公路橋梁鋼箱梁頂推施工技術(shù)

文∕晏文蘭、李國珍

1 前言

高速公路交通網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建對城市的飛速發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。作為當下的主要交通交流形式，其完善程度直接影響到了城市化進程和城市間的交流溝通，是城市發(fā)展的重要命脈。其完善和發(fā)展過程一直備受重視?？绻窐蛄旱慕ㄔO(shè)是其中一項重要環(huán)節(jié)。本文就一次成功的跨高速公路橋梁的施工建設(shè)為例，簡述在跨公路橋梁建設(shè)過程中鋼箱梁頂推技術(shù)的應(yīng)用。

2 工程概況

此項工程的設(shè)計人員在綜合了施工現(xiàn)場、施工路段的交通情況、施工時段等因素的考慮后，將此公路橋梁的設(shè)計跨徑進行合理地分段，分為20m 段、32m 段、35m 段和25m 段。并將橋梁的頂板進行加寬設(shè)計，變?yōu)?05m。底板規(guī)格為邊長55m 的正方形。相應(yīng)的箱梁高度約為2m。頂板橫坡為6%.并且鋼箱梁豎曲線的半徑為1850m，相應(yīng)的平曲線半徑為240m。左右兩縱坡分別為4.000%和3.078%。而進行橋梁的弧頂選擇時，有四種拱度可供選擇：2mm，6mm，9mm，11mm。在進行相關(guān)評估計算后，選定首長10.472m、尾長10.625m。根據(jù)相關(guān)施工經(jīng)驗，這種設(shè)計的橋梁的承載性能優(yōu)秀，完全可以滿足工程需要。

3 鋼箱梁頂推施工難點

3.1 調(diào)節(jié)高度越大，施工難度越大

本次工程項目的實施環(huán)節(jié)，主線橋的右幅部分上的鋼箱梁結(jié)構(gòu)部分上跨有廟宇建筑，所以根據(jù)工程的需要進行長度尺寸的延長，保證其符合50m 的要求，這是變寬的斷面結(jié)構(gòu)部分，并且本次的立交橋周圍的空間中存在有機場高速路橋梁和山體等，地形條件復(fù)雜性比較高，所以也會直接影響鋼箱梁的正常施工。在進行橫向頂推技術(shù)的施工環(huán)節(jié)，應(yīng)該適當?shù)貙⒒肋M行延長處理，且能夠確保在部位上鋼箱梁的結(jié)構(gòu)部分沒有發(fā)生任何的便宜問題。

3.2 鋼箱梁重量太大

主線橋右幅鋼箱梁共計32 塊，總重量達到了961t。鋼箱梁的兩側(cè)位置上所應(yīng)用的結(jié)構(gòu)部分是混凝土梁結(jié)構(gòu)，高度差達到了1.2m，所以安裝施工的風(fēng)險是比較高的。在頂推作業(yè)環(huán)節(jié)，讓頂推施工的位置達到精度的標準并且落梁作業(yè)環(huán)節(jié)鋼箱梁是穩(wěn)定的，這些都是施工中的難點，應(yīng)該做好管理與控制。

4 頂推方案

在對施工現(xiàn)場實地考察后，根據(jù)實際車流量，將該段橋梁設(shè)計為雙向八車道。簡要的施工過程將施以分段施工的方式進行頂推。并將橋梁施工所需的臨時橋墩設(shè)立在高速公路北岸。頂推施工過程可細分為四部分。

第一，首先進行鋼梁與前導(dǎo)梁的拼接安裝，而后進行以20m 為最大限度的頂推作業(yè)。

第二，將頂推的距離設(shè)為30m，而后進行后續(xù)鋼梁的拼接施工。

第三，持續(xù)頂推過程中，要拆除前導(dǎo)梁后安設(shè)在頂推十五米后的尾梁段，而后繼續(xù)進行頂推過程。

第四，由吊車吊裝嵌補車廂（使用鋼梁前端）。施工過程中需要注意的是，尾端梁的安設(shè)不能直接落梁，必須要先進行前導(dǎo)梁的拆除工作，而后在最合適的方位進行落梁。

