合肥南淝河特大桥钢桁梁柔性拱顶推法施工技术与工艺

摘 要：文章通过对南淝河特大桥现场施工顶推过程记录加以整理和总结，在施工过程中存在的问题加以分析和处理，为其他同类型的桥梁施工提供借鉴。

关键词：钢桁梁柔性拱；顶推；控制

1 工程概况

合肥南淝河特大桥是沪汉蓉快速铁路引入合肥枢纽南环线的重点控制工程。为（114.75m+229.5m+114.75m）下承式、等高度、连续、刚性桁梁柔性拱桥，全长461米，为双线铁路，ZK活载；下弦铁路桥面采用参与主桁共同受力的正交异性板整体桥面；刚性主梁采用带竖杆N型三角桁架，节间长度12.75米，其中边跨9个节间，中跨18个节间，桁高15.0米，桁宽15.0米，斜腹杆倾角49.6°；柔性拱肋采用二次抛物线形，矢高（上弦以上）45m，矢跨比为1/4.5，梁端距支座中心距为1m，全长461米，其跨度在同类型桥梁中居于首位。

立面布置图（单位：m）

横截面图（单位：m）

桥址于里程DK452+295.6～DK452+416.1处跨越合宁高速公路（312国道）高架桥，与线路夹角27°。

2 施工工艺

根据现场勘查情况，为满足安全、工期、技术、经济等方面的要求，该桥主桥钢桁梁架设可供选择的方法并不多，综合分析后认为，比较合理可行的方法是多点顶推法，采用“带拱顶推拱脚合拢”架设柔性拱，多点顶推实现钢桁梁柔性拱的施工总体方案。

采用多点顶推架设法架设钢桁梁，在170#墩与171#墩顺桥向设置拼装场并架设跨线龙门吊，由170#墩向173#墩方向顶推架设。在170#～171#墩之间设临时拼装支架，利用60t跨线龙门吊拼装钢导梁和钢桁梁成整体节间，按照计算结果对钢桁梁节间顶推前移，在后部支架上继续下一轮次的拼装作业，如此循环直至钢桁梁E0'节点顶推及8#临时墩。利用架梁吊机同步架设柔性拱和钢桁梁，拱采用单向退步架设、柔性拱拱脚合拢，同步顶推钢桁梁及柔性拱，直至钢梁全部顶推就位的方案予以完成。

采用多点顶推架设法架设钢桁梁，在170#墩与171#墩间顺桥向设置跨线拼装场，在高速路的另一侧设置预拼场，安装60t跨线龙门吊机和50t预拼用龙门吊机，预拼场与拼装场钢梁场地间用汽车转运。

（1）在170#～171#墩之间，从170#墩开始设置连续6个节间的临时拼装支架及安装滑道，拼装支架长度为76.5米，利用60t跨线龙门吊在临时拼装支架滑块上拼装钢导梁和钢桁梁成整体节间。

（2）在171#～172#墩之间，分别在171#和172#墩旁搭设临时支墩，安装1个节间的拼装支架。两拼装之间的跨度为153米。

（3）在172#～173#墩之间，在173#墩旁搭设临时支墩，安装2个节间的拼装支架。预留1个节间的钢导梁拆除平台。

（4）按照由170#墩向173#墩方向对钢桁梁节间顶推前移，每顶推前进一个轮次（单个节间或者数个节间钢桁梁），在后部支架上继续下一轮次的拼装作业，如此循环直至钢桁梁端节点E0'节点顶推及172#墩旁临时墩。

（5）利用架梁吊机同步架设柔性拱和钢桁梁，柔性拱采用单向退步架设、柔性拱拱脚合拢，同步顶推钢桁梁及柔性拱，直至钢梁全部顶推就位的方案予以完成。

（6）在钢梁主、边跨墩上起顶纵横移调整钢桁梁状态，满足设计要求后安装支座。

顶推作业：顶推作业贯穿于整个施工中。本桥第一次大规模使用水平连续千斤顶作业，对于千斤顶的设计，特别是关键环节夹片的选择，处于一个摸索试验的阶段。“顶推”，顾名思义为起顶与推拉，两个环节缺一不可。起顶，是利用竖向千斤顶将钢梁顶起，倒换滑块。从技术安全方面说，起顶是将钢梁所承受的应力重新分配，但不得超出钢梁承受的应力范围，否则将会使钢梁变形，破坏钢梁结构，从而影响成桥质量。推拉，是利用水平千斤顶通过钢绞线连接钢梁反力座提供水平拉力，克服滑块与滑道间摩擦力来使钢梁缓慢前行到达预定位置，提供水平力和克服摩擦力是顶推作业的又一重要环节。

（1）水平千斤顶。施工设计选择型号250t×2的水平连续千斤顶共计2套，经施工检验，顶推重量最重时约为8300吨，水平千斤顶工作油压为25MPa，提供的水平力为498吨。

（2）钢绞线。选用预应力钢绞线，标准为GB/T5224-2003，型号为1x7φ17.8-1860型。

（3）滑块。滑块主要作用是减少钢梁与滑道的摩擦力，滑块的选择性能参数从受压上考虑，既要保证钢梁支撑处能够承受，又要保证滑块的强度。滑块与滑道采用高密度MGE加上润滑剂。经施工过程记录整理，整个顶推过程中，摩擦系数不超过0.08。

（4）反力座。是将钢绞线与钢梁连接，起传带作用，需很强的刚度。

钢导梁。临时钢导梁是在顶推时减少钢梁的线密度，从而防止顶推过程中出现钢梁倾覆现象。

经施工设计计算，钢梁线密度为23.8吨/米，钢导梁线密度为5.4吨/米，钢导梁线密度远小于钢梁线密度，从而有效的防止了顶推过程钢梁的倾覆问题。

3 结束语

本桥采用的顶推施工架设方法有效节省拼装时间，解决了高速公路上施工的危险性，本桥在百米高空作业施工中，未出现一起人员伤亡事故；在经济上也节省了施工成本，经对照高速公路封闭施工成本，该施工工法成本大大减少。本桥的顺利施工结束，证明了该施工工法的合理性。钢梁顶推法施工是继钢梁悬臂法等施工方法后，在跨高速等施工中又一种高效、安全的施工工法，为同类桥梁施工提供了借鉴。

作者简介：江恒心（1981，11-），男，中鐵九桥工程有限公司，职务：副所长，工程师，学士，2004年毕业于武汉理工大学。