跨線橋鋼箱梁頂推施工技術(shù)

摘要 在上跨現(xiàn)有高速公路、鐵路、城市主干道的工程中，鋼箱梁頂推施工是一種比較成熟的施工方案，可保證高速公路、鐵路、城市主干道正常通車，在一定程度上既節(jié)約了工程造價，又能安全、順利完成跨線橋箱梁的架設(shè)施工。如何實施鋼箱梁頂推是整個跨線橋施工中的重中之重，該文以晉江市東部快速通道一期工程為例，介紹了鋼箱梁頂推施工技術(shù)在跨線橋施工的應(yīng)用，選擇SLBLJ-450型步履機，順利完成了鋼箱梁的架設(shè)，該工程的順利實施可為同類鋼箱梁施工提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞 鋼箱梁；頂推施工；步履機；監(jiān)測

中圖分類號 U445 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）23-0091-03

0 引言

隨著新時代城市交通建設(shè)不斷向綜合立體交通發(fā)展，跨越高速公路、鐵路、城市主干道等重要交通干線，已成為當(dāng)今立體交通建設(shè)的必須面對的一個技術(shù)難題。如何在保證高速公路、鐵路、城市主干道正常通車的情況下，又能順利完成跨線橋箱梁的架設(shè)施工，該文以工程實例為研究背景，針對跨線橋鋼箱梁頂推施工技術(shù)進行以下探討。

1 工程概況

晉江市東部快速通道一期工程，主線按一級公路兼城市快速路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，設(shè)計速度80 km/h。其中K6+656～K7+025段主線橋上跨環(huán)城高速及僑暉路，與地面高差約22 m，采用鋼箱梁形式跨越，分為兩跨（39.17+36.92=76.09 m），鋼箱梁為單箱六室等寬鋼箱連續(xù)梁，梁高1.6 m，寬34.5 m，總重量1 446 t。為確保施工時環(huán)城高速及僑暉路正常通車，設(shè)計采用頂推鋼箱梁施工法進行施工。

2施工步驟

2.1鋼箱梁的制作及分段

鋼箱梁應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計圖紙生產(chǎn)，不得擅自進行任何改動，如需調(diào)整應(yīng)征得設(shè)計方同意。鋼箱梁節(jié)段的劃分應(yīng)根據(jù)道路運輸綜合條件及吊裝頂推工藝考慮，并經(jīng)設(shè)計確認(rèn)，鋼箱梁分為35節(jié)段，其中最長鋼箱梁尺寸為（高×寬×長）1.6 m×5.05 m×16 m，最重約48 t。

2.2 鋼箱梁運輸

運輸車輛采用16 m長平板半拖掛車，運輸前應(yīng)將運輸方案報交警部門審查。運輸中應(yīng)保持勻速行進，避免急剎車，防止梁段慣性前沖，同時運輸車輛的前后應(yīng)安排引導(dǎo)車和監(jiān)護車隨行，保證能按時、安全到達指定位置。

2.3 鋼箱梁吊裝

2.3.1 吊車及配件的選型

（1）吊車選型。經(jīng)最大吊裝工況驗算，確定采用一臺400 t履帶吊進行吊裝。

（2）吊耳選型。通過組建模型及布置吊耳位置，經(jīng)驗算，確定吊耳采用Q345C鋼，板厚30 mm，兩側(cè)為兩塊加勁板。

（3）卸扣選型。根據(jù)吊耳布置及荷載分布情況，按最不利情況計算，選用現(xiàn)有的額定負(fù)載25 t美式弓形卸扣可滿足使用要求。

（4）鋼絲繩選型。經(jīng)模擬、驗算，最后確定選用鋼絲繩（型號為6×37+1），直徑為φ36 mm，抗拉強度為1.670 kN/mm2。

2.3.2 鋼箱梁吊裝

箱梁運至現(xiàn)場時與吊車并行排列，從運輸車上起吊梁段至拼裝區(qū)進行拼裝。頂推前需按階段將單節(jié)段鋼箱梁吊裝至拼裝平臺進行分組拼裝，檢測合格并涂裝完成后再進行頂推施工。

