顶推法施工中钢箱梁的施工监测

汤伟

摘要：本文以武汉市二环线的梅家山立交主线桥第四联钢梁顶推施工情况为例，简要介绍顶推法施工过程中钢箱梁的施工监测内容及注意事项。通过本案例来对钢箱梁顶推施工监测的细节和要求进行论述，避免施工中出现安全和质量事故，造成损失。

Abstract： Taking the jacking construction Meijiashan major overpass bridge fourth steel girder of Wuhan secondary ring road as an example， this paper briefly introduces the content of construction monitoring of steel box girder using the incremental launching method and the matters needing attention. Through the case study， the details and requirements in steel box girder construction are expounded in order to avoid the safety and quality accidents which results in losses.

关键词：钢箱梁；顶推；施工监测

Key words： steel box girder；incremental launching；construction monitoring

中图分类号：TU198+.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）08-0103-03

0 引言

随着公路工程建设速度的加快，上跨桥的施工对跨下交通的影响不可避免，为了降低对交通的干扰，顶推钢箱梁中对线型、临时墩位移沉降、导梁下扰都要进行施工监测，来保证施工的质量和安全。本文以梅家山立交桥项目为例，对顶推法施工中钢箱梁的施工监测进行了分析。

1 工程概述

梅家山立交主线桥第四联主线桥连接雄楚大街与鹦鹉洲大桥延长线，跨越白沙洲高架桥，主线桥钢箱梁设计起点位于津水路，里程桩号K13+760，终点位于原武泰闸水产大市场拆迁旧址，里程桩号K13+896，主线桥全长约136m。

梅家山立交主线桥第四联为（36.95m+62m+36.95m）三跨钢箱梁，其标准段桥面宽度为26.04m。主线桥桥顶面和底面均设1.5%的双向横坡，通过梁体顶板形成，梁体顶、底板平行设置。

本桥三跨钢箱梁位于ZW211～ZW214#墩之间，并跨越白沙洲高架桥，总重量1800t，为本工程施工重点。ZW211～ZW214#墩线路平面为直线，纵断面沿道路前进方向的纵坡依次为1.68%（距离约5763mm）和R=2500m竖曲线。图1为钢箱梁分段图。

2 施工测量控制方法

在梅家山项目中，钢箱梁顶推施工过程中施工监测的主要内容有以下几个方面：①临时墩、顶推拼装平台放样及安装过程中的施工控制测量；②钢箱梁制作过程中在胎架上的线形控制测量；③钢箱梁在顶推平台上的拼装定位线形测量（含导梁、钢箱梁母梁、待拼梁段等）；④钢箱梁在顶推过程中必须的其他控制内容（含主墩、临时墩、导梁、钢箱梁等）；⑤钢梁梁顶推完成后的线形测量。

2.1 临时墩、顶推拼装平台放样及安装过程中的施工控制测量

在钢箱梁进行顶推作业前，首先应完成临时墩及顶推拼装平台的放样安装测量工作（含平面和高程测量）。

2.1.1 临时墩的放样、安装测量及拖拉过程中的监测

在对临时墩的结构物進行测量放样时，应控制好各个钢管桩的中心偏位及桩顶高程，要求误差在10mm之内，再进行连结系、桩顶纵横向分配梁、滑道分配梁的安装，由于临时墩在后期顶推过程中会产生沉降，因此其滑道梁顶高程放样时应考虑预抬值。

拖拉施工须沿顺桥向设置七处临时墩。所有滑道梁顶面横桥方向均设1.5%的坡，纵桥方向滑道梁顶面与水平面的夹角从ZW215至ZW212依次为：1.89°、1.63°、1.3°、0.91°、0.38°、-0.8、1°。全桥自重约1800t，用两套ZLD200-300型自动连续拖拉系统进行拖拉施工。单连续千斤顶拖拉力180t，正常拖拉速度约7m/h。两套连续顶布置在ZW213#墩的临时墩上，连续顶支座分别焊接在滑道梁内侧面。梁体顶推过程中，测量控制因素主要是：梁体中心线及各墩顶偏位。随着梁体的推进，侧向限位控制其中心线偏位在10mm以内，严格控制各千斤顶同步顶推，各墩顶的偏位均在设计要求范围之内。箱梁顶进时，测量人员跟踪监测各墩的偏位及梁体中心线位置，当中心线偏移时，及时利用侧向限位调整，然后将其锁定。在顶推过程中对墩顶瞬间偏位的观测尤为重要，一旦墩顶瞬间偏位超过设计值需立即停止施力，重新调整各墩顶施力分布，以保证各墩的偏位满足设计要求。拖拉过程中，各临时墩允许偏位最大值见表1。

2.1.2 顶推拼装平台的放样、安装测量

钢梁顶推（拼装）平台主要功能有两个：一是作为钢箱梁节段拼焊场地，二是作为顶推的起点。依据设计图纸，依次对顶推平台的上下部管桩中心进行放样，要求管桩中心偏位不超过10mm，桩顶高程不超过10mm。以上测量内容施工完成后，应分别安装纵横向桩间联结系、脚手平台、桩顶分配梁、滑道分配梁等。

滑道安装时要求所有横向相邻滑道的高程一致，竖曲线顶推要求滑道在一个理想的圆弧曲线内。而且所有滑道在安装前必须调整到位，保证顶推过程中箱梁、滑板、滑道板之间均为面接触。所以顶推对滑道标高及水平度的控制要求相当高，不允许出现差错和过大测量误差。根据顶推拼装平台构造，由于滑道直接支承钢箱梁，其线形可较准确地反映钢箱梁支承情况，故选择滑道梁线形进行顶推平台线形监测。每肢滑道梁的线形测点拟布设7处，各测点纵向位置示意图如图2，分别对应各临时墩中心线，横向位置对应相应滑道梁的中心线。

