多支点顶推技术在跨铁路桥梁施工中的应用

卫红发

(中铁十七局集团有限公司，太原 030006)

1 工程概况

石家庄环城公路良村大桥位于石家庄市裕华区，其主桥依次跨越307国道、石德铁路良村车站、307国道复线、石津灌溉渠。主桥两幅并置，系梁为单箱三室预应力混凝土箱梁，全宽48.8 m。左右两幅幅宽24.3 m，梁长 102 m，高 2.630 ～3.014 m，单幅梁达8 030 t。拱肋采用钢管混凝土结构，每幅拱为两组平行的哑铃型钢管混凝土结构，拱轴线为二次抛物线。吊杆间距为5 m。

主桥立面和横断面见图1。

图1 主桥立面和横断面 (单位:cm)

2 技术方案

良村大桥主桥位于6 000 m竖曲线上，设计为顶推施工跨越307国道和既有线运营铁路，顶推距离长，重量大，施工难度大，安全风险高。结合传统工艺和现场实际经验，经过综合技术比较，确定采用四滑道多支点顶推技术方案，主桥系梁采用分幅施工，分幅顶推。

主要施工方案为:系梁在引桥12#～15#墩之间利用设计墩柱和临时墩搭设制梁平台预制成型;在主桥位15#～16#墩之间的铁路股道间设置4排临时墩;利用主梁预制支架作为顶推作业平台，在临时墩和永久墩墩顶上布置顶推滑道和顶推千斤顶;顶推滑道布设在9排支撑墩上，总长204 m，每个墩上有四个滑点，顶推进行中支撑系梁滑点20～24个;在预制好的系梁底部安装拉锚器，采用钢绞线连接拉锚器和千斤顶，通过主控制台集中控制8～10台千斤顶，将制梁台座上制好的梁体，在滑道上整体不断顶推系梁前行;顶推过程中，横向位置纠偏由设在墩顶外侧的限位器实现;顶推分七次完成，单次顶推距离10～24 m。主梁顶推到位即为成桥状态，然后安装支座，拆除滑道。

主要工艺流程见图2。

3 主要施工技术

3.1 制梁台座和临时墩布置

在主桥与引桥线路位置施做9排永久墩、临时墩作为箱梁支撑预制和顶推平台。见图3。

临时墩以刚性墩为主，主要受力杆件采用φ1 100 mm钢管柱，基础采用钻孔桩及钢筋混凝土承台。承台上布置预埋件，受力钢管通过纵向联结钢管(焊接)、横向通过型钢(螺栓联结)形成整体框架，其上在依次安装砂筒、垫梁、滑道板，聚四氟乙烯滑块补齐滑道高度。钢管上下端与预埋件和垫梁联结处浇筑部分C30混凝土以增大此局部的刚度。

图2 顶推施工工艺流程

图3 临时墩总体布置(单位:cm)

3.2 滑道布设

滑道由临时墩上的垫梁、滑道和滑板组成。滑道垫梁是用钢板焊接而成的箱形简支梁，其两端支撑到钢管临时墩上，承受滑道传递的荷载。滑道采用3 cm厚钢板，两端30 cm范围内设圆弧(图4)，滑道上面铺3 mm厚不锈钢板。根据箱梁四腹板结构的特点及顶推跨度的布置，滑道设置于箱梁纵向腹板位置处，共四道。

图4 滑道板构造(单位:mm)

采用国产聚四氟乙烯滑块，其抗压强度不低于30 MPa，厚度采用12 mm，长度按40 cm分段。为减小顶推摩擦系数，在滑块表面涂上耐久、耐摩擦的硅脂油。

3.3 前后导梁的设置

根据顶推跨度布置形式，在顶推过程中前后悬臂最大长度均比较大(分别为26.83 m、35.5 m)，所以采用前后双导梁结构进行顶推。

钢导梁设计为四片工字梁，为了保证其自身稳定性，两两一组形成空间稳定结构。前导梁全长21.705 m，外伸部分19.905 m，埋入混凝土箱梁内1.8 m，后导梁全长29.685 m，外伸部分27.555 m，埋入混凝土箱梁内2.130 m。为减小导梁根部最大正弯距，在每个导梁下部设置4～6根32 mm精轧螺纹钢，一端预埋在第一段箱梁内，另一端与导梁上设置的牛腿张拉连接(单根精轧螺纹钢张拉力300 kN，双控)。

为了有利于导梁上滑道，在导梁前端专门设有一500 mm×800 mm缺口，当钢导梁即将到达前方桥墩时，则在聚四氟乙烯滑块上放置50 t液压千斤顶来接引钢导梁上滑道。

3.4 安装顶推设施

3.4.1 顶推机具的布置安装

全桥布置8台100 t连续顶推千斤顶(采用分级调压、集中控制技术，确保桥墩承受的水平力在设计容许范围内;但由于开始顶推时克服静摩擦较大以及上坡的影响，备用两台100 t连续顶推千斤顶)。每个顶推点5～6 m的范围内放置ZLDB油泵及ZLDK主控台，布置在桥面上。

初期分别在14#墩布置2台ZLD-100型连续千斤顶，15#墩布置4台 ZLD-100型连续千斤顶，1#临时墩处布置2台ZLD-100型连续千斤顶顶推，见图5(a)。后期将14#墩布置的2台ZLD-100型连续千斤顶倒换到16#墩上，备用的2台ZLD-100型连续千斤顶安装在13#墩两中间滑道下垫梁上，见图5(b)。

