有限空間條件下鋼箱梁安全頂推

申征 傅國慶 萬小龍 徐璐

【摘要】隨著橋梁基礎(chǔ)設(shè)施的不斷建設(shè)，為保證橋梁施工的安全、經(jīng)濟性，施工技術(shù)也越來越需要尋求新的突破及變化。在橋梁工程施工中，鋼箱梁頂推是十分重要的施工內(nèi)容，通過加強鋼箱梁頂推施工技術(shù)控制，能夠有效提升橋梁工程施工效率，促進交通行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。頂推法與支架施工法相比較，頂推施工在造價上節(jié)約大量成本，并且更安全、便捷。本文中，結(jié)合長沙縣既有板倉路跨線橋為例，針對鋼箱梁安全頂推施工展開概述。

【關(guān)鍵詞】鋼箱梁;頂推法;安全施工

在現(xiàn)代橋梁工程界，頂推施工法的定義表述為“在橋頭沿橋縱軸線方向，將逐段拼裝（預制張拉）的梁段通過千斤頂向前推出使值就位的施工方法”，主要適用于中等跨徑等截面梁、連續(xù)梁、拱橋、斜拉橋等的施工。該方法思路可追溯至縱向拖拉施工法，即用千斤頂代替卷揚機滑車組，用滑道梁等結(jié)果代替滾筒。本文中，結(jié)合具體工程案例概述有限空間內(nèi)鋼箱梁頂推安全施工。

1、工程概況

長沙縣既有板倉路跨線橋位于星沙市中心，橋梁通行壓力巨大，原板倉路跨線橋橋梁寬度16m，達不到交通量的需求，為城市一大交通瓶頸。為滿足城市發(fā)展要求，進一步提高道路交通通行能力，改善交通運輸條件，優(yōu)化星沙路網(wǎng)交通，完善城市功能，對橋梁進行改造。在工程改造過程中，保證鋼箱梁頂推安全施工具有重要意義。

2、頂推施工概況

此次頂推施工計劃采用6臺450t步履機進行頂推施工。其大致施工流程如下：

（1）鋼梁節(jié)段在工廠制造完成后，經(jīng)特殊的運輸車輛運至現(xiàn)場，通過起吊設(shè)備按相應節(jié)段順序架設(shè)至臨時支架上（臨時吊點和臨時支點的位置必須設(shè)在縱向腹板和橫隔板的交叉處）。調(diào)整各節(jié)段高程、平面線形及節(jié)段間距，并確認無誤后，在現(xiàn)場焊接鋼梁節(jié)段，調(diào)試步履式千斤頂。

（2）臨時胎架施工前先進行場地平整，施工臨時胎架擴大基礎(chǔ)，安裝胎架立柱及頂推設(shè)備，頂推設(shè)備必須安裝鋼梁加勁肋的下方。

（3）整體拼裝鋼梁節(jié)段，拼裝完成后進行頂推，直至鋼梁到達設(shè)計位置。頂推過程中頂推設(shè)備必須同步，頂推過程中必須控制好頂推方向及高程，確保箱梁在頂推過程中鋼梁定位準確及頂推設(shè)備均勻受力，并隨時檢查鋼梁是否存在局部變形問題。

（4）鋼梁頂推施工完畢后，拆除臨時支架。最后在鋼梁頂面鋪設(shè)橋面板，施工防撞護欄，安裝伸縮縫等附屬結(jié)構(gòu)工程。

3、大橋箱梁施工流程概述

箱梁，是橋梁工程中梁的一種，由于其內(nèi)部一般為空心結(jié)構(gòu)形式，同時結(jié)構(gòu)兩側(cè)的頂端具有翼緣，外形結(jié)構(gòu)同常見的箱體一致，因此稱其為箱梁結(jié)構(gòu)。當前橋梁工程中所使用的箱梁一般均為混凝土材料澆筑，按其制作時間節(jié)點可以將其分為預制箱梁和現(xiàn)場澆筑型箱梁。由于橋梁工程項目整體工程量大，施工作業(yè)過程中易于受到外來因素的干擾，因此在進行大橋箱梁施工作業(yè)時存在著很多安全隱患。為了使大橋箱梁施工作業(yè)順利推進，同時也是構(gòu)成橋梁工程項目整體質(zhì)量的重要一環(huán)，應當對大橋箱梁施工作業(yè)技術(shù)進行充分的探究和分析。大橋箱梁施工作業(yè)流程一般可以分為：底膜鋪設(shè)、模板安裝與拼接、混凝土材料澆筑、預應力鋼筋的安裝以及成品養(yǎng)護等流程，圖1顯示了大橋箱梁施工作業(yè)的具體作業(yè)流程和邏輯關(guān)系。

