橋梁鋼箱梁頂推施工關(guān)鍵技術(shù)研究

彭龍翥 中鐵三局集團(tuán)第六工程有限公司高級(jí)工程師

我國(guó)橋梁工程行業(yè)在改革開放后取得巨大的進(jìn)步。隨著業(yè)務(wù)量不斷增加，橋梁工程施工的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)也引起理論界的關(guān)注，相關(guān)技術(shù)也逐漸應(yīng)用于實(shí)踐中。相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)也在實(shí)踐中不斷得到檢驗(yàn)與更新，較好地推動(dòng)了我國(guó)橋梁工程施工技術(shù)的發(fā)展，有助于提高我國(guó)橋梁施工的質(zhì)量與效率[1]。因此，在新發(fā)展階段，橋梁工程企業(yè)更應(yīng)熟練掌握鋼箱梁頂推施工的技術(shù)要點(diǎn)，并在日常的橋梁施工中提前制訂相應(yīng)的施工方案，盡可能提高橋梁施工的質(zhì)量[2]。

1 橋梁鋼箱梁頂推施工技術(shù)要點(diǎn)

1.1 準(zhǔn)備階段

在鋼箱梁頂推施工的準(zhǔn)備階段，施工人員要做好正確連接系統(tǒng)回路和油回路等準(zhǔn)備工作。

首先，施工人員應(yīng)當(dāng)分別采用自動(dòng)模式和手動(dòng)模式對(duì)頂推裝置進(jìn)行調(diào)試，確保頂推裝置中的各個(gè)零部件在頂推過程中處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

其次，做好在線調(diào)試工作。施工人員需要采用手動(dòng)模式啟動(dòng)泵站，在主控制臺(tái)中完成縮缸和伸缸操作，以此檢查頂推裝置的工作情況與運(yùn)行狀態(tài)。

最后，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)頂推裝置中的行程檢測(cè)器進(jìn)行檢查與調(diào)整。施工人員應(yīng)首先完成手動(dòng)模式調(diào)試，在完成手動(dòng)模式調(diào)試后再進(jìn)行自動(dòng)模式調(diào)試，確保插孔的同步性[3]。一旦在檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)異常問題，應(yīng)立即對(duì)出現(xiàn)故障的地方進(jìn)行處理。

1.2 正式頂推階段

確認(rèn)試頂推構(gòu)造與施工運(yùn)行正常后，即可正式開始頂推施工。在正式頂推過程中，施工人員應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，根據(jù)鋼箱梁底部的刻度動(dòng)態(tài)判斷監(jiān)控支撐是否正在同步擠壓。同時(shí)，要對(duì)每個(gè)頂推點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)雜物出現(xiàn)在鋼箱梁的臨時(shí)或永久支撐結(jié)構(gòu)周圍，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清潔[4]。

正式試頂過程中，現(xiàn)場(chǎng)施工人員需要對(duì)每一施工階段進(jìn)行合理試頂處理，每次試頂時(shí)的千斤頂設(shè)施在距離以及速度方面應(yīng)該始終保持一致。試頂處理后，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)該記錄試頂期間涉及的頂推速度以及頂進(jìn)距離等數(shù)值。在鋼箱梁到達(dá)前方支點(diǎn)后，要測(cè)量墩頂與梁底的凈高，使得其能夠達(dá)到施工的要求。在頂推施工過程中，測(cè)量工作最好在日出前進(jìn)行，較強(qiáng)的光線可能會(huì)影響鋼箱梁的旁彎。

首先，在正式頂推施工的過程中，要將每個(gè)頂推點(diǎn)產(chǎn)生的誤差控制在允許范圍內(nèi)，以確保頂推實(shí)現(xiàn)同步施工，可以通過將不同步安全值設(shè)置為15 mm、將不同步調(diào)整值設(shè)置為10 mm 等措施達(dá)到此目的。當(dāng)每個(gè)頂推點(diǎn)之間的不同步值達(dá)到10 mm或更大時(shí)，應(yīng)當(dāng)暫時(shí)停止施工，檢查系統(tǒng)是否存在問題，并通過系統(tǒng)的單動(dòng)作單點(diǎn)功能將不同步值控制在10 mm 內(nèi)。監(jiān)控過程如有異常情況，應(yīng)迅速調(diào)整泵站的流量，以調(diào)整相應(yīng)頂推點(diǎn)的實(shí)際移動(dòng)速度。

