上跨既有線連續(xù)箱梁頂推施工方法

梁健

摘 要：頂推法是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁常用的施工方法，適用于中等跨度的直線或曲線橋梁。國(guó)內(nèi)已建成的頂推橋除少數(shù)采用單點(diǎn)頂推方式外，大多數(shù)為多點(diǎn)頂推。因上跨既有線連續(xù)箱梁頂推施工具有其特殊要求，所以本文結(jié)合巴南廣高速公路達(dá)成鐵路跨線橋，闡述了單點(diǎn)頂推法在上跨既有線箱梁頂推施工中的成功應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：跨線橋 連續(xù)箱梁 頂推施工

上跨既有線頂推施工受時(shí)間緊、干擾多、安全威脅大等因素的制約，要保證既有線的行車安全，選擇科學(xué)合理的施工方法是在既有線上進(jìn)行施工的關(guān)鍵。以下就巴南廣高速公路達(dá)成鐵路跨線橋連續(xù)箱梁頂推施工方法的比選、相應(yīng)安全措施的制定等進(jìn)行總結(jié)，希望對(duì)類似橋梁的施工提供一定的參考作用。

1.工程概況

達(dá)成鐵路跨線橋位于巴中至南充至廣安（川渝界）高速公路南充段，于高速公路K118+380處跨越達(dá)成鐵路?？缇€橋分左右幅設(shè)計(jì)，上部結(jié)構(gòu)均采用18+32+18m三孔預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，橋梁中心線與鐵路股道中心線交角為108°，交叉點(diǎn)位于達(dá)成線小橋至營(yíng)山間下行線K54+100、上行線K53+550處。達(dá)成鐵路跨線橋左右幅采用錯(cuò)孔布置，左右幅全長(zhǎng)均為75m。橋梁全寬28.5m，每幅橋全寬14.1m，兩幅之間為0.3m的分隔帶。下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩、柱式臺(tái)，樁基礎(chǔ)。本橋平面位于直線上，縱面位于R-10000m（T―232.308 E―2.698）上坡段，左幅橋梁縱坡為1.732%，右幅橋梁縱坡為1.782%。

連續(xù)箱梁高2.2m，采用單箱雙室結(jié)構(gòu)，懸臂長(zhǎng)2.25m，懸臂板端部厚度0.18m，根部厚度0.5m，箱梁頂板厚度0.28m，底板厚度0.35m，腹板厚度0.45～0.85m。半幅橋箱梁全長(zhǎng)68m，重23751KN，每延米重349.28KN/m，如圖1。

2.頂推施工方法比選

頂推施工按頂推動(dòng)力裝置的多少分為單點(diǎn)頂推和多點(diǎn)頂推，單點(diǎn)頂推是將頂推裝置集中在箱梁預(yù)制場(chǎng)附近的橋臺(tái)或橋墩上，前方墩各支點(diǎn)上設(shè)置滑動(dòng)支承。多點(diǎn)頂推是在部分墩、臺(tái)上設(shè)置噸位較小的水平千斤頂，將頂推力分散到各墩、臺(tái)上。按頂推動(dòng)力裝置的類別分為步距式頂推和連續(xù)頂推，步距式頂推由水平千斤頂與豎直千斤頂聯(lián)合使用，頂推時(shí)先用豎直千斤頂將梁體頂起再用水平千斤頂頂推豎直千斤頂，使豎直千斤頂帶動(dòng)梁體向前移動(dòng)。連續(xù)頂推采用串聯(lián)穿心千斤頂、鋼絞線束、拉錨器等實(shí)現(xiàn)梁體的連續(xù)頂推。

本工程提出了多點(diǎn)頂推、單點(diǎn)頂推及步距式頂推三種方法進(jìn)行比較，現(xiàn)分述如下：

（1）多點(diǎn)頂推

在0號(hào)臺(tái)、2號(hào)墩、3號(hào)臺(tái)上各設(shè)2臺(tái)ZLD200型自動(dòng)連續(xù)千斤頂。其優(yōu)點(diǎn)是千斤頂噸位較小，且由于利用水平千斤頂傳給墩、臺(tái)的反力來平衡梁體滑移時(shí)在墩、臺(tái)上產(chǎn)生的摩阻力，從而使橋墩在頂推過程中承受的水平推力較小。但缺點(diǎn)是由于既有線鐵路有高壓接觸網(wǎng)，牽引鋼絞線束跨越既有線非常困難，且施工中對(duì)既有線的行車安全存在很大的隱患。

