鋼箱梁頂推施工技術(shù)
2017-06-19
1頂推法施工
頂推法施工是在沿橋縱軸方向的臺(tái)后設(shè)置預(yù)制場(chǎng)地，分節(jié)段預(yù)制梁，并將預(yù)制節(jié)段與施工完成的梁體連成整體，然后通過水平千斤頂施力，將梁體向前頂推出預(yù)制場(chǎng)地，然后繼續(xù)在預(yù)制場(chǎng)進(jìn)行下一節(jié)段梁的預(yù)制，直至施工完成。
2頂推施工方法的分類及特點(diǎn)
2.1 依頂推施力的方法可分為：①單點(diǎn)頂推。全橋縱向只設(shè)一個(gè)或一組頂推裝置的施工方法。頂推裝置通常集中設(shè)置在梁段預(yù)制場(chǎng)附近的橋臺(tái)或橋墩上，而在前方各墩上設(shè)置滑移支承。頂推裝置的構(gòu)造又可分為兩種：一種是水平一豎向千斤頂法；另一種則是拉桿千斤頂法。②多點(diǎn)頂推。在每個(gè)墩臺(tái)上均設(shè)置一對(duì)小噸位的水平千斤頂，將集中頂推力分散到各墩上，并在各墩上及臨時(shí)墩上設(shè)置滑移支承。所有頂推千斤頂通過控制室統(tǒng)一控制其出力等級(jí)，同步前進(jìn)。
2.2 頂推施工方法的主要特點(diǎn)有：①頂推法可以使用簡(jiǎn)單的設(shè)備建造長(zhǎng)大橋梁，施工費(fèi)用較低，施工平穩(wěn)、無噪聲，可在水深、山谷和高橋墩上采用，也可在曲率相同的彎橋和坡橋上使用；②主梁分段預(yù)制，連續(xù)作業(yè)，結(jié)構(gòu)整體性好；由于不需大型起重設(shè)備，所以施工節(jié)段的長(zhǎng)度可根據(jù)預(yù)制場(chǎng)條件及分段的合理位置選用，一般可取用10-20m；③橋梁節(jié)段固定在同一個(gè)場(chǎng)地預(yù)制，便于施工管理，改善施工條件，避免高空作業(yè)。同時(shí)，模板與設(shè)備可多次周轉(zhuǎn)使用，在正常情況下節(jié)段預(yù)制的周期為7-10天；④對(duì)橋下地基和凈空無要求，不影響通車或通航，由于預(yù)制場(chǎng)通常設(shè)在岸上，搭建拆除簡(jiǎn)單，混凝土或者是鋼構(gòu)件運(yùn)輸方便；⑤頂推施工時(shí)，梁的受力狀態(tài)變化較大，同時(shí)，施工的應(yīng)力狀態(tài)與運(yùn)營(yíng)的應(yīng)力狀態(tài)相差較多，因此在截面設(shè)計(jì)和配筋時(shí)要同時(shí)滿足施工與運(yùn)營(yíng)荷載的要求，在施工時(shí)也可采取架設(shè)臨時(shí)墩、設(shè)置導(dǎo)梁和其它措施，減少施工應(yīng)力；⑥頂推法宜在等截面梁上使用，由于頂推懸臂彎矩不能太大，且施工階段的內(nèi)力與運(yùn)營(yíng)階段的內(nèi)力也不能相差太大，所以頂推以中等跨徑的多跨梁橋?yàn)橐耍鐢?shù)太少極不經(jīng)濟(jì)；⑦對(duì)于多孔長(zhǎng)橋，因工作面所限，頂推過長(zhǎng)，施工工期相對(duì)較長(zhǎng)。
3鋼箱梁頂推施工控制
3.1 頂推法在鋼箱梁施工中的應(yīng)用頂推施工方法的思想來源于鋼橋，但是目前國(guó)內(nèi)的應(yīng)用主要以混凝土連續(xù)梁橋的施工為主，而對(duì)于鋼橋的應(yīng)用則較少。在連續(xù)梁方面，北京市政通惠河北路道路工程23、24匝道為跨鐵路和小河道小半徑多跨連續(xù)單箱單室直腹板鋼箱梁橋，因受場(chǎng)地限制，拼裝接頭無法設(shè)置臨時(shí)墩進(jìn)行吊裝，采用頂推法施工。蘇州市廣濟(jì)路北延工程日益路高架橋第四聯(lián)上跨越滬寧高速公路，設(shè)計(jì)為等高度連續(xù)鋼箱梁（30+50+30）m，為了最大程度減少對(duì)滬寧高速公路行車影響，采用一次性頂推跨越滬寧高速公路且不設(shè)置中間過渡墩。
天津交通樞紐項(xiàng)目李公樓立交改建工程中，對(duì)1#-2#跨既有鐵路區(qū)段長(zhǎng)51m的鋼箱梁進(jìn)行了長(zhǎng)距離跨多股鐵路無支撐平臺(tái)頂推施工，頂推箱體長(zhǎng)度為4lm，在國(guó)內(nèi)橋梁工程史上尚屬首例。無錫市碩放樞紐互通G、H匝道跨越高速公路地段設(shè)計(jì)為四跨一聯(lián)單箱單室鋼箱梁，其橋跨徑布置為（20+32+34+25）m，為保證該高速公路雙向8車道的交通暢通，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，在高速公路北側(cè)橋位處搭設(shè)臨時(shí)墩，分段拼裝鋼箱梁并從北向南實(shí)施頂推。