图5 顶梁千斤顶布置

根据不同结构形式，千斤顶安装有如下三种方式:

1)以临时墩垫梁为反力装置(图6)

图6 垫梁端头反力装置

它利用垫梁端头板和中间加劲板开孔，以便于穿牵引索，千斤顶安装在垫梁前端千斤顶托架上。顶推时千斤顶的反力克服一部分梁体行走时的摩擦力，减少临时墩的水平力。该反力装置配合锚固型拉锚器使用。

2)以永久墩上预埋钢板为反力装置(图7)

这种类型的反力装置直接安装在永久墩上，可以配合锚固型拉锚器使用。

3)以临时墩小垫梁上焊接钢板为反力装置

这种类型的反力装置直接焊接安装在临时墩小垫梁上(图8)，可以配合插入式拉锚器使用。

图7 永久墩上设反力装置

图8 垫梁上设反力装置

3.4.2 安装拉锚器

根据顶推要求，拉锚器分插入式和锚固式两种。插入式由2［40焊接而成，用于箱梁无腹板处，顶底板同时受力。锚固式直接锚固在箱梁的横隔板、腹板处，用精轧螺纹钢锚固。

拉锚器和千斤顶间采用8根φ15.24的钢绞线连接，拉锚器上采用OVM15-9配套锚垫板锚固钢绞线。千斤顶处采用夹持器锚固钢绞线。所用的钢绞线采用左、右旋两种搭配使用，以免使用同一旋向钢绞线而引起千斤顶活塞旋转，造成设备损坏。

3.4.3 侧向限位与纠偏装置

为防止箱梁在顶推过程中出现过大的偏斜，在每个临时墩左右侧安装侧向限位装置，限制箱梁的横向移动。侧向限位装置的作用是引导、限制箱梁梁体沿中线方向滑动，当发生横向偏移时，通过它来纠偏。本桥外侧采用的是丝杆式侧向限位装置，内侧由于空间限制，直接安装导向轮，限位装置在箱梁两侧对称安装。顶推过程中，发现梁体有少量偏移时，可随时通过两侧限位器进行纠偏。

3.4.4 安装牵引索

穿索前先用油泵打开ZLD-100顶前后夹持器的夹片，再将钢绞线逐根从顶的尾部向顶部穿入，而在钢绞线的另一端对称地穿入拉锚器的锥孔。钢绞线束在拉锚器及ZLD-100顶端面外露长度不小于50 cm。左右捻向的钢绞线间隔排布，为便于穿索，可用引线杆导向。每台千斤顶穿完钢绞线后，松开ZLD-100顶前后夹持器，压紧夹持器及拉锚器的夹片。

3.5 系梁顶推

3.5.1 顶推实施

本桥系梁采用分幅施工，分幅顶推。采用多点自动连续顶推方案，即对全桥的顶推千斤顶进行集中控制，再通过各墩油泵分级调压，确保同步运行。顶推时，所有人员必须分工明确，定人定岗、各就各位(总控台、各墩开千斤顶、喂滑板、看限位器、拉锚器安装、测量观测等)，服从统一指挥，确保顶推的顺利进行。

根据临时墩间距及拉锚器位置，系梁顶推过程中需多次倒换拉锚器及千斤顶。整个系梁需分七次要点进行顶推，顶推距离分别为11 m，12 m，10 m，24 m，23 m，10 m，12 m，合计顶推距离 102 m。

3.5.2 顶推作业注意事项

1)接通总电源，采用集中控制、分级调压、差值限定的方式同步顶推，按主控制台工作按钮，各液压站同时起动，按主控台顶推按钮，各液压站按五级调压的最低一级向千斤顶供油，按从小到大的顺序依次按主控台控制各液压站等级的按钮，各液压站向各千斤顶的供油压力逐级增大，最后达到设计值。

2)在梁体前进的同时，各墩顶喂接滑块人员不断地将滑块从滑道后端喂入，并将随梁体前移从滑道前端滑出的滑块接住备用。

3)在顶推的过程中，不断观测梁体中线，如偏差大于2 cm时，利用安装在两侧的限位和纠偏装置对箱梁施加侧向力来纠偏。

3.6 安装支座

系梁顶推到位后，采用4台500 t的扁平千斤顶将梁端顶起，顶起高度不超过10 mm，拆除滑道、滑板，安装永久支座。

4 结束语

本桥系梁顶推应用四滑道多支点顶推施工技术，取得了圆满成功，达到了预期效果。系统操作方便，工艺先进，工期短，机具设备能重复使用，可节省费用，降低造价，经济效益和社会效益显著，为类似桥梁工程施工提供了重要的参考依据。

［1］陈宝春.钢管混凝土拱桥发展综述［J］.桥梁建设，1997(2):8-13，22.

［2］严朝锋.贝雷梁支架体系在混凝土系杆拱桥施工中的应用［J］.铁道建筑，2010(10):14-16.

［3］中华人民共和国交通部.JTJ 041—2000 公路桥涵施工技术规范［S］.北京:人民交通出版社，2000.

［4］中华人民共和国交通部.JTJ071—94 公路工程质量检验评定标准［S］.北京:人民交通出版社，1994.