（2）單點(diǎn)頂推

在靠近箱梁預(yù)制場(chǎng)的0號(hào)臺(tái)上設(shè)置2臺(tái)ZLD350型自動(dòng)連續(xù)千斤頂。其優(yōu)點(diǎn)是牽引鋼絞線束避免了跨越既有線，對(duì)既有線行車安全有利。但缺點(diǎn)是頂推力集中于0號(hào)臺(tái)，同時(shí)由于各墩、臺(tái)沒有水平千斤頂?shù)姆戳砥胶饬后w滑移時(shí)在墩、臺(tái)上產(chǎn)生的摩阻力，因此各墩、臺(tái)所受的水平推力較大，不利于橋梁結(jié)構(gòu)的安全。

（3）步距式頂推

其優(yōu)點(diǎn)是所用頂推設(shè)備簡(jiǎn)單，省去了牽引鋼絞線束、拉錨器、反力架等頂推裝置，對(duì)既有線的影響很小。但缺點(diǎn)是頂推速度較慢，無(wú)法滿足鐵路部門規(guī)定的Ⅱ級(jí)施工在115分鐘內(nèi)將鋼導(dǎo)梁從1號(hào)墩頂推至2號(hào)墩（頂推距離32m）的要求。

從以上頂推施工方法的對(duì)比中可以看出，要克服多點(diǎn)頂推和步距式頂推的缺點(diǎn)是非常困難的，因此在初步計(jì)算連續(xù)箱梁所需頂推力、單個(gè)橋墩、橋臺(tái)所能承受的最大縱向水平力、連續(xù)箱梁對(duì)單點(diǎn)拉力與多點(diǎn)拉力的敏感性，并結(jié)合本橋工程現(xiàn)場(chǎng)條件、設(shè)計(jì)要求和頂推設(shè)備現(xiàn)狀的情況下，為避免牽引鋼絞線束布設(shè)時(shí)跨越既有線鐵路，同時(shí)為了在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)將鋼導(dǎo)梁頂推至2號(hào)墩，本橋連續(xù)箱梁選用三孔整體預(yù)制、單點(diǎn)頂推法施工，即在0號(hào)橋臺(tái)背后設(shè)預(yù)制梁場(chǎng)與預(yù)制臺(tái)座，在制梁臺(tái)座上設(shè)連續(xù)滑道，同時(shí)在制梁臺(tái)座上拼裝鋼導(dǎo)梁。

3.單點(diǎn)頂推法的進(jìn)一步優(yōu)化

3.1頂推系統(tǒng)

連續(xù)頂推此種方式隨著箱梁的不斷頂進(jìn)，鋼絞線束將從水平連續(xù)千斤頂?shù)那岸酥饾u拉出，由于本橋0號(hào)臺(tái)位于既有線邊坡上，距鐵路上行線約20m，拉出的鋼絞線束有可能侵入鐵路限界，因此對(duì)水平連續(xù)千斤頂?shù)脑O(shè)置做了改進(jìn)，即將0號(hào)臺(tái)放置水平連續(xù)千斤頂?shù)姆戳芨臑榍板^固端，而將水平連續(xù)千斤頂設(shè)置在箱梁尾端的后反力架上，經(jīng)改進(jìn)后，水平連續(xù)千斤頂隨箱梁的頂進(jìn)向前移動(dòng)，而鋼絞線束從千斤頂中拉出后在預(yù)制梁場(chǎng)內(nèi)保持原地不動(dòng)，這樣不僅解決了鋼絞線束的侵線問題，同時(shí)為鋼絞線的回收和再次使用提供了便利。

3.2滑道系統(tǒng)

