大噸位混凝土預(yù)制橋梁頂推橫移技術(shù)分析

梁 紫 浩

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

0 引言

自改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)得到了迅速發(fā)展，這一方面推動了科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，另一方面人們對于道路橋梁的安全可靠性要求也在大幅度增長。特別是近些年來，國家每年投入了大量人力物力財力進(jìn)行交通路網(wǎng)工程的建設(shè)，使路橋工程的發(fā)展速度進(jìn)一步加快。路橋工程的規(guī)模、技術(shù)水平等也在不斷提高。頂推橫移技術(shù)作為結(jié)合了頂推[1]與橫移兩種技術(shù)優(yōu)勢的新的施工方法，在路橋工程尤其是大噸位混凝土預(yù)制橋梁施工中發(fā)揮著重要作用?；诖?，為最大限度的發(fā)揮其應(yīng)有功效，相關(guān)企業(yè)需要在實(shí)際施工中，重點(diǎn)研究和實(shí)踐頂推橫移技術(shù)的具體應(yīng)用方法，在保證橋梁整體施工質(zhì)量與使用功能的基礎(chǔ)上，切實(shí)提高自身橋梁建設(shè)水準(zhǔn)，以應(yīng)對將來可能面臨的種種挑戰(zhàn)。

1 目前國內(nèi)外大噸位混凝土預(yù)制橋梁施工常見技術(shù)

大噸位混凝土預(yù)制橋梁是目前我國橋梁工程建設(shè)中比較特殊的一種，因其施工規(guī)模較大、施工環(huán)境相對較差、對結(jié)構(gòu)耐久性要求更高以及施工技術(shù)復(fù)雜等特點(diǎn)，使它成為現(xiàn)階段橋梁工程施工中難度較大的一類。基于此，為最大限度的縮短海上工程以及江上工程的工程量，常常會采取先預(yù)制混凝土構(gòu)件后拼裝的施工模式。換句話說，如何實(shí)現(xiàn)大噸位預(yù)制混凝土構(gòu)件的完美拼裝就成為整個工程關(guān)鍵點(diǎn)。目前，國內(nèi)外大噸位混凝土預(yù)制橋梁施工中較為常見的施工方法有以下幾種：

1)轉(zhuǎn)體施工法。

轉(zhuǎn)體施工是大噸位混凝土預(yù)制橋梁施工中比較常見的方法之一[2]。其在橋位處岸邊預(yù)制混凝土橋梁構(gòu)件，在構(gòu)件強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件并合龍就位。該方法雖然所需施工設(shè)備較少、裝置簡單，完成質(zhì)量好，工期短，但是造價昂貴。

2)懸臂拼裝施工法。

懸臂拼裝施工，首先要根據(jù)設(shè)計(jì)要求將橋梁主體劃分為若干個節(jié)段，并分別對這些節(jié)段進(jìn)行預(yù)制，在成型節(jié)段達(dá)到了拼裝要求后，將其運(yùn)輸至橋位進(jìn)行拼裝成橋[3]。懸臂拼裝施工并不會影響到橋下交通或者通航，施工速度快，但是對于精度的把控較為嚴(yán)苛，比較適用于那些跨徑在100 m以里的橋梁。

3)頂推施工法。

在橋梁施工中施工頂推法，可以先在沿橋縱軸方向的臺后設(shè)置相應(yīng)的預(yù)制場，并分段進(jìn)行預(yù)制，然后借助縱向預(yù)應(yīng)力筋的作用使預(yù)制節(jié)段能夠與已施工完的梁體連成整體。之后利用水平千斤頂把梁體推出預(yù)制場，接著再繼續(xù)進(jìn)行下一節(jié)段的預(yù)制，以此類推，直到整個梁體推頂就位落梁后就說明施工完畢[4]。這種方法不僅造價低、設(shè)備簡單、工期短、無噪聲，同時橋梁結(jié)構(gòu)的整體性較好。

4)橫移施工法。

橫移施工法多用于正常線路上橋梁工程的換梁。在施工時，需要在擬待安置結(jié)構(gòu)的位置旁邊對該結(jié)構(gòu)物進(jìn)行預(yù)制，之后將其橫向移運(yùn)在規(guī)定位置上。橫移施工法的特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：a.在橫移過程中，臨時支座需要支撐該結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量；b.在整個橫移期間，與該結(jié)構(gòu)物的支座位置保持不變，換句話說，橫移并沒有改變梁的結(jié)構(gòu)體系；c.橫移法施工需要液壓裝置、千斤頂以及卷揚(yáng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行。結(jié)合以往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，這種施工方法花費(fèi)工期較短，完成質(zhì)量優(yōu)越，無噪聲且費(fèi)用較為低廉。