（1）拼裝支架架設(shè)，臨時支架設(shè)置在梁段接口位置，每個接口位置設(shè)2組支架，支架上方放置調(diào)整墊塊，調(diào)整墊塊高度約200～300 mm，高度根據(jù)實際測量設(shè)置，拼裝支架調(diào)整墊塊高于頂推支點約50 mm。

（2）試吊，檢查吊車、吊耳卸扣、鋼絲繩等是否正常，確認(rèn)無安全隱患后，運輸車方可離開。

（3）吊臂回旋至安裝位置上空后停止，梁段通過鋼絲繩保持穩(wěn)定后下落至臨時拼裝支架調(diào)整墊塊，吊車受力狀態(tài)穩(wěn)定，檢查梁段與調(diào)整墊塊是否接觸均勻，用RTK和水準(zhǔn)儀分別測量復(fù)核梁段軸線和各點高程。若有偏差，則反復(fù)調(diào)整吊裝至要求位置后，梁段方可落至調(diào)整墊塊上并用碼板做臨時固定，梁段放置穩(wěn)定后吊車方可落索。

（4）吊車回轉(zhuǎn)為下段梁段吊裝做準(zhǔn)備。

（5）梁段拼裝焊接并涂裝完成后，采用步履千斤頂將梁段整體頂起，并升高擱墩，使梁體與臨時支墩完成脫離，準(zhǔn)備頂推。

2.4 鋼箱梁的現(xiàn)場涂裝

鋼箱梁底漆、中間漆涂裝在生產(chǎn)廠家完成，現(xiàn)場再組織對鋼箱梁面漆的涂裝。除此外，在鋼箱梁架設(shè)前、后應(yīng)對箱梁出現(xiàn)破損的地方進行修補。涂層應(yīng)均勻，無起泡、流掛、龜裂、干噴和雜物現(xiàn)象。應(yīng)對涂層進行檢測，確保涂裝質(zhì)量。

2.5 鋼箱梁頂推

按鋼箱梁頂推工況驗算，鋼箱梁的主梁以及中橫梁、端橫梁的持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗算、持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗算、持久狀況應(yīng)力均滿足規(guī)范和設(shè)計要求，支座承載力滿足頂推施工的要求。

2.5.1 步履式結(jié)構(gòu)

根據(jù)實際情況，鋼箱梁頂推選用6臺SLBLJ-450型步履機。單臺設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)：垂直頂升力為450 t，

最大頂升高度為150 mm；縱向推力為60 t，最大行程為900 mm；橫向糾偏力為50 t，最大糾偏行程為50 mm；理論頂推速度約為10m/h，綜合平均頂推速度約為6m /h。設(shè)備進場時，應(yīng)分析其功率，運行前對設(shè)備同步性進行試推，前后行程最大偏差不宜超過3%，同時在施工中監(jiān)測步履機同步情況。

2.5.2 步履式頂推支架結(jié)構(gòu)

綜合客觀條件，擬布置6組步履機支架進行鋼箱梁頂推，頂推支架結(jié)構(gòu)如圖1所示：

縱向分配梁上放置步履機，在其前后布置擱墩。步履機上的滑箱與鋼箱梁腹板對應(yīng)，為了防止產(chǎn)生過大偏心力，在擱墩及步履機豎向千斤頂上都布置了半球形球冠，即可保持球冠上的分配梁與鋼箱梁底板緊密接觸，防止脫離。

2.5.3 步履機的布置

頂推施工應(yīng)一次性頂推，即待鋼箱梁整體拼裝完成后，將其整體頂推至設(shè)計位置。根據(jù)施工圖紙和鋼箱梁節(jié)段劃分，將步履機位置設(shè)置如圖2所示：

