下承式簡(jiǎn)支鋼桁梁頂推施工方法

徐勇

中鐵二十五局集團(tuán)第四工程有限公司 廣西柳州 545007

深圳市城市軌道交通6號(hào)線二期主體工程民樂停車場(chǎng)工程項(xiàng)目位于深圳市龍華新區(qū)，其中運(yùn)用庫(kù)一區(qū)中間為鋼桁架結(jié)構(gòu)，兩側(cè)為混凝土結(jié)構(gòu)。運(yùn)用庫(kù)一區(qū)共16座鋼桁橋，其中場(chǎng)區(qū)消防車道共3座橋梁，主桁跨度60m、93m。運(yùn)用庫(kù)與廈深鐵路隧道的交叉覆土為8-10m。下承式鋼桁梁具有自重輕、跨越能力強(qiáng)、建筑高度小、施工速度快的特點(diǎn)。

1 主橋架設(shè)方案

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件及工期安排，鋼桁梁上跨高速鐵路隧道，安全隱患較大，吊車沒有辦法直接進(jìn)行架設(shè)等影響因素，現(xiàn)場(chǎng)擬采用在拼裝場(chǎng)區(qū)域處搭設(shè)拖拉滑道，采用頂推法施工，可以快速、安全的進(jìn)行鋼桁架安裝，具體流程如下：

（1）工廠匹配制造鋼梁桿件，在工廠預(yù)拼合格后，由公路直接運(yùn)輸至工地桿件存放場(chǎng)地，履帶吊配合吊運(yùn)至存放區(qū)。

（2）利用在滑道兩側(cè)履帶吊吊裝桿件拼裝單跨鋼桁梁，先拼裝好下弦桿、下橫梁、下平聯(lián)，然后拼裝斜桿、腹桿、上弦桿、上橫梁、上平聯(lián)等。

（3）拼裝61m長(zhǎng)導(dǎo)梁，在所有鋼桁梁下弦桿節(jié)點(diǎn)處底板下安裝滑塊箱及MGE頂推滑塊，在端頭橫梁接頭下使用螺栓連接拉錨器。

（4）連續(xù)千斤頂拖拉鋼桁梁及導(dǎo)梁沿線路向0#墩側(cè)進(jìn)行移動(dòng)，兩跨鋼桁梁中間使用桿件進(jìn)行剛性連接，直至鋼桁梁移動(dòng)到設(shè)計(jì)平面位置，見圖1。

2 頂推主要施工方法

2.1 臨時(shí)支撐及滑道體系設(shè)置

為滿足鋼桁梁拼裝、頂推要求，需要在鋼桁梁拼裝場(chǎng)搭設(shè)支撐及滑道，在鋼桁梁相應(yīng)節(jié)點(diǎn)位置設(shè)臨時(shí)支撐。

拼裝場(chǎng)采用砼硬化，砼基礎(chǔ)上設(shè)置φ529×8mm鋼管立柱，上面再放置三拼45a工字鋼滑道，滑道頂布置不銹鋼鋼板。

墩頂支架在臨時(shí)基礎(chǔ)上預(yù)埋鋼板，滑道安裝在墩頂支架上，墩頂支架采用φ529×8mm、φ630×16mm來做立柱鋼管，橫梁采用三拼、四拼的I45a工字鋼，橫梁頂設(shè)置縱向滑道，滑道采用四拼加勁的I56a工字鋼，鋪設(shè)不銹鋼板，見圖2。

2.2 頂推導(dǎo)梁體系設(shè)置

在梁體前安裝長(zhǎng)度為頂推跨徑0.6-0.7倍左右的鋼導(dǎo)梁，頂推最大跨徑按93m計(jì)算，導(dǎo)梁設(shè)置長(zhǎng)度61m。鋼導(dǎo)梁為變高度鋼桁梁，由三片主梁加連接系組成，材質(zhì)為Q345b。底面線形與鋼桁梁一致，與鋼桁梁用高強(qiáng)螺栓連接，接頭處拼接板、填板及接頭兩端板面均需做表面處理，使得其抗滑系數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。