其次，將鋼箱梁推離目標(biāo)位置約200 mm 的距離后，要放慢頂推速度并測(cè)量其到目標(biāo)點(diǎn)的距離，以確定頂推速度等各項(xiàng)控制參數(shù)的范圍。當(dāng)頂推距離目標(biāo)點(diǎn)15 mm 時(shí)應(yīng)停止施工，重新測(cè)量距離并控制移動(dòng)速度，進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整，使頂推點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)對(duì)齊。在頂推施工的過程中，施工企業(yè)需要密切關(guān)注油缸的具體波動(dòng)情況，將鋼箱梁脫離兩側(cè)的墊墩，隨后將所獲得的數(shù)據(jù)傳輸給主控平臺(tái)。主控人員接收相應(yīng)的數(shù)據(jù)后發(fā)出縱向頂推指令。

再次，將鋼箱梁推到卸載位置時(shí)需要卸下導(dǎo)梁，并全部拆除支座約束。在對(duì)橋面走線上的每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試后，可以緩慢地卸載。卸載時(shí)需要擰緊頂推裝置，采用氣割技術(shù)切割掉梁上的調(diào)節(jié)支撐裝置。在具體施工過程中，需要根據(jù)具體情況確定是否采用全站儀之類的測(cè)量?jī)x器，加強(qiáng)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處支撐結(jié)構(gòu)沉降情況的監(jiān)控工作。如果實(shí)際情況滿足要求，則要采用上述測(cè)量?jī)x器進(jìn)行監(jiān)控。一旦在監(jiān)測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處有支撐結(jié)構(gòu)沉降不均勻的情況，則必須采取加固管理措施，確保橋的對(duì)齊方式符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[5]。

最后，在建造起落架時(shí)，要將已安裝好的起落架千斤頂放到位，從兩側(cè)釋放橫梁，并一一卸下手墩架及移橋器等設(shè)備，從而完成頂推施工的全部工作。在此施工過程中，應(yīng)在500 ～1000 mm 時(shí)逐漸釋放落梁，然后再釋放至1200 mm。落梁到達(dá)1200 mm 后，應(yīng)使用200 t 的平口千斤頂，并繼續(xù)進(jìn)行落梁操作，直到落梁就位。

2 橋梁鋼箱梁頂推施工關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 凌菊路跨大沙河橋工程的基本情況

凌菊路跨大沙河橋工程位于深圳市南山區(qū)南方科技大學(xué)校園內(nèi)，是連接凌菊路和學(xué)苑大道跨越大沙河的重要工程。凌菊路跨大沙河橋工程全長(zhǎng)62 m，寬22 m，布局對(duì)稱。橋梁的結(jié)構(gòu)體系為1 跨下承式簡(jiǎn)支鋼拱鋼梁拱梁組合橋，主梁是截面均勻的鋼箱梁，單箱5 室，頂板寬22 m，底板寬16.06 m，懸臂翼緣寬3 m，懸臂翼緣寬3 m，道路設(shè)計(jì)中的線梁高度為1.40 m，底板水平。根據(jù)橋梁工程鋼箱梁的實(shí)際情況，施工單位決定采用頂推技術(shù)進(jìn)行施工。

2.2 凌菊路跨大沙河橋工程的創(chuàng)新點(diǎn)

2.2.1 在北岸橋臺(tái)采用3套雙頂頂推設(shè)備

本次頂推施工主要集中在北岸橋臺(tái)的部分階段，頂推施工的荷載約為1000 t，占總重的90%左右。為了更好地發(fā)揮頂推施工技術(shù)的作用，本工程在施工過程中采用了3 套雙頂頂推設(shè)備，并將頂推能力提高到2250 t。此外，為了能夠更好地監(jiān)控施工全過程，施工隊(duì)伍還在施工過程中采用了新型的步履頂推設(shè)備，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行控制，能夠達(dá)到快速調(diào)節(jié)、全程監(jiān)控、頂推動(dòng)作同步等目的。