2.5.4 頂推施工

采用步履式頂推施工方式，到位后整體落梁方式施工。具體流程如下：

步驟1：場地整平，安裝拼裝支架和頂推臨時墩；

步驟2：在3～6號墩混凝土橋上整體拼裝鋼箱梁及后導(dǎo)梁，前導(dǎo)梁在地上拼裝后整體吊裝至橋上備裝；

步驟3：鋼箱梁頂推17 m和前導(dǎo)梁拼接，4、5#墩支點調(diào)整高度；

步驟4：鋼箱梁頂推23 m，前導(dǎo)梁靠近2#墩， 4、5#支點調(diào)整高度，拆除6#墩頂推設(shè)備至2#墩；

步驟5：整體向前頂推35 m，前導(dǎo)梁靠近1#墩，2、4#支點調(diào)整高度，拆除5#墩頂推設(shè)備至1#墩；

步驟6：頂推55 m，過程中拆除4#墩頂推設(shè)備至0#支墩，至后導(dǎo)梁脫離3#墩支點，調(diào)整支點高度；

步驟7：頂推到位并拆除前后導(dǎo)梁，準(zhǔn)備落梁；

步驟8：落梁到位。

頂推過程中應(yīng)做到：同步頂升、同步前進、同步下降、全速后退。若步履機出現(xiàn)嚴(yán)重故障導(dǎo)致無法繼續(xù)使用時，先將鋼箱梁落在步履機擱墩或永久墩上，拆除該步履機周圍可能影響到步履機拆卸的構(gòu)件，最后用手鏈葫蘆將步履機吊下平臺進行處理。

2.6 落梁施工

由于拼裝位于混凝土現(xiàn)澆梁上側(cè)拼裝，因此頂推到位后鋼箱梁高出就位位置約3 m，需要高位同步落梁。該工程落梁方式采用同步分點起落梁，分層抽換鋼板的方法進行落梁。

落梁裝置包括落梁千斤頂（采用步履機）和落梁保護墩。落梁千斤頂共設(shè)置6臺，在每個鋼支架支墩上各設(shè)置兩臺；落梁保護墩共設(shè)置6個，每個千斤頂側(cè)設(shè)置1個，保護墩采用鋼板和型鋼組合而成，高度根據(jù)落梁保護墩的具體位置尺寸確定，現(xiàn)場進行加工，但應(yīng)滿足落梁分成抽換的要求。

步驟1：移除支架上部步履機前后臨時擱墩，在永久墩墩頂放置50 cm高與10 cm高的落梁墊塊若干個，此時步履機頂面離梁底距離2 cm；

步驟2：在梁底焊接吊耳，利用手拉葫蘆將步履機提起，移除步履機下部1層50 cm墊塊，并在上方放置4層10 cm鋼墊塊；

步驟3：步履機起頂15 cm，移除永久墩頂上部一層10 cm鋼墊塊；

步驟4：步履機豎向頂回程15 cm，將鋼梁落于永久墩處落梁墊塊上，移除步履機頂上部一層10 cm鋼墊塊；

步驟5：每次落梁10 cm，直至永久墩處上部10 cm高鋼墊塊全部移除；

步驟6：步履機起頂15 cm，移除永久墩上部一層50 cm墊塊，并替換為5層10 cm小墊塊；

步驟7：依次每次落梁10 cm，直至永久墩上部10 cm小墊塊全部移除；

步驟8：依次循環(huán)落梁，直至鋼梁整體落于永久墩支座上方。

2.7 頂推糾偏措施

頂推過程中，每次頂推動作完成后應(yīng)立即檢查鋼箱梁是否發(fā)生偏移，避免發(fā)生橫向偏移。若偏移距離超出

5 cm，則采用如下措施進行糾偏：

（1）在鋼箱梁前、尾端的中線位置設(shè)置控制標(biāo)志。用RTK實時測量出其各控制點的坐標(biāo)反算出鋼箱梁所處位置的橫向偏移量，并同步將橫向偏移量提供給步履機操控人員及時進行糾偏[1]。