4、保障鋼箱梁安全頂推措施

4.1鋼梁試頂推

鋼梁縱向試頂推施工流程：頂推前準備工作完成——鋼梁線型測量——豎向千斤頂起頂（調(diào)整各豎向千斤頂頂升力）——拆除鋼梁拼裝臨時輔助鋼管——調(diào)整頂推輔助支墊墩支墊高度——縱向頂推——豎向千斤頂回落——縱向千斤頂回縮歸位——頂推過程中相關(guān)數(shù)據(jù)采集——頂推過程中鋼梁線型測量及數(shù)據(jù)分析。

鋼梁橫向糾偏流程：頂推過程中橫向偏位（偏差數(shù)據(jù)）分析——確定各橫各千斤頂橫移數(shù)據(jù)——豎向千斤頂起——橫向千斤頂按照計算橫移數(shù)據(jù)進行橫移頂推——豎向千斤頂回落——橫各千斤頂回縮歸位——線型測量確定鋼梁橫向偏差。

4.2施工風險防范

（1）設(shè)計風險防范措施

鋼梁頂推過程中可能存在的主要問題在于局部應力過大，在這種情況下，頂推施工的方案設(shè)計主要從以下幾個方面的來考慮：

①在滿足使用性能和施工受力的前提下，盡量降低頂推結(jié)構(gòu)的重量，減少不必要的荷載;

②對施工方案上進行優(yōu)化，如增加臨時墩的布置，減小反力;

三對截面的基本形式進行優(yōu)化設(shè)計。

（2）關(guān)鍵設(shè)備防范措施

拼裝平臺若拼裝平臺所在處的地基不夠堅實，應采取一定措施進行基礎(chǔ)處理，一方面保證上部荷載全部施加后拼裝平臺不會發(fā)生超過允許范圍的沉降量，另一方面，做好基層的平整度，為拼裝平臺安裝的垂直度控制打下良好的基礎(chǔ)。

頂推過程中鋼梁橫向偏移不大于50.0mm;各墩頂?shù)钠痪谠O(shè)計要求范圍之內(nèi)，鋼梁頂進時，測量人員跟蹤監(jiān)測各墩的偏位及梁體中心線位置，當中心線偏移時，及時調(diào)整。

（3）鋼梁頂推啟動、運行、體系轉(zhuǎn)換控制防范措施

豎向千斤頂安裝在鋼梁腹板處，臨時墩上都安裝頂推豎向千斤頂，鋼梁在體系轉(zhuǎn)換時，應按平面位置、標高測量、整體施工控制的要求選擇一天中日照不強烈、低溫、溫度均勻時段內(nèi)進行安裝施工。

4.3 加強施工安全管理

（1）公司員工必須嚴格遵守安全生產(chǎn)法、勞動法規(guī)和規(guī)章制度，認真貫徹“安全第一”“預防為主”的方針，在處理生產(chǎn)和安全關(guān)系時，生產(chǎn)必須服從于安全。

（2）員工必須自覺遵守安全生產(chǎn)法、勞動保護法規(guī)，認真執(zhí)行崗位職責和安全操作規(guī)程，愛護并正確使用生產(chǎn)設(shè)備和防護設(shè)施禁止違章作業(yè)。有權(quán)制止他人違章作業(yè)，對違章指揮有權(quán)拒絕執(zhí)行并及時向上級報告。

（3）入職人員必須經(jīng)過崗位三級安全教育，經(jīng)考試合格后方可進入生產(chǎn)崗位。

（4）電器、起重、焊接等人員，應經(jīng)過安全技術(shù)培訓后方可獨立操作。

（5）職工在上崗前，不準飲酒，作業(yè)時不許穿背心、短褲、拖鞋、裙子，注意配戴好防護用品。

（6）設(shè)備要定員定崗，操作人員應熟悉設(shè)備的性能和安全操作規(guī)程，停電時應注意關(guān)閉電源、操作完畢應注意斷掉電源，下班前應巡視、清理現(xiàn)場，杜絕一切隱患。

（7）遇有人觸電，必須立即切斷電源，進行急救，觸電人未脫離電源時不能直接接觸觸電人。

（8）乙炔瓶放置位置距明火至少10米，距氧氣瓶5米，乙炔、氧氣必須防火、防曝曬，不能沾染油污，電氣焊作業(yè)應做好防火、防觸電措施。

（9）高空作業(yè)必須使用安全帶、腳手架或跳板，不許上下投擲工具、材料，嚴禁上下層垂直作業(yè)，確須上下層同時作業(yè)，應經(jīng)主管批準，并使用隔離裝置，工作人員必須戴好安全帽。

