大吨位混凝土预制桥梁顶推横移技术分析

梁 紫 浩

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

0 引言

自改革开放以来，我国经济得到了迅速发展，这一方面推动了科学技术的不断进步，另一方面人们对于道路桥梁的安全可靠性要求也在大幅度增长。特别是近些年来，国家每年投入了大量人力物力财力进行交通路网工程的建设，使路桥工程的发展速度进一步加快。路桥工程的规模、技术水平等也在不断提高。顶推横移技术作为结合了顶推[1]与横移两种技术优势的新的施工方法，在路桥工程尤其是大吨位混凝土预制桥梁施工中发挥着重要作用。基于此，为最大限度的发挥其应有功效，相关企业需要在实际施工中，重点研究和实践顶推横移技术的具体应用方法，在保证桥梁整体施工质量与使用功能的基础上，切实提高自身桥梁建设水准，以应对将来可能面临的种种挑战。

1 目前国内外大吨位混凝土预制桥梁施工常见技术

大吨位混凝土预制桥梁是目前我国桥梁工程建设中比较特殊的一种，因其施工规模较大、施工环境相对较差、对结构耐久性要求更高以及施工技术复杂等特点，使它成为现阶段桥梁工程施工中难度较大的一类。基于此，为最大限度的缩短海上工程以及江上工程的工程量，常常会采取先预制混凝土构件后拼装的施工模式。换句话说，如何实现大吨位预制混凝土构件的完美拼装就成为整个工程关键点。目前，国内外大吨位混凝土预制桥梁施工中较为常见的施工方法有以下几种：

1)转体施工法。

转体施工是大吨位混凝土预制桥梁施工中比较常见的方法之一[2]。其在桥位处岸边预制混凝土桥梁构件，在构件强度达到设计标准后，旋转构件并合龙就位。该方法虽然所需施工设备较少、装置简单，完成质量好，工期短，但是造价昂贵。

2)悬臂拼装施工法。

悬臂拼装施工，首先要根据设计要求将桥梁主体划分为若干个节段，并分别对这些节段进行预制，在成型节段达到了拼装要求后，将其运输至桥位进行拼装成桥[3]。悬臂拼装施工并不会影响到桥下交通或者通航，施工速度快，但是对于精度的把控较为严苛，比较适用于那些跨径在100 m以里的桥梁。

3)顶推施工法。

在桥梁施工中施工顶推法，可以先在沿桥纵轴方向的台后设置相应的预制场，并分段进行预制，然后借助纵向预应力筋的作用使预制节段能够与已施工完的梁体连成整体。之后利用水平千斤顶把梁体推出预制场，接着再继续进行下一节段的预制，以此类推，直到整个梁体推顶就位落梁后就说明施工完毕[4]。这种方法不仅造价低、设备简单、工期短、无噪声，同时桥梁结构的整体性较好。

4)横移施工法。

横移施工法多用于正常线路上桥梁工程的换梁。在施工时，需要在拟待安置结构的位置旁边对该结构物进行预制，之后将其横向移运在规定位置上。横移施工法的特点有以下几点：a.在横移过程中，临时支座需要支撑该结构的施工质量；b.在整个横移期间，与该结构物的支座位置保持不变，换句话说，横移并没有改变梁的结构体系；c.横移法施工需要液压装置、千斤顶以及卷扬机等设备进行。结合以往实践经验可知，这种施工方法花费工期较短，完成质量优越，无噪声且费用较为低廉。

2 顶推横移技术在大吨位混凝土预制桥梁施工中的应用方法与要点

顶推横移技术，简单来讲就是指顶推法与横移法相互配合使用的一种施工方式。打个比方来说，在建设一座分离式箱桥时，操作人员可以先用顶推法按单箱完成，再采用横移法就位，之后再在原位置继续进行另一单箱梁顶推施工，这就可以凭借一套顶推设备完成全桥的施工。