2 頂推橫移技術(shù)在大噸位混凝土預(yù)制橋梁施工中的應(yīng)用方法與要點(diǎn)

頂推橫移技術(shù)，簡單來講就是指頂推法與橫移法相互配合使用的一種施工方式。打個比方來說，在建設(shè)一座分離式箱橋時，操作人員可以先用頂推法按單箱完成，再采用橫移法就位，之后再在原位置繼續(xù)進(jìn)行另一單箱梁頂推施工，這就可以憑借一套頂推設(shè)備完成全橋的施工。

近年來，很多大噸位混凝土預(yù)制橋梁的施工采用了液壓千斤頂頂推工藝進(jìn)行橫移的新方式，不僅投入少、經(jīng)濟(jì)效益好，同時使用方便以及工作過程平穩(wěn)，并在很多橋梁工程建設(shè)中得到了應(yīng)用，并取得了不錯成效。

2.1 工程概況

BJ市北三環(huán)東路橋是該市快速軌道交通工程的重點(diǎn)控制工程之一。其橫跨北三環(huán)東路，設(shè)計(jì)橋型為四跨簡支鋼筋混凝土普通箱型梁，全長66.75 m。箱梁為單箱雙室，底部寬6.8 m，頂部寬11.2 m，梁高為1.3 m。其中，該橋單梁最重可達(dá)2 837 kN[5]。由于該橋設(shè)計(jì)建造地點(diǎn)車流量很大，要求施工不得影響正常通行，且不得發(fā)生任何安全事故、問題，并且要做好防污防噪處理。

2.2 頂推橫移技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用方法

BJ市北三環(huán)東路橋工程最初選擇的是現(xiàn)場澆筑混凝土、頂推就位的施工方式。但是當(dāng)時橋背面的房屋拆遷并未完成，且橋南側(cè)的和平里車站的剪力墻帶給箱梁預(yù)制拼裝的阻礙，再加上140 m長的頂推滑道的施工勢必會對橋下交通、以及周邊區(qū)域居民日常生活造成巨大影響。因此，為降低工程建設(shè)可能帶來的種種負(fù)面影響，相關(guān)建設(shè)單位在經(jīng)過反復(fù)研究討論以及縝密計(jì)算后，最終確定采取頂推橫移的架梁新技術(shù)進(jìn)行施工。這不僅在很大程度上節(jié)約了施工時間以及周轉(zhuǎn)材料，同時還可以將施工對周邊居民以及橋下交通帶來的影響降到最低[6]。其中，在頂推橫移技術(shù)的應(yīng)用過程中，應(yīng)該對以下幾點(diǎn)引起重視：

1)確定箱梁具體的施工方案。在上述工程中，箱梁橫移的施工主要有以下幾個步驟，即搭設(shè)滑道、起梁、橫移、落梁、支座安裝等。首先要做好施工的準(zhǔn)備工作。在該工程中，施工單位準(zhǔn)備了四臺1 500 kN張拉千斤頂以及四支配套油泵。之后將油泵設(shè)置在梁頂面，并使其隨著梁來移動，接好設(shè)備電路。梁體的頂推設(shè)備需要根據(jù)噸位以及頂推力等進(jìn)行確定，在這項(xiàng)工程中，選擇采用兩臺1 500 kN張拉千斤頂就可滿足施工要求。

2)箱梁的預(yù)制。在鐵路橋面上，鋪設(shè)縱向規(guī)格為15 cm×15 cm的方木一層，橫向間距保持在80 cm，臺座長68 m。之后在方木上橫向鋪設(shè)45 kg/m的鋼軌，縱向間距保持在80 cm，每根鋼軌長度為12.5 m，兩端安裝懸臂版支撐排架以及安全防護(hù)板。箱梁的澆筑需要分兩次進(jìn)行，先澆筑底板與肋板，之后再澆筑頂板。當(dāng)混凝土澆筑完畢后，需要立即進(jìn)行覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù)。

3)箱梁頂推橫移。在預(yù)制箱梁的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，技術(shù)人員需要將內(nèi)外模板拆除，并去除左側(cè)的防護(hù)欄，之后在橋墩之間、舊橋與墩之間組立鋼排架墩。排架墩由兩組軍用墩構(gòu)成，且墩間利用連桿橫連，并與橋墩固定。為確保排架墩的橫向穩(wěn)定，相關(guān)技術(shù)人員通過在排架墩以及橋墩間設(shè)置短方木進(jìn)行橫撐的方式來實(shí)現(xiàn)。在施工前，還需要在排架墩離地3.5 m的地方搭設(shè)施工平臺，平臺用鋼管制成，切四周用密眼網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)，之后在排架墩上鋪設(shè)橫移下滑道。