導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)形式：導(dǎo)梁采用桁架梁結(jié)構(gòu)形式，長(zhǎng)61m，前端30m長(zhǎng)部分高6.275m，弦桿采用雙拼45a工字鋼，尾端24m長(zhǎng)部分高12.55m，中間6m變截面，導(dǎo)梁寬16.75m，腹桿采用單45a、雙45a工字鋼，尾端24m范圍內(nèi)上下弦桿采用Q345材質(zhì)的490×450mm鋼箱。其余采用Q235B材料。導(dǎo)梁橫向連接系采用φ426×8mm鋼管，鋼管之間采用L160×10mm角鋼連接。

3 頂推體系設(shè)置

3.1 拖拉連續(xù)千斤頂、反力架、拉錨器、限位器

鋼桁梁拖拉采用采用2臺(tái)350噸同步連續(xù)千斤頂，拖拉鋼桁梁、導(dǎo)梁總重2500t，采用平坡。千斤頂通過鋼絞線與鋼桁梁拖拉拉錨器連接，伸縮千斤頂活塞拖拉鋼桁梁前進(jìn)，鋼絞線單側(cè)設(shè)置6根。全橋設(shè)置1組拉錨器。

拖拉力：

鋼桁梁在拖拉過程中為防止橫向偏位脫離滑道，設(shè)橫向限位器，橫向限位器設(shè)置在MGE滑塊箱左右側(cè)，在拖拉時(shí)在限位鋼板除涂抹硅脂潤(rùn)滑。

3.2 滑道設(shè)置、MGE滑塊

縱向設(shè)置4I56a工字鋼滑道，在導(dǎo)梁下弦桿節(jié)點(diǎn)處、鋼桁梁下弦桿節(jié)點(diǎn)處螺桿固定滑塊箱，滑塊箱底板與MGE滑塊螺栓固定，本橋頂推滑塊MGE滑板尺寸為700×700×32mm。導(dǎo)梁上滑塊箱焊接至導(dǎo)梁節(jié)點(diǎn)下方，縱向間距6m。鋼桁梁上滑塊箱使用螺桿將滑塊箱抱箍在下弦桿節(jié)點(diǎn)上，縱向布置間距11m，均未布置在桁架節(jié)點(diǎn)上。滑塊在頂推前涂抹潤(rùn)滑硅脂，滑塊箱見圖3：

本橋頂推滑塊采用MGE滑板，MGE滑板是專門為橋梁頂推法滑移定制的一款新型專利產(chǎn)品。該產(chǎn)品MGE滑板屬于工程塑料合金的一種，具備了其優(yōu)異性能具有：耐磨、摩擦系數(shù)低、承載力大、抗剪抗沖擊能力強(qiáng)、與滑塊易于連接固定等特點(diǎn)[1]。

4 鋼桁梁頂推設(shè)備

（1）鋼桁梁頂推后錨固反力座設(shè)在鋼桁梁邊桁下弦桿外側(cè)。在鋼桁梁部分邊下弦桿節(jié)點(diǎn)位置外側(cè)焊接兩塊耳板，（鋼桁梁頂推到位后，切割、磨平、油漆），兩塊耳板與弦桿頂板和底板對(duì)齊，均采用全熔透焊，耳板上設(shè)螺栓孔，與頂推錨箱連接，前端頂推反力座設(shè)在墩旁托架滑道梁連接系分配梁上，三片主桁下均設(shè)置滑塊。根據(jù)鋼梁頂推計(jì)算，鋼桁梁頂推過程中，每個(gè)頂推點(diǎn)配備1臺(tái)350t連續(xù)千斤頂頂推，一次頂推6個(gè)節(jié)間的鋼桁梁，正常頂推速度控制在5m/h。

