大跨径钢桁梁步履式多点同步顶推施工技术

白文虎，王超，李泰霖，刘瑞

（中交第二航务工程局有限公司，湖北　武汉　430040）

大跨径钢桁梁步履式多点同步顶推施工技术

白文虎，王超，李泰霖，刘瑞

（中交第二航务工程局有限公司，湖北武汉430040）

北盘江特大桥边跨钢桁梁采用步履式顶推施工工艺，文中主要从施工特点、临时措施、施工关键技术等方面对施工工艺进行了阐述。采用步履式顶推工艺进行钢桁梁施工具有临时措施简单、设备使用少、同步精度高、纠偏方便等特点，同时有效地解决了钢桁梁在顶推过程中需节点受力的难题。

大跨径；钢桁梁；步履式；多点同步顶推

1　工程概况

北盘江特大桥位于贵州省六盘水市都格乡，是贵州省毕节至都格（黔滇界）高速公路的控制性工程。主桥全长1 232 m，为双塔双索面7跨连续钢桁梁斜拉桥，桥跨布置为（80+2×88+720+ 2×88+80）m。大桥纵断面设置1%的对称纵坡，主跨立面成桥线形为凸型竖曲线，切点在主塔处，边跨立面成桥线形为直线，桥梁总体布置图如图1所示。

钢桁梁由主桁、主横桁架、中纵梁、下平联组成。主桁采用普拉特式结构，桁高8 m，主桁中心间距为27 m，节间长度有12 m、8 m、6 m三种。桥面板采用正交异性刚桥面板，顶面与钢桁梁顶面齐平，如图2。

2　施工工艺

结合钢桁梁结构特点及施工现场情况，边跨（80+2×88）m共19个节段钢桁梁采用步履式顶推施工工艺，顶推方向由0号墩顶推至3号主塔，顶推长度共计326.5 m。

首先在0号墩处施工拼装平台，1号、2号墩处安装顶推墩旁支架，3号主塔安装顶推滑道，然后安装顶推设备以及滑块，采用60 t龙门吊在0号墩处的拼装平台上拼装钢桁梁，每拼装完成1个节段进行1次顶推施工，依次循环至钢桁梁顶推就位。钢桁梁顶推就位后将其竖向降至设计标高，安装支座进行体系转换，完成边跨钢桁梁顶推施工，开始施工主跨钢桁梁，如图3。

图1　桥梁总体布置图Fig.1　Engineering drawing of bridge

图2　主梁断面示意图Fig.2　Schematic diagram of cross-section of main truss

3　施工特点及难点

1）钢桁梁在边墩完工后即可施工，不需要等待主塔完工，塔、梁平行施工的方式可有效加快施工进度。

2）钢桁梁杆件可经引桥运至拼装平台，采用2台60 t龙门吊即可完成杆件拼装作业。相比于钢桁梁对称悬拼工艺，不需在主塔上配置大起重量设备，同时减小了杆件的起吊高度、难度及工作量。主跨钢桁梁施工时，已完工的边跨钢桁梁可以作为施工通道，减小了主跨钢桁梁杆件的上墩难度。

图3　钢桁梁顶推流程图Fig.3　Procedure of pushing steel truss

3）顶推施工采用6套顶推设备、千斤顶及1套同步控制系统，同步精度高，操作简便。顶推设备可自行行走，顶推作业及偏位纠正依靠顶推设备及支承千斤顶即可完成，相比于拖拉顶推施工，不需要设置拖拉、顶推措施及相对应的纠偏措施。

4）墩旁支架只承受顶推设备及千斤顶传递的竖向荷载，不承受顶推施工产生的水平荷载，降低了墩旁支架的受力要求及施工难度。

5）顶推设备高度为1.7 m，顶推施工中钢桁梁置于顶推设备上，钢桁梁顶推就位后需整体落至设计标高，落梁过程复杂且精度要求高。

4　主要临时措施

4.1顶推钢导梁

为减小钢桁梁悬臂端挠度，满足结构受力要求，钢桁梁前端设置钢导梁。钢导梁长46.5 m，采用三角桁架结构，主桁中心间距为27 m。主桁之间设4道横联及上、下平联。主桁杆件均采用箱形截面，横联、平联采用［32a型钢。主桁采用变高度形式，前端上、下弦杆中心间距为6 m，后端为8 m。

主桁弦杆之间采用高强螺栓栓接，其余连接均采用焊接。栓接范围内各板件做喷砂处理，满足摩擦面抗滑移系数大于0.45[1]，拼装完成后对栓接范围进行局部补涂防腐涂装。

4.2墩旁支架

在1号、2号墩顺桥向两侧设置墩旁支架，由于支架承受的最大荷载约1 200 t，因此采用落地式钢管支架，且为避免地基沉降对支架造成影响，支架支承于桥梁承台上。每侧支架采用横桥向并排4根φ1 000 mm×10 mm钢管作为立柱，钢管每隔一定高度采用δ=16 mm钢板连接，同时在此高度采用φ720 mm×8 mm钢管将立柱与墩身连接。立柱顶端安装1榀横桥向支撑梁用于传递荷载及保证4根钢管均匀受力。在墩顶顺桥向两侧设置缺口，在缺口内和支撑梁上安装1榀顺桥向水平梁，顶端与墩顶齐平。如此墩顶及两侧水平梁则组成顶推滑道，长度为16.5 m，可满足最大节段长度12 m的顶推要求。支架、水平梁、支撑梁设计应力按190 MPa控制[2]。

