有限空间条件下钢箱梁安全顶推

申征 傅国庆 万小龙 徐璐

【摘要】随着桥梁基础设施的不断建设，为保证桥梁施工的安全、经济性，施工技术也越来越需要寻求新的突破及变化。在桥梁工程施工中，钢箱梁顶推是十分重要的施工内容，通过加强钢箱梁顶推施工技术控制，能够有效提升桥梁工程施工效率，促进交通行业稳定发展。顶推法与支架施工法相比较，顶推施工在造价上节约大量成本，并且更安全、便捷。本文中，结合长沙县既有板仓路跨线桥为例，针对钢箱梁安全顶推施工展开概述。

【关键词】钢箱梁;顶推法;安全施工

在现代桥梁工程界，顶推施工法的定义表述为“在桥头沿桥纵轴线方向，将逐段拼装（预制张拉）的梁段通过千斤顶向前推出使值就位的施工方法”，主要适用于中等跨径等截面梁、连续梁、拱桥、斜拉桥等的施工。该方法思路可追溯至纵向拖拉施工法，即用千斤顶代替卷扬机滑车组，用滑道梁等结果代替滚筒。本文中，结合具体工程案例概述有限空间内钢箱梁顶推安全施工。

1、工程概况

长沙县既有板仓路跨线桥位于星沙市中心，桥梁通行压力巨大，原板仓路跨线桥桥梁宽度16m，达不到交通量的需求，为城市一大交通瓶颈。为满足城市发展要求，进一步提高道路交通通行能力，改善交通运输条件，优化星沙路网交通，完善城市功能，对桥梁进行改造。在工程改造过程中，保证钢箱梁顶推安全施工具有重要意义。

2、顶推施工概况

此次顶推施工计划采用6台450t步履机进行顶推施工。其大致施工流程如下：

（1）钢梁节段在工厂制造完成后，经特殊的运输车辆运至现场，通过起吊设备按相应节段顺序架设至临时支架上（临时吊点和临时支点的位置必须设在纵向腹板和横隔板的交叉处）。调整各节段高程、平面线形及节段间距，并确认无误后，在现场焊接钢梁节段，调试步履式千斤顶。

（2）临时胎架施工前先进行场地平整，施工临时胎架扩大基础，安装胎架立柱及顶推设备，顶推设备必须安装钢梁加劲肋的下方。

（3）整体拼装钢梁节段，拼装完成后进行顶推，直至钢梁到达设计位置。顶推过程中顶推设备必须同步，顶推过程中必须控制好顶推方向及高程，确保箱梁在顶推过程中钢梁定位准确及顶推设备均匀受力，并随时检查钢梁是否存在局部变形问题。

（4）钢梁顶推施工完毕后，拆除临时支架。最后在钢梁顶面铺设桥面板，施工防撞护栏，安装伸缩缝等附属结构工程。

3、大桥箱梁施工流程概述

箱梁，是桥梁工程中梁的一种，由于其内部一般为空心结构形式，同时结构两侧的顶端具有翼缘，外形结构同常见的箱体一致，因此称其为箱梁结构。当前桥梁工程中所使用的箱梁一般均为混凝土材料浇筑，按其制作时间节点可以将其分为预制箱梁和现场浇筑型箱梁。由于桥梁工程项目整体工程量大，施工作业过程中易于受到外来因素的干扰，因此在进行大桥箱梁施工作业时存在着很多安全隐患。为了使大桥箱梁施工作业顺利推进，同时也是构成桥梁工程项目整体质量的重要一环，应当对大桥箱梁施工作业技术进行充分的探究和分析。大桥箱梁施工作业流程一般可以分为：底膜铺设、模板安装与拼接、混凝土材料浇筑、预应力钢筋的安装以及成品养护等流程，图1显示了大桥箱梁施工作业的具体作业流程和逻辑关系。

