海翔路高架桥钢箱梁顶推施工关键技术分析

唐宁TANG Ning

（中铁九局集团大连分公司，大连 116000）

1 工程概述

海翔路高架桥-钢箱梁项目位于辽宁省葫芦岛市，大桥穿过南面的海翔路口，横跨五里河，到达北面的滨河小区，具体地理位置如图1所示。本项目高架桥全长976.491m，包括高架桥引道工程长度215.491m，桥梁横跨长度761m。从五里河南岸的海翔路口为起点，桥梁以51°交角穿过沈山线铁路，相交处的道路里程为K0+472.57，沈山线铁路里程为K295+141.8；依次又跨过电厂人行线、以81°交角穿过化工人行线，经过炼油五厂专线跨越五里河到达对岸液化气公司厂房附近。

图1桥梁总体平面图

本次高架桥项目中的顶推工程主要为沈山线上跨钢箱梁段，长度为72m，位置靠近9号及10号桥墩。沈山线的轨面标高为17.01m，钢箱梁施工完成后与轨面相距高度为9.11m，导梁及顶推施工钢箱梁的总重量为1000吨。本项目采用连续钢箱梁，40m+55m+40m的跨径搭设，桥梁宽度20m，主梁采用单箱4室钢箱梁，桥面板结构为正交异性板，桥梁中心处主梁高度为2.6m，桥梁与桥墩的中间线交角为90度[1-4]。

2 顶推施工方案设计

2.1 施工计划

根据本项目高架桥钢箱梁工程特点，对顶推施工步骤进行了合理的规划设计，共分为8个步骤，18天工期，累积顶进84.4m，如表1所示。

2.2 预拱数据控制

根据设计图纸提供的预拱度数据及公式，以8#墩的高程为0点，每间隔1m的位置计算对应的高程差，最终以距零点距离为X值，以总高程为Y值，组成桥型坐标（X、Y），在CAD中放样出相应的线型，用以加工制作腹板线型，保证了加工制作整桥预拱的精确度[5-6]。

胎架搭设时，横向在箱梁隔板位置设立支柱，纵向间隔1.5m-2m设立立柱，搭建平胎后，在横梁和纵梁上设置牙板，牙板高程对应上表中相应距离处的高程，从而保证了整体组拼预拱度线型。

现场施工预拱度通过调节现场拼装支架上的牙板实现，由计算的预拱度数据，利用全站仪放出支架纵梁上牙板位置并标记，利用水准仪测量牙板高程使其与计算数据完全吻合。

2.3 临时结构设计

顶推临时结构主要包括支架基础及钢导梁等[7-8]。通过对顶进过程中钢箱梁稳定性的验算，考虑设计后的支架及钢导梁形式如下：

2.3.1 支架形式

①C组支架。

支架6-8为拼装顶推支架（拼装顶推均可），支架10-11为接收端支架（拆导梁平台均可），水平桥架距离钢管3.25m，纵向桥架距离16m，规格ϕ609×16，连接系统为16B槽钢。支撑中心线与箱梁腹板中心线对齐，防止箱梁底板变形。

②A组支架。

表1顶推施工步骤

支架8-9是组装顶推支架（组装和推动均可）。钢管水平桥向距离3.25m，纵向桥距离16m。规格为ϕ609×16，连接构件为16B槽钢。横向分布梁为14.8m，3根56b工字钢，纵向分布梁为5根贝雷梁。贝雷梁共五组，采用槽钢连接成组合体。贝雷片顶部布设有16B槽钢，间距300mm，顶部有1cm厚钢板条形铺设，通过槽钢焊接。支撑中心线与箱梁腹板中心线对齐，防止箱梁底板变形。

支架9为组装顶推支架（导梁拼装和顶推）。钢管水平桥间距3.25m，竖桥向布设4排，每排5个。规格为ϕ609×16，连接系统为16b槽钢。支撑中心线与箱梁腹板中心线对齐，防止箱梁底板变形。（图2）