4.3主塔滑道梁及滑块

由于施工中主塔处最大荷载约400 t，因此不设顶推设备，仅在下横梁上设滑道梁采用滑块被动行走即可。滑道梁左、右幅各设1道，长度为10.86 m，位置与主桁中心重合，采用4拼HN800 ×300和4拼HM588×300型钢制作，滑道梁顶部设3 mm厚不锈钢板。每幅滑道梁上设1个滑块，滑块采用型钢焊接制作，为减小摩擦力，滑块底部镶δ=20 mm的聚乙烯四氟板。

5　主要施工技术

5.1顶推系统

顶推系统由6套子系统和1个控制总站组成，每套子系统由1台顶推设备、1台液压泵站和1台控制柜组成。在拼装平台左、右幅滑道及1号、2号辅助墩左、右幅墩顶分别设置1个顶推子系统，全部子系统采用通讯线与控制总站连接，由控制总站统一控制。

顶推设备尺寸为3 000 mm×1 100 mm×1 100 mm，重7 t，由横推板、纵推板、基座及顶升油缸、顶推油缸、纠偏油缸共11个液压缸组成。横推板置于纵推板上的滑槽中，通过4个纠偏油缸能够产生左右滑动，纵推板置于基座上的滑槽中，通过3个顶推油缸能够产生前后滑动，基座由4个顶升油缸支撑，通过顶升油缸能够上升、下降，如图4。

图4　顶推设备示意图Fig.4　Schematic diagram of equipment for pushing steel truss

5.2顶推原理

因顶推时须保证钢桁梁节点为受力点，因此采用可行走的步履式顶推设备。顶推过程如图5所示。

每套顶推设备配置2台800 t千斤顶用于倒换行程。顶推时钢桁梁置于顶推设备上，启动顶推系统将钢桁梁向前顶推1个节间的长度（12 m或8 m），然后用800 t千斤顶将钢桁梁向上顶升5 mm，使钢桁梁与顶推设备脱离，再将顶推设备移至后一节点下方，最后将800 t千斤顶卸载使钢桁梁落于顶推设备上，完成1个顶推循环。

5.3钢桁梁拼装

因边跨钢桁梁设1%的竖向纵坡，为保证钢导梁上墩，钢桁梁拼装、顶推需按设计线形进行。每次顶推完成后进行精确纠偏，确保下一个节段的拼装精度。拼装前对杆件位置、高程精确放样，拼装时同步调整，复核拼装精度，使平面误差≤2 mm，高程误差≤3 mm[3]。高强螺栓施工时严格按照相应规范进行，每个节段高强螺栓全部施拧完成后方可进行顶推施工。

5.4落梁及体系转换

由于顶推设备高度为1.7 m，钢桁梁置于顶推设备上面后会高于设计高程，因此钢桁梁顶推就位后需整体落至设计标高。落梁前对钢桁梁进行精确纠偏，确保在设计线形上平面误差≤2 mm，高程误差≤3 mm[3]。在各个墩顶处的钢桁梁节点下方设置800 t千斤顶及多层垫块，通过800 t千斤顶及多层垫块的行程倒换完成落梁。落梁时各点800 t千斤顶由总控台统一控制下落，同时对钢桁梁偏位及高程进行监控，出现偏差时及时进行调整。落梁完成后立即安装支座及临时约束，完成体系转换，防止钢桁梁因临时荷载或温度影响出现偏位。

6　结语

采用步履式顶推工艺进行钢桁梁施工具有临时措施简单、设备使用少、同步精度高、纠偏方便等特点，同时有效地解决了钢桁梁顶推过程中需节点受力的难题。本桥采用步履式顶推工艺进行钢桁梁施工在国内尚属首次，施工效果良好，工艺优势明显，创造了良好的经济效益及社会效益，值得在类似工程中借鉴推广。

[1]JGJ 82—2011，钢结构高强度螺栓连接技术规程[S]. JGJ 82—2011,Technical specification for high strength bolt connections of steel structures[S].

[2]GB 50017—2003，钢结构设计规范[S]. GB 50017—2003,Code for design of steel structures[S].

[3]JTG/T F50—2011，公路桥涵施工技术规范[S]. JTG/T F50—2011,Technical specification for construction of highway bridge and culverts[S].

Technique for pushing long-span steel truss to position with walking type mechanism from multiple points synchronously

BAI Wen-hu,WANG Chao,LI Tai-lin,LIU Rui
（CCCC Second Harbour Engineering Co.,Ltd.,Wuhan,Hubei 430040,China）

The side-span steel truss for Beipanjiang Bridge was installed with the technique of pushing steel truss to its position with a walking type mechanism from multiple points synchronously.We expound on the technology from the features of construction,temporary measures and key technology for bridge building.When the walking type mechanism to push the steel truss to position is used,the technique has lots of advantages,such as simple temporary measures,less equipment used,high precision synchronization,and simple correction of deviation,and has effectively solved the problem that the nodes of steel truss had to take the weight when the steel truss girder was being pushed.

long span；steel truss；walking type；pushing from multiple points synchronously

U448.211

B

2095-7874（2016）09-0058-04

10.7640/zggwjs201609014

2016-01-12

2016-02-19

白文虎（1986— ），男，内蒙古赤峰市人，工程师，道路桥梁与渡河工程专业。E-mail：363839652@qq.com