4、保障钢箱梁安全顶推措施

4.1钢梁试顶推

钢梁纵向试顶推施工流程：顶推前准备工作完成——钢梁线型测量——竖向千斤顶起顶（调整各竖向千斤顶顶升力）——拆除鋼梁拼装临时辅助钢管——调整顶推辅助支垫墩支垫高度——纵向顶推——竖向千斤顶回落——纵向千斤顶回缩归位——顶推过程中相关数据采集——顶推过程中钢梁线型测量及数据分析。

钢梁横向纠偏流程：顶推过程中横向偏位（偏差数据）分析——确定各横各千斤顶横移数据——竖向千斤顶起——横向千斤顶按照计算横移数据进行横移顶推——竖向千斤顶回落——横各千斤顶回缩归位——线型测量确定钢梁横向偏差。

4.2施工风险防范

（1）设计风险防范措施

钢梁顶推过程中可能存在的主要问题在于局部应力过大，在这种情况下，顶推施工的方案设计主要从以下几个方面的来考虑：

①在满足使用性能和施工受力的前提下，尽量降低顶推结构的重量，减少不必要的荷载;

②对施工方案上进行优化，如增加临时墩的布置，减小反力;

三对截面的基本形式进行优化设计。

（2）关键设备防范措施

拼装平台若拼装平台所在处的地基不够坚实，应采取一定措施进行基础处理，一方面保证上部荷载全部施加后拼装平台不会发生超过允许范围的沉降量，另一方面，做好基层的平整度，为拼装平台安装的垂直度控制打下良好的基础。

顶推过程中钢梁横向偏移不大于50.0mm;各墩顶的偏位均在设计要求范围之内，钢梁顶进时，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，及时调整。

（3）钢梁顶推启动、运行、体系转换控制防范措施

竖向千斤顶安装在钢梁腹板处，临时墩上都安装顶推竖向千斤顶，钢梁在体系转换时，应按平面位置、标高测量、整体施工控制的要求选择一天中日照不强烈、低温、温度均匀时段内进行安装施工。

4.3 加强施工安全管理

（1）公司员工必须严格遵守安全生产法、劳动法规和规章制度，认真贯彻“安全第一”“预防为主”的方针，在处理生产和安全关系时，生产必须服从于安全。

（2）员工必须自觉遵守安全生产法、劳动保护法规，认真执行岗位职责和安全操作规程，爱护并正确使用生产设备和防护设施禁止违章作业。有权制止他人违章作业，对违章指挥有权拒绝执行并及时向上级报告。

（3）入职人员必须经过岗位三级安全教育，经考试合格后方可进入生产岗位。

（4）电器、起重、焊接等人员，应经过安全技术培训后方可独立操作。

（5）职工在上岗前，不准饮酒，作业时不许穿背心、短裤、拖鞋、裙子，注意配戴好防护用品。

（6）设备要定员定岗，操作人员应熟悉设备的性能和安全操作规程，停电时应注意关闭电源、操作完毕应注意断掉电源，下班前应巡视、清理现场，杜绝一切隐患。

（7）遇有人触电，必须立即切断电源，进行急救，触电人未脱离电源时不能直接接触触电人。

（8）乙炔瓶放置位置距明火至少10米，距氧气瓶5米，乙炔、氧气必须防火、防曝晒，不能沾染油污，电气焊作业应做好防火、防触电措施。

（9）高空作业必须使用安全带、脚手架或跳板，不许上下投掷工具、材料，严禁上下层垂直作业，确须上下层同时作业，应经主管批准，并使用隔离装置，工作人员必须戴好安全帽。

（10）重大物件的起重和搬运，都要有安全措施，由起重工统一指挥，起吊前应注意检查起重用挂钩、钢丝绳、吊具、索具是否完好，不准斜吊、超速吊、超负荷吊，起吊时严禁站在吊物上，禁止在其下方停留或通行。

