高架橋?qū)挿撓淞喉斖剖┕ぜ夹g(shù)

【摘要】本文以蘇州市人民路橋梁寬幅鋼箱梁頂推施工項(xiàng)目為例，通過(guò)總體施工方案、關(guān)鍵施工技術(shù)、相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算以及安全保證措施的簡(jiǎn)要介紹，進(jìn)一步說(shuō)明了我國(guó)高架橋?qū)挿撓淞喉斖剖┕ぜ夹g(shù)水平。

【關(guān)鍵詞】高架橋；寬幅鋼箱梁；頂推施工技術(shù)

隨著我國(guó)橋梁頂推施工技術(shù)與鋼材軋制技術(shù)的不斷提升，我國(guó)的橋梁頂推施工技術(shù)已從以往應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工之上逐步推廣應(yīng)用于各類(lèi)橋梁工程項(xiàng)目上。而本文所介紹的高架橋施工項(xiàng)目則位于我國(guó)最為繁忙的干線之一：滬寧高速公路之上，施工段通行車(chē)輛接近8萬(wàn)輛/日，在對(duì)高速公路通行不形成任何影響的基礎(chǔ)上，將600多噸的大跨徑鋼箱梁頂推一次到位，在我國(guó)跨高速公路橋梁鋼箱梁頂推施工技術(shù)中走在了前列。

一、工程概況

本工程位于江蘇省蘇州市人民路北延伸RY-A1上跨滬寧高速段，工程所設(shè)計(jì)的鋼箱梁為40+60+40米跨徑，140米總長(zhǎng)，其箱梁總寬度為34米，劃分左右幅，縱向?qū)撓淞悍止?jié)為3米/節(jié)。半幅橋的鋼箱梁重約1146噸，其中頂推部分的鋼箱梁重約610噸。主梁橫斷面結(jié)構(gòu)為寬幅單室單箱，中間梁2.6米高，頂板16.98米寬，底板11.98米寬，翼緣板2.5米寬，并設(shè)置2%的單向橫坡于頂面。鋼箱梁處于R=2300米的豎曲線之上，其最大縱坡則為4%，具體布置即圖1。

二、總體施工方案設(shè)計(jì)

（一）為避免影響滬寧高速公路的正常行車(chē)，本工程鋼箱梁的頂推要求快速、一次到位且不允許分幾次完成頂推。經(jīng)工程現(xiàn)場(chǎng)勘查后，設(shè)置頂推支架于滬寧高速南側(cè)，并從南側(cè)頂推向北側(cè)。也就是針對(duì)滬寧高速上方的中間鋼箱梁實(shí)施頂推施工技術(shù)，分別在原橋位利用支架拼裝法完成2個(gè)邊跨的安裝，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。

（二）施工段9號(hào)至10號(hào)墩的跨徑為60米，為使施工安全系數(shù)得到保證，將9號(hào)墩、10號(hào)墩的支架分別往北、南搭設(shè)了4米，因此鋼箱梁的實(shí)際懸臂長(zhǎng)為52米。同時(shí)以頂推抗傾覆的要求為依據(jù)，共計(jì)拼裝了總長(zhǎng)為74.5米的25個(gè)梁段于支架之上，并在拼裝時(shí)通過(guò)枕木墊垛來(lái)控制各梁段的豎曲線形。

（三）雙幅等高的工字形梁為前導(dǎo)梁，30米長(zhǎng)，利用角鋼栓接兩幅梁，而鋼箱梁與導(dǎo)梁則利用高強(qiáng)度螺栓相連。經(jīng)計(jì)算，在頂推過(guò)程中最大懸臂狀態(tài)的前端23米左右的鋼箱梁抗傾覆系數(shù)為2.94，故無(wú)需增加配重在鋼箱梁的后端。

（四）設(shè)置50公斤/米的鋼軌2根作為頂推滑道，并在鋼箱梁的橫隔板位置縱向每6米設(shè)置聚四氟乙烯滑板1組。在9號(hào)墩設(shè)置頂推千斤頂，在10號(hào)墩設(shè)置卷?yè)P(yáng)機(jī)作牽引之用。

（五）頂推鋼箱梁前進(jìn)47米后，上前方支架，前進(jìn)48米時(shí)則導(dǎo)梁上墩。

（六）將中間鋼箱梁就位后完成支座安裝，然后再利用龍門(mén)吊繼續(xù)完成邊跨鋼箱梁的安裝，并完成支座安裝。

三、施工關(guān)鍵技術(shù)分析

（一）臨時(shí)支墩基礎(chǔ)

1、灰土換填對(duì)地基進(jìn)行處理，深為1至2米，而地基承載力則照200kPa進(jìn)行考慮。

2、承臺(tái)為C25鋼筋混凝土，尺寸為2米*2米*0.8米，設(shè)Φ12毫米的鋼筋網(wǎng)片3層于承臺(tái)內(nèi)，在頂部進(jìn)行固定鋼管下的法蘭盤(pán)螺栓預(yù)埋。共設(shè)置臨時(shí)支墩基礎(chǔ)6組，同時(shí)充分利用已有樁基承臺(tái)進(jìn)行加大承臺(tái)的設(shè)置，共5組，即6號(hào)至10號(hào)。

（二）臨時(shí)支墩

利用Φ600*12毫米的Q235鋼管作為臨時(shí)支墩，之間利用16型鋼作剪刀撐作為連接。最大縱間距為9米，橫向間距則為5.795米。以頂推實(shí)際施工情況為依據(jù)，建立空間模型并實(shí)施穩(wěn)定性檢算，即圖2。

