜，郭娟.頂推法在橋梁施工中的運(yùn)用研究[J].城市建筑，2010（7）：28-34.

[3] 李安全. 淺談頂推法在橋梁施工中的運(yùn)用[J]. 山西建筑，2011（3）：28-29.

[4] 陳繼光. 頂推法施工關(guān)鍵工藝改進(jìn)[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2008（3）：50-51.

[5] 劉智君. 珠江西橋頂推法施工關(guān)鍵技術(shù)[J]. 工程與建設(shè)，2008（5）：650.