（11）厂区、生产作业区、仓库等场所应保持通道畅通，原材料、成品、半成品、废品应分开堆放，不许妨碍通行和装卸。生产场所禁止存放易燃易爆及有毒物品。

（12）两人以上共同作业时间，必须有一人统一指挥并负责安全。晚班加班及封闭场所作业，应安排两人或两人以上。

5、钢箱梁顶推施工技术

5.1拼装临时墩技术

在顶推法施工中，临时墩设置的目的在于减小顶推的标准跨径，从而减小梁顶推施工中所造成的正、负弯矩交替变化。特别是如果顶推跨径大于50m以及连续钢构桥、斜拉桥的顶推中更需要进行临时墩的拼装。合理的布置临时桥墩位置，改善钢箱梁顶推过程中钢箱梁的受力状况，因此临时墩的优化和布置是极其重要的。

在对承台钢筋进行绑扎的同时，要将支架底部承台预埋铁与钢筋一起埋入，并且将其焊接牢固。为了防止由于钢板经过长时间的高温焊接而发生变形，要对其实施间隔性的焊接，保证焊接缝的饱满，要保证准确的预埋钢板定位，并且保持与承台顶面齐平。在浇筑完混凝土后要将表面的砂浆及时清理掉，确保后续钢管支架焊接面洁净。根据桥面的高程反算钢管柱长度。钢管底口要与承台预埋钢板进行牢固的焊接，为了使得支架整体性和钢管柱稳定性有所提高，采用工字钢在钢管柱间打斜撑，保证支架能够形成整体，实现共同的受力。

5.2顶推前试顶工作

正式顶推前要做好准备工作。在每一阶段都要试顶，要同时加载并且距离相同，记录好试顶的时间和速度。比对实测与理论结果，从而调整顶推速度。在实际的试顶中要收集以下数据：第一，顶推速度;第二，千斤顶每“点动”一次钢箱梁向前顶进的距離。第三，水平千斤顶油压表数值的大小。

5.3 顶推过程中控制重点

5.3.1位移观测

墩顶的横向竖向位移以及梁体中线偏移情况是观测重点。如果在顶推时发现存在偏移，要及时的通过千斤顶进行调整。临时墩顶的位移观测同样重要，要保持顶推中的持续观测，如果位移超过允许偏位要停止顶推，重新对顶推力进行调整，各方确认无误，必要时邀请业内专家确认无误后方可继续顶推作业。

5.3.2施加顶推力

在顶推前要对千斤顶和标定油表进行校准。当每工况施加顶推力时应先将各个墩上的千斤顶逐步加力至计算的顶力，如梁体仍然不能移动可将顶推平台或主墩上的顶力加大至该墩允许的最大顶推力，同时要注意观测墩顶位移，如果已经是加到最大的顶推力时仍然无法移动梁体，要重新进行检查，研究调整顶推力后方可进行继续顶推。

5.3.3滑板的更换

要选择没有破损并且表面光洁的滑板，顶推过程中安排专人来检查各支点情况。

结语：

目前在桥梁施工过程中发生安全风险事故的案例屡见不鲜，在跨越既有线路方面，不仅桥梁本身的施工会出现一系列风险，还会对既有线的安全运营带来一定的威胁。本文以长沙县板仓路跨线桥工程顶推施工为例，对钢箱梁顶推施工安全保障进行分析，旨在为同类桥梁施工风险的评估和控制提供参考。

参考文献：

[1]封晓平.桥梁顶推法施工的现状及发展趋势[J].交通世界，2018（27）.

[2]赵人达.桥梁顶推法施工研究现状及发展趋势[J].中国公路学报，2016（02）.

[3]曹樟海.钢箱梁桥顶推施工安全分析与控制研究[D].湖南大学，2018.

作者简介：

申征（1979.10-），男，湖南祁东，汉族，本科，助理工程师，主要从事市政基础工程、公路桥梁施工类。