并進(jìn)行空間模型在4階失穩(wěn)狀態(tài)下的分析計(jì)算，即表1，從表1結(jié)果我們可以明顯看出，一階支架穩(wěn)定系數(shù)為296.3，不會(huì)在施工進(jìn)發(fā)生傾覆、失穩(wěn)情況。

（三）縱梁

在腹板下各設(shè)貝雷梁1組作為支架縱梁，每組4片帶上下加強(qiáng)弦桿，并用花架每3米作連接。另外，在貝雷梁的下弦桿沿縱向每6米實(shí)施橫向連接，通過(guò)枕木將頂部橫向連成整體結(jié)構(gòu)，最大支撐跨度為9米。

（四）頂推滑道

設(shè)置平坡滑道面，11.59米的中心間距，雙排鋼軌組成滑道，鋼軌間距則為20厘米，打磨表面后涂上黃油。利用夾板連接鋼軌接頭，并用砂輪機(jī)打磨連接頂面的錯(cuò)牙，即圖3。

（五）滑板

完成鋼箱梁拼裝后，在腹板內(nèi)的橫隔板附近安裝滑板，其縱向距離為6至9米。利用20毫米的鋼板焊成長(zhǎng)1米、寬33厘米的滑板，并在下貼70*16.5*2厘米的聚四氟乙烯板2塊。

（六）導(dǎo)梁

雙幅等高的工字形導(dǎo)梁，利用角鋼栓接兩幅，鋼箱梁與導(dǎo)梁間利用高強(qiáng)度螺栓實(shí)現(xiàn)連接，30米長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)分3節(jié)，40噸重。

四、頂推施工技術(shù)分析

（一）計(jì)算頂推力

F起動(dòng)=P*μ1=（6100+400）*0.12=780kN

F滑動(dòng)=P*μ2=（6100+400）*0.08=520kN

其中，摩擦系數(shù)為μ1、μ2，頂推部分的導(dǎo)梁荷載與鋼箱梁自重則為P。

選擇型號(hào)為ZLD-100的連續(xù)千斤頂2臺(tái)，作為頂推設(shè)備，1臺(tái)備用。

（二）箱梁在最不利工況下時(shí)的傾覆驗(yàn)算

將中心點(diǎn)定在9號(hào)墩的后排鋼支墩，脫空3號(hào)滑板，此時(shí)傾覆力矩與穩(wěn)定力矩則為：

M穩(wěn)=109007.4kN·m

M傾=37093.9kN·m

驗(yàn)算所得抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)為M穩(wěn)/M傾，即2.94。

（三）拉錨器、千斤頂位置設(shè)置

在9號(hào)、10號(hào)墩之間、鋼箱梁底操作平臺(tái)上固定有千斤頂2臺(tái)，利用2組貝雷梁作為其反力架。反力架應(yīng)具備足夠的穩(wěn)定性、強(qiáng)度與剛度，可滿足鋼箱梁頂推時(shí)的反作用力需求，具體設(shè)置即圖4。

（四）導(dǎo)梁上墩

1、導(dǎo)梁伸進(jìn)滑道1米左右時(shí)，停止頂推，將50噸千斤頂、頂墩及四氟乙烯滑塊安裝于下滑道上，頂起導(dǎo)梁直至其底板相較于滑道高出3至5厘米。

2、當(dāng)鋼箱梁頂推至導(dǎo)梁底板進(jìn)下滑道50至80厘米左右時(shí)停止頂推作業(yè)。

3、落千斤頂，安裝滑板，并將臨時(shí)頂墩拆除。

4、完成檢查后，繼續(xù)頂推作業(yè)，直至上墩作業(yè)完成。

（五）頂推控制

焊接限位板于鋼箱梁兩側(cè)并緊貼鋼軌，從而對(duì)鋼箱梁的橫向移動(dòng)起到控制作用。同時(shí)設(shè)置鋼性糾偏架4組于8號(hào)、9號(hào)墩，借助千斤頂與滑輪組向鋼箱梁施加橫向的水平力，使滑動(dòng)偏移得以糾正，保證其能夠沿著預(yù)定軌跡前進(jìn)。

五、安裝保證措施

（一）實(shí)施頂推作業(yè)之前，與高速公路相關(guān)部門(mén)進(jìn)行協(xié)調(diào)，協(xié)商制定頂推作業(yè)安全防護(hù)計(jì)劃。

（二）在頂推過(guò)程中，按要求設(shè)置限速牌、施工告示牌于作業(yè)點(diǎn)前段，并安排警車(chē)協(xié)助，同時(shí)各沿線收費(fèi)站對(duì)通行車(chē)輛高度進(jìn)行限制，以確保通過(guò)車(chē)輛高度不超過(guò)5.2米。

（三）滑道底部的高程與9號(hào)墩的墊石頂持平，考慮滑船板與滑道高度，工程鋼箱梁跨滬寧高速的實(shí)際凈空為5.34米。

（四）加大導(dǎo)梁撓度的觀測(cè)力度，避免出現(xiàn)侵限問(wèn)題。如遇通行高度達(dá)警戒線時(shí)，應(yīng)立即停止頂推作業(yè)。

（五）設(shè)置安全防護(hù)網(wǎng)于導(dǎo)梁下方，防止雜物從導(dǎo)梁上落下而使行車(chē)安全受到影響。

（六）嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行頂推施工，嚴(yán)禁違章作業(yè)與違章指揮。

結(jié)語(yǔ)

本工程利用單點(diǎn)單臺(tái)頂推技術(shù)，在實(shí)際施工過(guò)程中，糾正鋼箱梁存在較大難度，故建議類(lèi)似工程可使用兩點(diǎn)橫向頂推法，但必須注意其同步性。另外，可將節(jié)段長(zhǎng)度適當(dāng)增加，從而更好地提高工作效率。