本橋滑道系統(tǒng)分預(yù)制場(chǎng)制梁臺(tái)座連續(xù)滑道墻及墩臺(tái)頂滑道兩部分。

連續(xù)滑道墻即在制梁臺(tái)座混凝土頂面鋪設(shè)10mm鋼板，再在鋼板上貼2m m厚不銹鋼板?；炷僚c鋼板、鋼板與不銹鋼板之間的粘貼均采用GA-71膠粘劑，再將600×200×26mm的橡膠四氟滑塊按4塊一組，每組間距以5～10m布置在不銹鋼板滑道上。

墩臺(tái)滑道由滑道墊塊及滑道板組成?；缐|塊由工字鋼與底部C40混凝土支墩預(yù)埋鋼板焊接而成，并在工字鋼內(nèi)設(shè)置加勁板，其上設(shè)置3cm頂板，墊塊頂板坡度與橋梁縱坡一致，每個(gè)墩臺(tái)蓋梁或臺(tái)帽上安放3個(gè)墊塊，其中1個(gè)位于墩臺(tái)的中間，其余兩個(gè)對(duì)稱布置在兩側(cè)的永久支座墊石旁?；缐|塊上設(shè)滑道板，滑道板為3cm厚鋼板，其頂面焊2mm厚不銹鋼板，滑道板長(zhǎng)120cm，寬80cm，在滑塊進(jìn)口端20cm及出口端10cm長(zhǎng)范圍內(nèi)設(shè)拋物線弧形段，以方便滑塊的喂進(jìn)與滑出。

4.對(duì)墩、臺(tái)的加固措施

由于采用單點(diǎn)頂推，頂推力集中于0號(hào)臺(tái)，而其它墩、臺(tái)無(wú)水平千斤頂?shù)姆戳砥胶饬后w滑移時(shí)產(chǎn)生的摩阻力，因此各墩、臺(tái)所承受的水平推力較大，為保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全，必須對(duì)墩、臺(tái)進(jìn)行加固處理，其處理的原則是找出箱梁在頂推的整個(gè)施工階段中各墩、臺(tái)所承受的最大支反力，從而計(jì)算出各墩、臺(tái)的最大水平推力，并計(jì)算各墩、臺(tái)在最大垂直荷載和水平推力作用下的應(yīng)力大小、墩頂?shù)乃轿灰萍岸罩牧芽p寬度，再根據(jù)計(jì)算結(jié)果制定相應(yīng)的加固措施。各墩、臺(tái)最大支反力及水平推力統(tǒng)計(jì)見表1。

從表1中可以看出，0號(hào)臺(tái)主要承受前錨固端傳給的總頂推力，方向朝后，力值最大，其次為1、2號(hào)墩梁體移動(dòng)時(shí)所傳給的摩阻力，方向朝前。針對(duì)各墩、臺(tái)受力的實(shí)際情況，采取了相應(yīng)的加固措施。

對(duì)于0號(hào)臺(tái)，為防止臺(tái)帽與樁基連接處因受水平推力的作用而發(fā)生剪切破壞，故在臺(tái)帽與預(yù)制場(chǎng)滑道墻之間增設(shè)一道11×2×1.5m的C30鋼筋混凝土支撐墻，使臺(tái)帽、支撐墻及滑道墻成為一個(gè)整體共同承受頂推反力的作用。

對(duì)于1、2號(hào)墩，為限制墩柱頂部在連續(xù)箱梁頂推過程中水平推力產(chǎn)生的水平位移，在墩柱頂部采用2φ720×8mm鋼管與橋臺(tái)臺(tái)帽進(jìn)行剛性連接。

5.結(jié)語(yǔ)

頂推施工有多種方法，針對(duì)不同的工程項(xiàng)目各有其優(yōu)、缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)具體的施工條件進(jìn)行合理的選擇，并采取相應(yīng)的措施以克服其不足之處，使之既安全可靠又切實(shí)可行。通過本橋?qū)吸c(diǎn)頂推法的成功實(shí)踐，相信對(duì)類似橋梁的頂推施工具有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曉東.橋梁頂推施工技術(shù)[J].公路，2003，（9）：45-51.