钢梁在顶推平台上的线形调整，竖向调整采用4台150t千斤顶。调整完毕后转换由钢支墩受力。横向调整采用5t手拉葫芦或32t机械千斤顶配合调整横向坐标。

2.2 钢箱梁制作过程中在胎架上的线形控制测量

由于钢箱梁在拼装焊接过程中会产生变形，为保证其横桥向及顺桥向安装完成后的线形准确，因此在胎架放样时应考虑由此数据产生的影响。

另外在对胎架、钢箱底板及顶板（长度、宽度、标高）进行验收时，应尽量选择在温度恒定的条件下时进行，所测量数据均应换算成标准状态（钢箱梁设计时标准状态为20摄氏度）后再与设计数据比较。

2.3 钢箱梁在顶推平台上的拼装定位线形测量（含导梁、钢箱梁母梁、待拼梁段等）

2.3.1 导梁的安装及顶推测量

导梁全长约35m，为变截面设计，分为三段。各段梁高、底板及腹板厚度均一定差异，节段之间腹板与顶板采用栓接，底板采用焊接；导梁与钢箱梁之间，腹板采用栓接，底板、翼板与顶板采用焊接。根据拖拉施工工况，控制导梁刚度为钢箱梁的1/7，导梁与钢箱梁接头处最大应力值190MPa。

导梁最前端在拖拉过程中会产生不同程度挠度，为了使导梁顺利上墩，导梁前端设置变高截面。导梁上墩前，前端变高部分首先上墩，滑道梁上的千斤顶作用在导梁前端变高部分，克服导梁挠度，并跟随拖拉前移，直至导梁底部上墩。顶推过程中应控制其轴线偏位，下扰值。

2.3.2 钢梁的安装及顶推测量

测量流程如下：钢箱梁安装线形测量→钢箱梁焊接后线形测量→顶推前的临时墩沉降测量→顶推过程中的控制测量（含导梁及钢箱梁轴线偏位、主墩偏位、临时墩瞬时偏位及顶推后总位移量、导梁上墩前的最大挠度测量等）→顶推完成后钢箱梁的母梁线形测量（作为下一节段钢箱梁安装定位依据）→钢箱梁安装测量……依此类推。

导梁顶推完成后，将制作好的钢箱梁运至桥位处，并吊装至平台上，其前端与钢导梁后端进行焊接，焊接完成后对钢箱梁的轴线进行调整，直至满足规范要求。另在夜间温度相对稳定的时段对导梁相应位置的标高进行测量，依据此标高推算出钢箱梁相应点位的标高并调整到位。然后对钢箱梁进行顶推施工，每一次顶推作业前，应测量出临时墩的沉降及纵横向位移量，主墩的偏位，导梁前端的下挠值等，符合设计要求后方能进行顶推作业。顶推过程中应控制好钢箱梁的轴线偏位，本次顶推应在平台上预留出四个节段钢箱梁的位置，以便下次四个节段钢箱梁的安装。

2.4 钢梁顶推过程中的控制内容

应测量出以下几项数据：①顶推作业启动时临时墩的瞬间最大位移值；②顶推过程中临时墩墩顶的位移变化量；③导梁上临时墩前的最大挠度测量；④钢箱梁前后端的轴线偏位不超过10mm。

2.5 钢梁梁顶推完成后的线形测量

钢梁顶推完成后需要注意以下事项：

①为防止由于顶推平台的沉降而引起钢箱梁母梁的线形产生变化，应先将待安装的四个梁段吊装至平台顶后再进行母梁的线形测量。

②在夜間大气温度恒定状态下测量出母梁的线形，以此计算出下下个节段钢箱梁的安装线形。

③为了减小焊接前后对钢梁线形的影响，钢箱梁顶监控点分别位于钢梁焊接面纵向内移1m处，如图3所示。另在钢梁顶推前应在最后一节钢梁上中间断面加测一对点，并观测其绝对高程值，以此作为焊接后钢梁的整体线形复核数据，同时也是钢梁顶推后母梁测量的必要观测数据。图3中1-6，1-4，1-6均为高程线形观测点，且均位于钢箱梁顶部。

④待拼梁段梁顶拼装定位标高误差须控制在5mm以内，横断面两控制点定位标高相对误差在5mm以内，相邻梁段接头之间的梁顶标高误差须控制在2mm以内；标高验收测量须在日出前或者日落后进行，回避日照温差的影响。

⑤每一梁段的预伸长量通过焊缝宽度予以控制。

⑥焊接应尽量上下左右对称进行，避免焊接收缩上下左右不同步引起梁段的线形或者受力变化。

⑦焊接完成后（下一轮顶推前）应对钢箱梁顶线形进行复核。

⑧每次顶推完成后应统计出临时墩及主墩的本次位移量、总位移量、本次沉降量及总沉降量等。

3 小结

通过以上对钢箱梁顶推法施工过程中施工监测的论述，使我们在今后的工作中遇到同类作业时可以做到心中有数，提前计划，迅速进入工作状态，提高工作效率；而且对顶推施工中的要点一目了然，加强过程控制，避免出现质量和安全事故。

参考文献：

[1]GB50026-2007，工程测量规范[S].

[2]JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].

[3]JTG F80/1-2004，公路工程质量检验评定标准（一）[S].

[4]武汉市二环线武昌接线工程1标桥梁施工图册[S].