5 頂推施工工藝及方法

5.1 頂推施工臨時設(shè)施

（1）臨時墩結(jié)構(gòu)

橋梁施工自然需要設(shè)立臨時橋墩。通常情況下的臨時橋墩的建材選用會用到q235 型號的鋼材。并且為了保障臨時橋墩的承載性能能夠滿足工程需求，相關(guān)設(shè)計人員會將臨時墩的結(jié)構(gòu)進行專門設(shè)計。通常臨時墩會采用由四根內(nèi)徑500mm、長8m 的由16 槽鋼的連接而成的剪刀撐結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)有較高的承載性能，可以滿足施工需求。還要考慮到臨時墩的水平穩(wěn)定性，于是臨時墩的結(jié)構(gòu)一般為縱向臨時墩。為了在保持強度的前提下減少自重，墩頂材料通常為塑鋼。有時也會選用支座墊石進行墩頂設(shè)計。

（2）臨時墩基礎(chǔ)

施工過程中，往往需要對臨時墩進行擴建改造。臨時墩的尺寸依照相關(guān)規(guī)定，必須為4m×2m×1.2m，其結(jié)構(gòu)為了方便擴大施工，通常為分離式基礎(chǔ)，混凝土規(guī)格為C25。文中所述橋梁建設(shè)過程中，臨時墩的設(shè)計極限壓強要在120kpa 以上，則豎直方向上的承力極限要高于1769kN，遠高于其它工程中的一般墩。由于臨時墩在施工過程中的重要性，而且為了保障施工過程中的安全，一定要對臨時墩的設(shè)計基礎(chǔ)進行最嚴格的審查。確保其承載能力和抗傾覆能力。對性能進行盡量多次的校核。

（3）臨時墩的布置情況

施工時的臨時墩安置情況要嚴格按照相關(guān)規(guī)定進行。通常會要求臨時墩的分布要沿橋梁中線徑向分布，其滑道面規(guī)格也要滿足相關(guān)規(guī)定。而且臨時墩的設(shè)置平面要等同鋼箱梁的線性特性。在進行具體設(shè)計時，為保障施工質(zhì)量，鋼箱梁的頂推高程和落梁高程必須在同一平面上。而臨時墩的縱向間距的確定也要根據(jù)頂推懸臂的抗傾覆系數(shù)和鋼箱梁的分段長度。通常情況下被設(shè)為10m。

（4）支架搭設(shè)

由于臨時墩負責(zé)工程中橋體的臨時承載功能，因此，其安設(shè)的位置和安設(shè)的精準程度是十分重要的。其安設(shè)位置必須嚴格按照設(shè)計圖紙上的預(yù)設(shè)位置。實際墩頂高程與設(shè)計高程之間的誤差不得超過10mm。鋼柱的安放也要嚴格地按照設(shè)計方案進行。并且，本次工程所使用的混凝土型號為C25，在執(zhí)行混凝土澆筑作業(yè)前要對地基進行預(yù)處理。作業(yè)裝置可設(shè)立上下兩條滑道，可有效提升工作效率。柱體承力剪刀撐和提升抗橫推能力的水平支撐則要在混凝土結(jié)構(gòu)完成初步凝結(jié)后再安裝。

5.2 梁段頂推

（1）安裝梁段和分裝梁段

梁段共分為四部分，為了加快工程進度，保證梁段安裝工作的質(zhì)量和速度，要在安裝前就進行梁段的補涂裝作業(yè)。并安排負責(zé)安裝時吊裝作業(yè)的工程車。此工程車不僅要進行吊裝工作，還要應(yīng)用于調(diào)整鋼箱梁的線性特性和高程。而在吊裝作業(yè)結(jié)束后，要預(yù)留出焊縫位置。為保障工作質(zhì)量，和施工安全，要對吊裝工作進行嚴格監(jiān)督。