將千斤頂布置在事先預(yù)留好(鋪設(shè)梁底模時預(yù)留)的梁端方木與鋼軌的空當(dāng)處，在下面鋪設(shè)一張鋼板，放進(jìn)去后，在頂上也鋪設(shè)一張鋼板，以增加頂梁的承壓面積。之后，四個千斤頂會將梁的兩端同時頂起，將梁底模與小方木去除，利用導(dǎo)鏈將下滑道拉至箱梁下方，且將滑道接長，一直延續(xù)到排架墩上，垂直于橋梁中線。上滑道在黃油的作用下隨之推入，箱梁就可落到滑道上。

在橫移箱梁時，需要將千斤頂放置在頂座與箱梁之間，且兩臺千斤頂需要統(tǒng)一操作、同時給油，使箱梁可以沿著滑道橫移一個千斤頂油缸的距離。然后千斤頂回油、頂座前移，千斤頂再次頂移，直至箱梁橫移到指定位置[7]。在這一過程中，為了避免箱梁在橫移過程中出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，需要在梁和下滑道上彈橫移線，每移動兩個行程就需要檢查一次，一旦發(fā)現(xiàn)兩端相差在2 cm以上，就需要立即進(jìn)行糾正。為確保到位準(zhǔn)確，要在下滑道末端安裝設(shè)置相應(yīng)的限位擋板。

4)落梁。落梁工序主要分為以下幾個環(huán)節(jié)，即準(zhǔn)備、千斤頂舉梁、拆除滑道、支座安裝、梁體降落到支座上、焊接支座上部與下部。在落梁前，需要通過科學(xué)計(jì)算來確定落梁所需豎直千斤頂?shù)男吞柵c數(shù)量，同時還要擬定千斤頂在墩頂所處位置及最小高度。用于落梁的千斤頂噸位應(yīng)留有富余。另外，為了防止梁內(nèi)彎矩超出合理范圍，需要將頂高嚴(yán)格控制在5 cm范圍內(nèi)，以能取出滑板為標(biāo)準(zhǔn)。

3 強(qiáng)化大噸位混凝土預(yù)制橋梁頂推橫移技術(shù)應(yīng)用效果的措施

3.1 避免梁體在頂推橫移中出現(xiàn)開裂的措施

為避免梁體在頂推橫移過程中出現(xiàn)開裂問題，首先要從預(yù)制梁體自身的制作質(zhì)量入手，嚴(yán)格把控混凝土的配合比，使混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)特別是強(qiáng)度與彈性模量等均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時還要注意梁體的實(shí)際施工質(zhì)量。除此之外，要切實(shí)提高滑道的制作精度，實(shí)現(xiàn)對滑道標(biāo)高的嚴(yán)格把控[8]。之后，為改善箱梁前后端的受力情況，可以在其前后分別設(shè)置鋼導(dǎo)梁，并利用精軋螺紋鋼來強(qiáng)化鋼導(dǎo)梁與箱梁的連接。

3.2 保證頂推施工質(zhì)量的措施

1)每節(jié)段預(yù)制箱梁在頂推之前，相關(guān)技術(shù)人員需要進(jìn)行必要的穩(wěn)定性檢測，確保頂推所需設(shè)備以及滑動面的完好與穩(wěn)定，確定完畢后才可正式開始頂推。2)在頂推過程中，施工人員需要不斷進(jìn)行千斤頂同步的加力頂推，維持千斤頂油壓的穩(wěn)定性，并保持加力的穩(wěn)定。3)在頂推前，施工人員首先要根據(jù)主梁的長度、頂推跨度設(shè)計(jì)值、橋墩能承受的水平推力、滑動裝置以及頂推機(jī)械設(shè)備等信息，確定恰當(dāng)?shù)捻斖菩问?。目前，頂推形式主要有以下幾種，即多點(diǎn)頂推以及單點(diǎn)頂推等。

4 結(jié)語

橫移頂推技術(shù)與其他橋梁施工技術(shù)相比，有著極大應(yīng)用優(yōu)勢。而在當(dāng)前大噸位混凝土預(yù)制橋梁施工中，頂推橫移技術(shù)雖然擁有結(jié)構(gòu)簡單、使用便捷、節(jié)約材料與施工時間等優(yōu)勢，但是依然是施工技術(shù)的難點(diǎn)?；诖耍枰嚓P(guān)單位嚴(yán)格遵照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)把握頂推技術(shù)與橫移技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)，并采取有效措施強(qiáng)化二者配合效果，從而在提高大噸位混凝土預(yù)制橋梁施工質(zhì)量的前提下，逐步擴(kuò)寬其發(fā)展推廣道路。

參考文獻(xiàn):

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