近年来，很多大吨位混凝土预制桥梁的施工采用了液压千斤顶顶推工艺进行横移的新方式，不仅投入少、经济效益好，同时使用方便以及工作过程平稳，并在很多桥梁工程建设中得到了应用，并取得了不错成效。

2.1 工程概况

BJ市北三环东路桥是该市快速轨道交通工程的重点控制工程之一。其横跨北三环东路，设计桥型为四跨简支钢筋混凝土普通箱型梁，全长66.75 m。箱梁为单箱双室，底部宽6.8 m，顶部宽11.2 m，梁高为1.3 m。其中，该桥单梁最重可达2 837 kN[5]。由于该桥设计建造地点车流量很大，要求施工不得影响正常通行，且不得发生任何安全事故、问题，并且要做好防污防噪处理。

2.2 顶推横移技术的实际应用方法

BJ市北三环东路桥工程最初选择的是现场浇筑混凝土、顶推就位的施工方式。但是当时桥背面的房屋拆迁并未完成，且桥南侧的和平里车站的剪力墙带给箱梁预制拼装的阻碍，再加上140 m长的顶推滑道的施工势必会对桥下交通、以及周边区域居民日常生活造成巨大影响。因此，为降低工程建设可能带来的种种负面影响，相关建设单位在经过反复研究讨论以及缜密计算后，最终确定采取顶推横移的架梁新技术进行施工。这不仅在很大程度上节约了施工时间以及周转材料，同时还可以将施工对周边居民以及桥下交通带来的影响降到最低[6]。其中，在顶推横移技术的应用过程中，应该对以下几点引起重视：

1)确定箱梁具体的施工方案。在上述工程中，箱梁横移的施工主要有以下几个步骤，即搭设滑道、起梁、横移、落梁、支座安装等。首先要做好施工的准备工作。在该工程中，施工单位准备了四台1 500 kN张拉千斤顶以及四支配套油泵。之后将油泵设置在梁顶面，并使其随着梁来移动，接好设备电路。梁体的顶推设备需要根据吨位以及顶推力等进行确定，在这项工程中，选择采用两台1 500 kN张拉千斤顶就可满足施工要求。

2)箱梁的预制。在铁路桥面上，铺设纵向规格为15 cm×15 cm的方木一层，横向间距保持在80 cm，台座长68 m。之后在方木上横向铺设45 kg/m的钢轨，纵向间距保持在80 cm，每根钢轨长度为12.5 m，两端安装悬臂版支撑排架以及安全防护板。箱梁的浇筑需要分两次进行，先浇筑底板与肋板，之后再浇筑顶板。当混凝土浇筑完毕后，需要立即进行覆盖并洒水养护。

3)箱梁顶推横移。在预制箱梁的强度达到设计要求后，技术人员需要将内外模板拆除，并去除左侧的防护栏，之后在桥墩之间、旧桥与墩之间组立钢排架墩。排架墩由两组军用墩构成，且墩间利用连杆横连，并与桥墩固定。为确保排架墩的横向稳定，相关技术人员通过在排架墩以及桥墩间设置短方木进行横撑的方式来实现。在施工前，还需要在排架墩离地3.5 m的地方搭设施工平台，平台用钢管制成，切四周用密眼网进行防护，之后在排架墩上铺设横移下滑道。

将千斤顶布置在事先预留好(铺设梁底模时预留)的梁端方木与钢轨的空当处，在下面铺设一张钢板，放进去后，在顶上也铺设一张钢板，以增加顶梁的承压面积。之后，四个千斤顶会将梁的两端同时顶起，将梁底模与小方木去除，利用导链将下滑道拉至箱梁下方，且将滑道接长，一直延续到排架墩上，垂直于桥梁中线。上滑道在黄油的作用下随之推入，箱梁就可落到滑道上。