图2支架三维示意图

2.3.2 钢导梁

为减小顶跨最大主梁的受力，提高顶升的安全性和墩台的便利性，需要在主梁前端设置导梁。前梁采用H型钢结构，长28m，横向间距3.25m，重量约60T。翼板宽度由1500mm变为1200mm，厚度不变。设置厚度为12mm的横向和纵向加强筋。两根主梁之间有横向连接。横向连接采用H250×125×6×9，斜撑采用P114×4。主梁钢Q345B。Q235B用于其他组件。

钢导梁与箱梁核心高度相同，并通过对接焊接相连。钢梁腹板长度应适当增大，让它们构成一个整体结构，也可以利用大型马板来填充导梁与钢梁对接缝位置来提高相连处的强度[9]。

3 顶推施工技术要点分析

3.1 顶推设备布设

顶推的临时措施主要包括推梁、顶推轨道、顶推支架等[10]。顶推梁上设有顶推轨道，包括顶推2mm厚的钢板、挡板和侧挡块，在顶推过程中对轴承和钢箱梁起到限位作用。顶推支座焊接在钢箱梁或导梁的底部，耳板与推架中的推力装置连接，顶推支座下方设有MGE滑板，以减少与不锈钢的摩擦。顶推断面布置图如图3。

3.2 轴线控制措施

①横向千斤顶纠偏。

图3顶推横断面图

在钢梁的横向两侧设置有纠偏千斤顶，起到限制作用。当中线偏差超过10mm时，使用纠偏千斤顶主动顶紧。

②布置滑道侧挡块。

3.3 靴梁拆除

①当靴梁滑到位时，在靴梁后方焊接拆卸吊耳，用钢丝绳把靴梁与拆卸吊耳绑扎在一起，此时切割主桥块与靴梁焊缝。

②待靴梁切割完成后，用卷扬将靴梁放到地面。

3.4 顶升过程中垫块受力分析

垫块分析采用ANSYS有限元程序仿真分析，基本荷载组合：1.4LL；LL为顶升反力。取工况1750kN竖向力设计值进行有限元分析。计算模型及分析结果如图4。

由图4，根据计算，垫块四个边缘节点的应力分别为41.021MPa、95.407MPa、223.71MPa、209.08MPa，垫块最大应力位于垫块中心处为594.52MPa（顶板），其节点大部分应力在300MPa以下，最大变形为1.8mm。整个计算模型符合设计要求。

3.5 测量监控措施

3.5.1 梁段拼装过程监控

①地样线控制。

梁段拼装前需在平台内投放梁段样线，包括桥梁中心线、梁段端口位置线、拼装胎架支点位置线等。经检测复核后进行标记。

②高程控制。

胎架高程测量：拼装胎架制作完成后，根据设计预拱度线型计算支点高程，测量复核后对牙板进行修割，满足梁段底板预拱度线型。

梁段高程控制：梁段上胎后对梁段顶面高程进行测量，以复核胎架支点高程。

3.5.2 顶推过程线型控制措施

在钢梁顶推过程中，主要采用由导向轮和双工字钢组成的导向结构控制钢箱梁的顶推走向，导向结构焊连在支架两侧的纵梁上，通过全站仪测定每个导向结构的位置坐标，确保顶推线型的准确性。导向结构在支架上的分布示意图如图5所示。

图4垫块仿真分析结果

图5导向结构布置示意图

3.6 顶推施工主要难点分析

①钢箱梁单向多点顶推，每个临时墩均承受一定的水平力。为保证顶推的顺利进行，应控制好拼装支架上的拼装线形，尽量减少因线形误差产生的次应力。

②本桥钢箱梁在平面直线和竖曲线上顶推，如何控制好顶推过程中的各支点标高是施工中的一大难点。

③钢箱梁落梁施工。

④本桥顶推施工上跨沈山铁路，安全防护要求高。

4 结语

本文葫芦岛市海翔路高架桥-钢箱梁项目工程为依托，重点介绍了钢箱梁顶推施工技术特点，并详细阐述了对各个步骤要点，采用ANSYS有限元程序对顶升过程中垫块进行了仿真分析，结果满足设计要求，为今后类似钢箱梁架设工程的施工提供了参考和借鉴。