可以看出，對(duì)于跨越高速公路、鐵路等特殊場(chǎng)地條件的鋼箱梁橋，由于其主梁斷面多為等截面，頂推施工方法還是比較有優(yōu)勢(shì)的。而斜拉橋、懸索橋一般是在場(chǎng)地、運(yùn)輸條件受限的情況下才選取采取頂推施工法的，和懸臂拼裝施工相比，頂推方法施工大量的臨時(shí)墩和頂推點(diǎn)復(fù)雜的局部構(gòu)造勢(shì)必造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，但是頂推施工在一些方面上也是有優(yōu)勢(shì)的。首先，在焊接上，由于頂推施工是在固定的場(chǎng)地上進(jìn)行焊接，故焊接質(zhì)量相比吊裝現(xiàn)場(chǎng)焊接要更有質(zhì)量保證；由于主梁頂推就位以后才張拉拉索，錨固處理上施工條件也相對(duì)比較好；頂推過程中，主梁的受力比較明確，標(biāo)高等較容易控制，主梁就位后張拉拉索力學(xué)計(jì)算模式明確，可以保證成橋的受力和預(yù)期設(shè)計(jì)基本相同，在頂推就位上的主梁進(jìn)行施工安全更能得到保證，而且不存在合龍的問題。懸臂施工箱梁吊裝階段，由于吊機(jī)作用在剛架設(shè)好的鋼箱梁的橫隔板上，其橫隔板的變形在橋梁的橫向類似于簡(jiǎn)支在斜拉索上的簡(jiǎn)支梁。而剛準(zhǔn)備架設(shè)的鋼箱梁在橫向的變形相當(dāng)于一個(gè)帶懸臂的簡(jiǎn)支梁，雖然縱向變形可以通過斜拉索的索力調(diào)節(jié)，但是橫向變形卻不易調(diào)整，只能靠馬板夾平。這種橫向變形是斜拉橋懸臂施工比較難以解決的一個(gè)問題，而在頂推施工中完全不存在這個(gè)問題。盡管下部臨時(shí)結(jié)構(gòu)和局部構(gòu)造成本提高，但是頂推施工過程性能相比懸臂施工還是在一定范圍內(nèi)有優(yōu)勢(shì)的。可以預(yù)見，隨著鋼材應(yīng)用的日益廣泛，頂推施工方法在各種類型鋼箱梁橋，尤其是鋼箱梁斜拉橋的應(yīng)用將會(huì)有廣闊的空間。
3.2 鋼箱梁頂推施工控制的意義從頂推施工橋梁的自身特點(diǎn)來看，為保證頂推施工順利進(jìn)行，在確保施工過程中結(jié)構(gòu)安全的前提下，使成橋狀態(tài)的幾何線形和內(nèi)力狀況最大限度地逼近設(shè)計(jì)要求，是施工控制的最終目的。為此，有必要在鋼箱梁頂推施工過程中預(yù)測(cè)和監(jiān)控變形情況和受力狀態(tài)，確定每個(gè)階段的受力和變形方面的理想狀態(tài)，控制施工的進(jìn)程。一方面，橋梁的施工控制是橋梁建設(shè)的質(zhì)量保證，衡量一座橋梁的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)就是保證已成橋梁的線形以及受力狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。另一方面，橋梁的施工控制是橋梁建設(shè)的安全保證。因?yàn)闃蛄旱氖┕ざ际前搭A(yù)定的程序進(jìn)行的，對(duì)施工中的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形都可事先預(yù)計(jì)，同時(shí)也能隨時(shí)通過檢測(cè)手段掌握，從而完全可以跟蹤施工的進(jìn)程和發(fā)展?fàn)顩r。此外，橋梁的監(jiān)控系統(tǒng)還可作為橋梁營(yíng)運(yùn)中安全性和耐久性的綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。隨著交通事業(yè)的發(fā)展，荷載等級(jí)、交通流量、行車速度等的提高，還有一些不可預(yù)測(cè)的自然破壞力也將危機(jī)橋梁的安全。若在橋梁建設(shè)時(shí)進(jìn)行施工控制，并預(yù)留長(zhǎng)期測(cè)點(diǎn)，將會(huì)給橋梁創(chuàng)造終身安全監(jiān)測(cè)的條件，從而給橋梁營(yíng)運(yùn)階段的養(yǎng)護(hù)工作提供科學(xué)的、可靠的數(shù)據(jù)。
參考文獻(xiàn)：
[1]蘇魁.鋼箱梁斜拉橋頂推施工關(guān)鍵問題研究[M].上海：同濟(jì)大學(xué),2006.
[2]魏民.廣州新光獵德大橋鋼箱梁頂推關(guān)鍵技術(shù)研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2008.