（10）重大物件的起重和搬運，都要有安全措施，由起重工統(tǒng)一指揮，起吊前應注意檢查起重用掛鉤、鋼絲繩、吊具、索具是否完好，不準斜吊、超速吊、超負荷吊，起吊時嚴禁站在吊物上，禁止在其下方停留或通行。

（11）廠區(qū)、生產(chǎn)作業(yè)區(qū)、倉庫等場所應保持通道暢通，原材料、成品、半成品、廢品應分開堆放，不許妨礙通行和裝卸。生產(chǎn)場所禁止存放易燃易爆及有毒物品。

（12）兩人以上共同作業(yè)時間，必須有一人統(tǒng)一指揮并負責安全。晚班加班及封閉場所作業(yè)，應安排兩人或兩人以上。

5、鋼箱梁頂推施工技術(shù)

5.1拼裝臨時墩技術(shù)

在頂推法施工中，臨時墩設(shè)置的目的在于減小頂推的標準跨徑，從而減小梁頂推施工中所造成的正、負彎矩交替變化。特別是如果頂推跨徑大于50m以及連續(xù)鋼構(gòu)橋、斜拉橋的頂推中更需要進行臨時墩的拼裝。合理的布置臨時橋墩位置，改善鋼箱梁頂推過程中鋼箱梁的受力狀況，因此臨時墩的優(yōu)化和布置是極其重要的。

在對承臺鋼筋進行綁扎的同時，要將支架底部承臺預埋鐵與鋼筋一起埋入，并且將其焊接牢固。為了防止由于鋼板經(jīng)過長時間的高溫焊接而發(fā)生變形，要對其實施間隔性的焊接，保證焊接縫的飽滿，要保證準確的預埋鋼板定位，并且保持與承臺頂面齊平。在澆筑完混凝土后要將表面的砂漿及時清理掉，確保后續(xù)鋼管支架焊接面潔凈。根據(jù)橋面的高程反算鋼管柱長度。鋼管底口要與承臺預埋鋼板進行牢固的焊接，為了使得支架整體性和鋼管柱穩(wěn)定性有所提高，采用工字鋼在鋼管柱間打斜撐，保證支架能夠形成整體，實現(xiàn)共同的受力。

5.2頂推前試頂工作

正式頂推前要做好準備工作。在每一階段都要試頂，要同時加載并且距離相同，記錄好試頂?shù)臅r間和速度。比對實測與理論結(jié)果，從而調(diào)整頂推速度。在實際的試頂中要收集以下數(shù)據(jù)：第一，頂推速度;第二，千斤頂每“點動”一次鋼箱梁向前頂進的距離。第三，水平千斤頂油壓表數(shù)值的大小。

5.3 頂推過程中控制重點

5.3.1位移觀測

墩頂?shù)臋M向豎向位移以及梁體中線偏移情況是觀測重點。如果在頂推時發(fā)現(xiàn)存在偏移，要及時的通過千斤頂進行調(diào)整。臨時墩頂?shù)奈灰朴^測同樣重要，要保持頂推中的持續(xù)觀測，如果位移超過允許偏位要停止頂推，重新對頂推力進行調(diào)整，各方確認無誤，必要時邀請業(yè)內(nèi)專家確認無誤后方可繼續(xù)頂推作業(yè)。

5.3.2施加頂推力

在頂推前要對千斤頂和標定油表進行校準。當每工況施加頂推力時應先將各個墩上的千斤頂逐步加力至計算的頂力，如梁體仍然不能移動可將頂推平臺或主墩上的頂力加大至該墩允許的最大頂推力，同時要注意觀測墩頂位移，如果已經(jīng)是加到最大的頂推力時仍然無法移動梁體，要重新進行檢查，研究調(diào)整頂推力后方可進行繼續(xù)頂推。

5.3.3滑板的更換

要選擇沒有破損并且表面光潔的滑板，頂推過程中安排專人來檢查各支點情況。

結(jié)語：

目前在橋梁施工過程中發(fā)生安全風險事故的案例屢見不鮮，在跨越既有線路方面，不僅橋梁本身的施工會出現(xiàn)一系列風險，還會對既有線的安全運營帶來一定的威脅。本文以長沙縣板倉路跨線橋工程頂推施工為例，對鋼箱梁頂推施工安全保障進行分析，旨在為同類橋梁施工風險的評估和控制提供參考。

參考文獻：

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[3]曹樟海.鋼箱梁橋頂推施工安全分析與控制研究[D].湖南大學，2018.

作者簡介：

申征（1979.10-），男，湖南祁東，漢族，本科，助理工程師，主要從事市政基礎(chǔ)工程、公路橋梁施工類。