（2）G2～G5 梁段頂推向前20m

梁段的平穩(wěn)滑動要滿足滑板部分的狀態(tài)不出現(xiàn)脫空。為防止梁段的滑動頂推出現(xiàn)狀況，要預(yù)設(shè)鋼板位置，在發(fā)生情況時，立即將鋼板安設(shè)在梁段和滑板之間。為了提升梁段滑動的平緩性和連續(xù)性，要在前一梁段的末端滑動結(jié)束時立即接上新的梁段。整個頂推過程都是由相關(guān)操作人員通過頂推泵進行控制。

（3）G6，G7 梁段的拼裝。這兩部分梁段的安設(shè)與上述的G2～G5 部分的梁段拼裝過程基本一致，但是需要注意的是：G6、G7 兩部分梁段的涂裝工作要在拼接結(jié)束后，而且要在梁段左右兩側(cè)安設(shè)鋼護翼和翼緣板。

（4）第二次頂推。初次頂推結(jié)束后，要繼續(xù)進行第二次頂推操作。依照此次工程的設(shè)計方案，要進行鋼箱梁頂推30m。此頂推過程中常發(fā)生導(dǎo)梁下探現(xiàn)象，有時導(dǎo)梁可下探中央分隔區(qū)域40m 之深。過量的下探深度會影響到施工進度和效率，為避免此情況的發(fā)生，需用專用千斤頂將導(dǎo)梁頂起。此時進行鋼箱梁頂推工作。并在頂推進行一米左右時，就可以撤除千斤頂，直至頂推工作結(jié)束。

（5）G8～G10 梁段的吊裝。這部分的梁段吊裝可以完全依照第二次頂推作業(yè)過程，在解決導(dǎo)梁下探情況后持續(xù)進行第二次頂推，頂推30m。

（6）G11 分段的吊裝。G11 段的安設(shè)屬頂推收尾工作。為確保工程質(zhì)量，要對此梁段的吊裝分兩步進行。第一次，利用上述工程車進行吊裝和初次頂推，頂推15m。第二次，將導(dǎo)梁撤除，并將尾梁也一并更換，而后進行第二次頂推作業(yè)，頂推5m。

（7）落梁。落梁工作的精確度要求比較高。施工方必須嚴格按照方案預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)，進行支座安設(shè)。安設(shè)支座時，要保證其高程符合標準。在用千斤頂將鋼箱梁頂起后，控制其落下落速度，確保落梁操作的工作質(zhì)量。

（8）G1 段鋼梁的安裝

此段鋼梁的安裝直接影響整體梁段的安裝質(zhì)量。G1 段的長度不得有誤差，必須和方案預(yù)設(shè)長度一致，施工單位應(yīng)對長度進行校核，并進行修正。整梁段的安裝焊接結(jié)束后，還要在G6、G7 段兩側(cè)安設(shè)鋼護翼和翼緣板。

5.3 施工監(jiān)控

為確保施工質(zhì)量和工程進度，施工的整體過程都要在嚴格的監(jiān)管控制之下。通過對工程全過程的監(jiān)管，可以有效地減低施工中出現(xiàn)違規(guī)操作的概率，不僅可以提高工程質(zhì)量，還是保證了相關(guān)施工人員的安全。在施工過程中要定期對施工進行檢測和校核。檢測時常會利用棱鏡檢測頂推過程中的非常規(guī)位移。一般在頂板中線的10～20m 處設(shè)置棱鏡。而在檢測構(gòu)件內(nèi)應(yīng)力時則用到了應(yīng)力計，其檢測結(jié)果準確可靠。

6 施工中的質(zhì)量控制要點及安全措施

6.1 質(zhì)量控制

6.1.1 頂推過程中的糾偏

（1）鋼箱梁的主要特點就是能夠?qū)崿F(xiàn)兩側(cè)同步施工、單側(cè)單動以及點動限位等。根據(jù)施工的技術(shù)標準進行油缸千斤頂?shù)恼{(diào)整，能夠利用不同的行程控制其安裝施工的位置，一組千斤頂行程較大的情況，就要停止頂進施工，然后另外一組開始進行頂進作業(yè)，從而可以使得兩側(cè)都能夠達到平衡的標準。

