空間曲線鋼箱梁海上頂推施工

張富生

山東省路橋集團(tuán)有限公司 山東濟(jì)南 250000

鋼箱梁結(jié)構(gòu)在橋梁工程設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用。為了保證鋼箱梁結(jié)構(gòu)應(yīng)用的質(zhì)量，有必要掌握其施工工藝。

現(xiàn)有鋼箱梁安裝方法有支架安裝、懸臂拼裝和頂推安裝三種，其中支架安裝是指在成橋橋位搭設(shè)支架，利用塔吊、汽車吊或浮吊等地面或水上起重設(shè)備將鋼箱梁逐節(jié)吊裝就位，此種施工方案簡單可靠，鋼箱梁就位后無需進(jìn)行大的調(diào)整，適用于橋下場地良好，便于搭設(shè)支架的陸地或水上環(huán)境，但對于地面條件不允許或跨線有通車需求的工程則不適用；懸臂拼裝是指利用可在鋼橋面上移動的橋面吊機(jī)安裝鋼箱梁，每節(jié)鋼箱梁通過運(yùn)梁車等運(yùn)輸?shù)綐蛳?，由橋面吊機(jī)提升就位，焊接加固完畢后橋面吊機(jī)前移，安裝下一節(jié)段，此種施工方案多用于跨度比較大且平曲線較小的斜拉橋，對于小半徑曲線的鋼橋施工則不適用；鋼箱梁頂推法指的是梁體在橋頭逐段拼裝，用千斤頂縱向頂推，使梁體通過各墩頂或局部支架的臨時滑動支座面就位的施工方法，該方法適用于跨度較大的等截面連續(xù)橋，尤其是橋下環(huán)境復(fù)雜的山谷和有跨線通車需求的工程[1]。為了保證施工的整體質(zhì)量，在鋼箱梁頂推施工過程中，還需要掌握其他環(huán)節(jié)的技術(shù)。鑒于此，“空間曲線連續(xù)鋼箱梁海上頂升施工技術(shù)”課題具有一定的價值。

1 實(shí)際工程簡述

青島海灣大橋膠州連接線工程全長2827米，其中路基長667米，橋梁長2160米，膠州互通匝道全長2922米，其中膠州互通B匝道第五聯(lián)為鋼箱梁段，設(shè)計長度為49m+60m+49m，總重約900噸。

2 施工方案及施工工藝流程的確立

2.1 鋼箱梁頂推施工工藝流程

鋼箱梁主要施工工藝流程為：搭設(shè)支架→鋪裝平臺→拼裝胎架→安裝頂推裝置→分段吊裝鋼箱梁→鋼箱梁焊接成型→鋼箱梁頂推→鋼箱梁合攏→落梁→補(bǔ)漆涂裝→拆除支架。

2.2 頂推原理

鋼箱梁的頂推原理為在臨時支架上鋪設(shè)縱梁及頂推軌道，利用縱移推動機(jī)構(gòu)與油缸推動鋼箱梁底部滑靴，從而帶動鋼箱梁向前縱移。工作時首先將整體縱移系統(tǒng)安裝完畢，液壓油缸伸長推動鋼箱梁前進(jìn)，然后油缸收縮，帶動推動機(jī)構(gòu)向前滑動到下一個限位槽口，即可繼續(xù)向前推動鋼箱梁[2]。

3 空間曲線連續(xù)鋼箱梁頂推施工技術(shù)的實(shí)施

3.1 空間曲線控制

在首末跨設(shè)置施工區(qū)域（A區(qū)、B區(qū)），在此區(qū)域進(jìn)行鋼箱梁的吊裝、焊接及頂推施工。因鋼箱梁具有水平曲線，故頂推導(dǎo)軌按照鋼箱梁水平曲線分段制作，內(nèi)外導(dǎo)軌按照不同的半徑進(jìn)行排列，內(nèi)側(cè)軌道弧長52.06m,半徑347.7m；外側(cè)軌道弧長52.7m，半徑352.3m。軌道間距4.656m，通過支撐胎架內(nèi)側(cè)中心。

臨時支架布置時考慮鋼箱梁豎直曲線，使兩端鋼箱梁都是由低向高頂推，最后在中間合攏。因鋼箱梁加工時帶有預(yù)拱度，故頂推滑靴按照鋼箱梁縱向位置不同設(shè)計成不同高度來調(diào)整鋼箱梁底平面標(biāo)高。

3.2 橫向糾偏措施

平面兩條軌道半徑不同，在頂推擋塊焊接時即考慮好每個行程的差值，每個油缸行程內(nèi)同步累積誤差消除。油缸單個行程中，通過液壓系統(tǒng)對不同頂推油缸調(diào)速來控制同步。兩條軌道出現(xiàn)不同步時，可通過液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)油缸的伸出速度來進(jìn)行糾偏。

另外通過可調(diào)節(jié)滾輪機(jī)構(gòu)對頂推施工中的鋼箱梁進(jìn)行橫橋向的導(dǎo)向和限位，該雙滾輪導(dǎo)向限位裝置結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、便于具有水平曲線鋼箱梁頂推施工，見圖1。

3.3 液壓頂推計算機(jī)控制及傳感檢測系統(tǒng)

液壓頂推滑移施工技術(shù)采用傳感監(jiān)測和計算機(jī)集中控制，通過數(shù)據(jù)反饋和控制指令傳遞，可全自動實(shí)現(xiàn)同步動作、負(fù)載均衡、姿態(tài)矯正、應(yīng)力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報警等多種功能[3]。

操作人員可通過計算機(jī)人機(jī)界面的操作，可以實(shí)現(xiàn)自動控制、順控（單行程動作）、手動控制以及單臺頂推器的點(diǎn)動操作，從而達(dá)到鋼結(jié)構(gòu)整體滑移安裝工藝中所需要的同步滑移、安裝就位調(diào)整、單點(diǎn)毫米級微調(diào)等特殊要求。

4 結(jié)語

通過本文的探索，認(rèn)識到空間曲線連續(xù)鋼箱梁頂進(jìn)施工技術(shù)的重要性。首先，根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，制定相應(yīng)的施工方案和施工流程；然后重點(diǎn)介紹了空間曲線控制的設(shè)計與施工工藝、橫向糾偏措施的安裝工藝、液壓頂推計算機(jī)控制及傳感檢測系統(tǒng)實(shí)施。通過對上述技術(shù)的詳細(xì)實(shí)施，將有效提高空間曲線連續(xù)鋼箱梁頂進(jìn)施工的質(zhì)量，為進(jìn)一步提高橋梁工程的整體施工質(zhì)量和安全奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。