2.2.2 采用頂推施工技術(shù)時(shí)進(jìn)行特殊處理

該橋梁工程的橋體內(nèi)部荷載呈現(xiàn)出非常規(guī)傳遞的特點(diǎn)，這是因?yàn)樵摌蝮w與端梁之間存在一定夾角。因此，在正式頂推施工的過程中要對(duì)相關(guān)部位進(jìn)行特殊處理，以確保頂推技術(shù)可以順利施工，同時(shí)保證整個(gè)橋梁施工過程的安全性。此外，為保證河道凈空要求，本工程在頂推前并未安裝鋼拉索。該工程是單跨拱橋，為了能夠保證河道的凈空要求，在頂推前不能安裝鋼拉索。

2.2.3 在頂推過程中將圓管支撐設(shè)置在拱肋與橋面之間

該橋梁工程前導(dǎo)梁的重量明顯更輕，這是因?yàn)榇蠼孛嫘弯摫粦?yīng)用于該橋梁導(dǎo)梁的前半段。型鋼與桁架的組合方式則運(yùn)用于橋梁導(dǎo)梁的后半段，使橋梁導(dǎo)梁前后半段的重量出現(xiàn)了顯著的差異。因此，頂推到位后應(yīng)由拱肋兩端逐步向拱肋中心張拉鋼拉索并拆除鋼管支撐。

2.3 凌菊路跨大沙河橋工程的技術(shù)要點(diǎn)

首先，該橋梁工程在施工過程中減少了對(duì)下部支架的沖擊力。這是因?yàn)樵摴こ滩捎昧诵滦偷牟铰捻斖圃O(shè)備，此裝備在實(shí)際施工過程中不會(huì)產(chǎn)生水平推力，因此對(duì)下部支架的沖擊力也就少了許多。此外，為了減少鋼箱梁的水平位移與橫向位移的偏差，該橋梁工程采用了組合千斤頂用于頂起鋼箱梁施工。

在這一施工過程中，施工人員要有一個(gè)具有高精度的油表進(jìn)行計(jì)時(shí)，以達(dá)到精確控制頂推力的目的。一旦在施工過程中出現(xiàn)了推力急劇增加或者鋼箱梁結(jié)構(gòu)變形等情況，施工人員應(yīng)當(dāng)立即停止頂推，并對(duì)出現(xiàn)故障的位置進(jìn)行排查以確保所有設(shè)備能正常運(yùn)行，接著繼續(xù)進(jìn)行頂推施工。在頂推過程中，要對(duì)平移力、頂升力等參數(shù)變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在推進(jìn)最后梁段部分時(shí)要注意控制精度，通過小行程點(diǎn)控制頂推到位的準(zhǔn)確性。

其次，在頂推施工的過程中，頂推可能在鋼箱梁的兩側(cè)不同步進(jìn)行，這對(duì)橋軸的精度有一定的影響，可能會(huì)導(dǎo)致橋的水平方向與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不一致。為此，施工隊(duì)伍應(yīng)做好頂推同步控制工作。施工人員必須提高分辨頂推力精確度的能力，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)頂推結(jié)構(gòu)橋軸線的偏差。如果在檢測(cè)過程中出現(xiàn)了任何情況，施工人員要及時(shí)調(diào)整移橋器側(cè)向液壓缸，以保證軸線的準(zhǔn)確性。在定位和安裝施工鋼箱梁結(jié)構(gòu)的過程中，要實(shí)時(shí)觀察軸線偏差，要確保鋼箱梁的線形和設(shè)計(jì)線形相一致，可以通過調(diào)節(jié)待安裝梁的軸線和每個(gè)梁段的尾端來控制軸線的偏移情況。

最后，施工單位要不斷加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)工作，及時(shí)掌握高度變化和位移情況等具體動(dòng)態(tài)。這是有效控制頂推施工過程中鋼箱梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)和橋線形的措施。在頂升的過程中，施工隊(duì)伍應(yīng)對(duì)臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免頂升墊梁頂面產(chǎn)生壓縮變形和沉陷的情況，同時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控風(fēng)力等自然因素對(duì)試頂推的影響，以有效地控制施工的質(zhì)量。此外，施工單位還要嚴(yán)格監(jiān)測(cè)組裝平臺(tái)變形和沉陷的情況，分析施工過程中的最大變形值及其影響因素，為今后進(jìn)行施工管理提供參考。

3 結(jié)語

頂推施工技術(shù)主要通過滑道和千斤頂將梁的整個(gè)截面逐漸向前推，隨后更換支架并固定橋墩。在施工過程中，相關(guān)技術(shù)人員需要對(duì)技術(shù)和施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控，并及時(shí)采取相應(yīng)的措施。