在横移箱梁时，需要将千斤顶放置在顶座与箱梁之间，且两台千斤顶需要统一操作、同时给油，使箱梁可以沿着滑道横移一个千斤顶油缸的距离。然后千斤顶回油、顶座前移，千斤顶再次顶移，直至箱梁横移到指定位置[7]。在这一过程中，为了避免箱梁在横移过程中出现扭转，需要在梁和下滑道上弹横移线，每移动两个行程就需要检查一次，一旦发现两端相差在2 cm以上，就需要立即进行纠正。为确保到位准确，要在下滑道末端安装设置相应的限位挡板。

4)落梁。落梁工序主要分为以下几个环节，即准备、千斤顶举梁、拆除滑道、支座安装、梁体降落到支座上、焊接支座上部与下部。在落梁前，需要通过科学计算来确定落梁所需竖直千斤顶的型号与数量，同时还要拟定千斤顶在墩顶所处位置及最小高度。用于落梁的千斤顶吨位应留有富余。另外，为了防止梁内弯矩超出合理范围，需要将顶高严格控制在5 cm范围内，以能取出滑板为标准。

3 强化大吨位混凝土预制桥梁顶推横移技术应用效果的措施

3.1 避免梁体在顶推横移中出现开裂的措施

为避免梁体在顶推横移过程中出现开裂问题，首先要从预制梁体自身的制作质量入手，严格把控混凝土的配合比，使混凝土的各项指标特别是强度与弹性模量等均达到设计要求，同时还要注意梁体的实际施工质量。除此之外，要切实提高滑道的制作精度，实现对滑道标高的严格把控[8]。之后，为改善箱梁前后端的受力情况，可以在其前后分别设置钢导梁，并利用精轧螺纹钢来强化钢导梁与箱梁的连接。

3.2 保证顶推施工质量的措施

1)每节段预制箱梁在顶推之前，相关技术人员需要进行必要的稳定性检测，确保顶推所需设备以及滑动面的完好与稳定，确定完毕后才可正式开始顶推。2)在顶推过程中，施工人员需要不断进行千斤顶同步的加力顶推，维持千斤顶油压的稳定性，并保持加力的稳定。3)在顶推前，施工人员首先要根据主梁的长度、顶推跨度设计值、桥墩能承受的水平推力、滑动装置以及顶推机械设备等信息，确定恰当的顶推形式。目前，顶推形式主要有以下几种，即多点顶推以及单点顶推等。

4 结语

横移顶推技术与其他桥梁施工技术相比，有着极大应用优势。而在当前大吨位混凝土预制桥梁施工中，顶推横移技术虽然拥有结构简单、使用便捷、节约材料与施工时间等优势，但是依然是施工技术的难点。基于此，需要相关单位严格遵照行业标准把握顶推技术与横移技术的关键点，并采取有效措施强化二者配合效果，从而在提高大吨位混凝土预制桥梁施工质量的前提下，逐步扩宽其发展推广道路。

参考文献:

[1] 张永明.大跨度预应力混凝土连续梁桥施工关键技术研究[J].建筑工程技术与设计,2017(9):89-92.

[2] 王 涛,葛燕锋.浅谈某跨铁路预应力混凝土桥转体施工质量控制[J].中国高新技术企业,2015(2):110-112.

[3] 刘 健.预应力混凝土连续梁桥悬臂拼装施工工艺和控制[J].山西建筑,2016,42(7):195-197.

[4] 赵人达,张双洋.桥梁顶推法施工研究现状及发展趋势[J].中国公路学报,2016,29(2):32-43.

[5] 王德宇,卢 浩,孟庆祥.大跨度预制箱梁横移架设技术[J].铁道建筑,2003(7):14-17.

[6] 谭学麒.顶推横移技术在大吨位混凝土预制桥梁的应用探讨[J].低碳世界,2016(7):211-212.

[7] 周会军.大吨位桥梁横移落梁施工技术[J].铁道建筑技术,2003(4):9-12.

[8] 贾建平.大吨位预应力混凝土箱梁跨密集型铁路站场顶推施工技术[J].铁道标准设计,2011,9(3):42-45.