（2）鋼導(dǎo)梁上臨時(shí)墩墩頂?shù)匿搲|梁時(shí)，在臨時(shí)墩頂布置豎向千斤頂及臨時(shí)支墊調(diào)整導(dǎo)梁前端撓度。

在安裝平臺(tái)頂、各墩位布置滑道，滑道為左右兩條，中心距為16.75m，滑道頂鉚焊不銹鋼鋼板，不銹鋼板表面粗糙度小于Ra5μm?；肋M(jìn)口30cm范圍設(shè)圓弧，出口也設(shè)圓弧段。

5 鋼桁梁頂推施工

用2臺(tái)千斤頂連續(xù)頂推施工，是將鋼桁梁梁體擱置在鉚接了不銹鋼板的鋼墊梁滑道上，鋼桁梁與滑道之間設(shè)置MGE滑塊作為滑板，在滑板下面涂上硅脂油，當(dāng)水平千斤頂工作時(shí)，通過設(shè)置在鋼桁梁的拉錨器和拉索施力于梁體，帶動(dòng)梁體向前滑動(dòng)。

5.1 主要桿架拼裝要點(diǎn)

（1）鋼梁拼裝順序除按設(shè)計(jì)文件辦理外，還要注意吊機(jī)的運(yùn)行、最大吊距、桿件的供應(yīng)方法等。主桁兩側(cè)對(duì)稱拼裝，先裝桿件不得妨礙后裝桿件的安裝及吊機(jī)的行走。

（2）主桁桿件閉合成三角形，節(jié)點(diǎn)高強(qiáng)度螺栓50%初擰和終擰后，再分2批換下其余50%的沖釘，將換上的高栓初擰后再全部達(dá)到終擰，這時(shí)下弦桿前端節(jié)點(diǎn)底面與支架支點(diǎn)墊塊之間才用鋼板抄死。一節(jié)間高栓全部終擰后，再拼裝下一節(jié)間。

5.2 頂推施工要點(diǎn)

（1）在完成高強(qiáng)螺栓終擰后方可進(jìn)行頂推工作。

（2）頂推一孔梁搭上橋墩后，應(yīng)對(duì)臨時(shí)支架高程進(jìn)行全面檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)與原有高程不符時(shí)應(yīng)調(diào)整。頂推過程中兩側(cè)應(yīng)保持同步。

（3）當(dāng)導(dǎo)梁前端到達(dá)墩頂滑道梁后，通過設(shè)置在導(dǎo)梁前端的輔助措施上墩，導(dǎo)梁前端支撐到滑道梁上后，進(jìn)入正常頂推滑移狀態(tài)。

（4）每次循環(huán)頂推完畢后，利用墩頂豎向千斤頂將鋼桁梁整體起頂，將墩頂滑塊倒移至其起點(diǎn)位置。然后將豎向千斤頂落頂，使鋼桁梁節(jié)點(diǎn)落于墩頂滑塊上，繼續(xù)進(jìn)行下一輪的鋼桁梁頂推。

5.3 梁頂推過程中空間位置關(guān)系控制及調(diào)整

A在實(shí)際頂推過程中往往會(huì)出現(xiàn)橫向偏位，在墩頂設(shè)置糾偏設(shè)施，當(dāng)鋼桁梁橫向偏位超出設(shè)計(jì)允許的偏位時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行橫向糾偏作業(yè)。以下是幾種常見的糾偏和防偏措施：

（1）采用單動(dòng)一側(cè)頂推千斤頂?shù)姆绞竭M(jìn)行糾偏。在鋼桁梁頂推初期，由于鋼桁梁拼裝長(zhǎng)度相對(duì)較短，鋼桁梁剛度較大，重量較輕，頂推摩阻力相對(duì)較小，用單側(cè)千斤頂在鋼桁梁頂推前移中進(jìn)行橫移調(diào)整。