（2）墩頂開始頂推施工的過程中，應(yīng)該通過鋼箱梁的重量經(jīng)過使用臨時支撐與墩旁支架的方式傳輸給樁體結(jié)構(gòu)受力，然后進行承臺、樁基等各項技術(shù)參數(shù)的計算和分析，并且保證該結(jié)構(gòu)部分的剛度能夠達到頂推過程中的水平推力、豎向壓力的要求。根據(jù)具體施工的技術(shù)參數(shù)要求，選擇確定必要的糾偏處理措施，然后能夠設(shè)置相應(yīng)的施工量，從而可以更好地保證糾偏裝置發(fā)揮出應(yīng)有的作用，提高工程質(zhì)量。

6.1.2 中線精度控制

每個節(jié)段部分的鋼箱梁在施工中，都應(yīng)該根據(jù)需要做好4 個中線點標記，底部需要設(shè)置3 個標記點，頂推作業(yè)環(huán)節(jié)，要隨時通過經(jīng)緯儀來進行梁體中線的檢測，如果偏差數(shù)據(jù)過大，此時就應(yīng)該進行必要的糾正，確保箱梁首尾中線偏差不能超過5mm。

6.2 安全控制

臨時墩滑道的安裝施工環(huán)節(jié)，相鄰部分的墩之間高程差限定在±2mm 以下；鋼箱梁的頂升最大高度不能超過設(shè)計標準的要求；鋼箱梁的工程質(zhì)量應(yīng)該達到設(shè)計標準的要求；頂推速度要嚴格控制，每分鐘15cm 為最佳，同時頂推操作階段，應(yīng)該做好各個位置的全面監(jiān)控，從而可以達到安全、穩(wěn)定的標準；防落網(wǎng)的安裝環(huán)節(jié)，高空作業(yè)加強安全管理，保護人身安全；中央分隔帶部分的中墩周圍應(yīng)該布置防護網(wǎng)，同時應(yīng)該避免出現(xiàn)施工中掉入行車道的情況，并且需要布置相應(yīng)的警示標準，要做好如下的幾個方面：

（1）臨時墩滑道安裝時，相鄰墩高程差控制在±2mm 以內(nèi)，同墩兩滑道高程差控制在土 ±以內(nèi)。

（2）梁項升最大高度及反力不得超過設(shè)計的規(guī)定值。

（3）鋼梁結(jié)構(gòu)部分的質(zhì)量達到技術(shù)標準和規(guī)范的要求。

（4）頂推速度控制在 10～15cm／min。

（5）頂推作業(yè)時應(yīng)該全面的監(jiān)控和管理，從而可以提升工程的安全性。

（6）對于處在已有道路部分的鋼箱梁結(jié)構(gòu)在頂推開始前應(yīng)該進行防護欄與鋼結(jié)構(gòu)表面的防護施工，以確保不會產(chǎn)生任何的安全隱患，促進工程的質(zhì)量提高。

（7）支墩兩側(cè)需要設(shè)置鋼管的方式來搭設(shè)人行道，同時還應(yīng)該布置防護欄結(jié)構(gòu)，設(shè)置防落網(wǎng)，確保高空作業(yè)時不會發(fā)生嚴重的安全事故。

（8）中央隔離帶部分應(yīng)該在周邊位置設(shè)置防護網(wǎng)，要避免出現(xiàn)雜物進入行車道。

（9）施工位置安裝警示標志。

7 結(jié)語

空間曲線頂推技術(shù)相較于傳統(tǒng)的梁段頂推技術(shù)，能夠大幅度減少對施工路段交通狀況的影響，而且施工步驟更加的明確，頂推質(zhì)量也有較大的改善。科學(xué)合理地應(yīng)用空間曲線頂推技術(shù)是加快我國公路網(wǎng)絡(luò)完善的重要手段。