（2）當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼箱梁偏移后，應(yīng)立即調(diào)整步履機。若前端發(fā)生偏移，則需對前端步履機進行局部糾偏；若后端發(fā)生偏移，則需對后端步履機進行局部糾偏；若發(fā)生整體偏移或者小幅度旋轉(zhuǎn)，則可通過前后糾偏頂調(diào)整偏移距離及偏移角度。在糾偏時，步履機豎向千斤頂處于頂升狀態(tài)，兩側(cè)糾偏頂帶動步履機上部滑箱進而帶動鋼箱梁向左或者向右偏移。偏移距離可根據(jù)糾偏頂行程進行調(diào)整。糾偏完成后，糾偏頂回收，豎向千斤頂回落，然后再進行下一次頂推循環(huán)，如此反復(fù)調(diào)整至要求位置。

2.8 鋼箱梁頂推施工監(jiān)控

（1）拼裝胎架頂面平整度監(jiān)控。即在胎架上設(shè)置長期監(jiān)控點，如出現(xiàn)偏差，立即停止拼裝，并進行處理。

（2）監(jiān)測頂推過程中頂推支架的變形情況。即通過在頂推支架上方設(shè)置操作平臺監(jiān)測臨時墩的變形與位移。

（3）頂推同步性監(jiān)控。應(yīng)在頂推前進行試推，收集各個步履機頂推數(shù)據(jù)，對其同步性進行調(diào)整。在步履機上安裝位移與壓力傳感器，以便在頂推時實時觀測每臺步履機上的反力與其頂推距離的一致性，進而保證鋼箱梁的不偏位。

（4）主梁應(yīng)力監(jiān)控。一般需在鋼箱梁內(nèi)部貼應(yīng)變片進行測試，一旦出現(xiàn)異常情況，則應(yīng)暫停施工，找出原因并采取合理措施保證頂推順利進行。

（5）溫度監(jiān)測。對施工現(xiàn)場溫度進行實時監(jiān)測，判斷其是否對施工產(chǎn)生不利影響。若存在較大的影響，則應(yīng)對預(yù)推時間做必要調(diào)整。

（6）主梁中軸線位置監(jiān)測。頂推時應(yīng)實時觀測主梁中軸線位置，及時糾偏，確保梁軸線位置正確。在觀測步履機的同時應(yīng)對鋼箱梁腹板位置進行觀測，確保每次頂推時兩側(cè)腹板都在步履機滑箱中心線上；通過步履機上的位移傳感器實時監(jiān)測步履機偏移情況，從而及時對鋼箱梁進行糾偏。

3結(jié)果及技術(shù)總結(jié)

該項目在鋼箱梁吊裝、頂推完成后，對軸線偏位、落梁反力、支點高差及外觀質(zhì)量等進行檢查，實測值滿足《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG F80/1—2017）規(guī)定，且均未發(fā)現(xiàn)鋼箱梁主體焊縫存在明顯開裂，故采用的鋼箱梁頂推施工方案切實可行。

4 結(jié)束語

該文通過對跨越高速公路、鐵路、城市主干路等特殊場地條件的鋼箱梁橋頂推施工進行探討，針對案例項目的實際情況采取相應(yīng)的施工方法，因地制宜，有助于降低對既有道路正常通車的影響，取得了較好的效果，對今后同類型橋梁施工有很好的借鑒和參考意義，可實現(xiàn)節(jié)約成本和縮短工期的目標(biāo)，同時提高施工安全性。

參考文獻

[1]田浩亮，錢克訓(xùn)，孫寧.基于頂推施工的變截面鋼箱梁設(shè)計[J].公路， 2023（7）：163-167.