（2）采用楔形墊塊進(jìn)行糾偏。在滑塊前進(jìn)頂推方向設(shè)置楔形滑塊，在梁體頂推過程中通過楔形滑塊進(jìn)行橫向偏位調(diào)整。采用該方法是楔形墊塊角度不宜過大，墊塊側(cè)面應(yīng)穩(wěn)固的支擋。

（3）采用橫移牛腿將偏位較大的節(jié)點(diǎn)橫移至設(shè)計(jì)中線位置?？稍诨懒簝蓚?cè)或墩頂焊接橫移牛腿，利用橫移千斤頂將鋼桁梁和滑塊共同進(jìn)行橫向頂推，將鋼桁梁軸線調(diào)整至設(shè)計(jì)位置。

B鋼桁梁防頂推過頭措施：本工程鋼桁梁頂推施工，頂推動(dòng)力來自于2臺(tái)千斤頂，根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，當(dāng)鋼桁梁在千斤頂施力作用下行進(jìn)至設(shè)計(jì)位置時(shí)立即關(guān)閉液壓閥，此時(shí)在慣性和鋼絞線緊力作用下，鋼桁梁不能馬上停止行進(jìn)，會(huì)有略微向前移動(dòng)情況。為防止鋼桁梁頂推過頭，鋼桁梁頂推即將到位前，在邊墩墩頂支架上焊接兩塊縱移擋板，在鋼桁梁頂推到位后擋板抵鋼桁梁，落梁完成后割掉擋板[2]。

（4）導(dǎo)梁上墩措施。導(dǎo)梁前端到達(dá)墩頂支架滑道時(shí)，導(dǎo)梁梁底比滑道高500mm大于懸臂最大擾度307mm，導(dǎo)梁前端能順利的上至滑道，如果出現(xiàn)導(dǎo)梁前端略低于滑道，使用千斤頂在導(dǎo)梁前端將導(dǎo)梁進(jìn)行頂升，超過滑道頂標(biāo)高，再進(jìn)行拖拉，確保導(dǎo)梁能順利上到墩頂滑道上，千斤頂頂部與導(dǎo)梁之間增設(shè)MGE滑塊，并涂抹潤(rùn)滑硅脂。待導(dǎo)梁上至中支墩滑道后，使用千斤頂配合安裝中支墩滑塊箱。

（5）頂推千斤頂同步控制。頂推系統(tǒng)采用兩套2組連續(xù)千斤頂、拉錨器、反力架組組成，為使實(shí)際頂推施工中兩套動(dòng)力系統(tǒng)能夠統(tǒng)一，采取兩套動(dòng)力系統(tǒng)，液壓管相聯(lián)方式，以保證兩套動(dòng)力系統(tǒng)施力的同步性，以確保鋼桁梁行走按照預(yù)定軸線，大大減少實(shí)際頂推過程中的糾偏工作量，以保證每階段頂推施工時(shí)間縮短。

5.4 使用頂推法施工鋼桁架的效果分析

大跨度下承式鋼桁梁采用頂推法施工方案，具有施工工期短、投入少、成本較低等特點(diǎn)。

從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況看，運(yùn)用該技術(shù)，順利的完成了簡(jiǎn)支鋼桁梁的施工，頂推到位的鋼桁梁軸線精確對(duì)中、外觀質(zhì)量美觀，具有作業(yè)簡(jiǎn)化、投入少、安全高效等優(yōu)點(diǎn)[3]。

6 結(jié)語

通過民樂停車場(chǎng)鋼桁梁的施工實(shí)踐，采用頂推法施工下承式簡(jiǎn)支鋼桁梁的設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了施工工序，減少了高空拼裝的危險(xiǎn)性，還節(jié)約了大量的施工投入，加快了施工進(jìn)度，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，但大跨度的頂推仍具有很大的難度，尤其是頂推技術(shù)設(shè)備、滑道、導(dǎo)梁的布置、落梁等技術(shù)問題，仍需施工過程中逐步優(yōu)化、完善。