顶推滑移技术在钢结构桥梁施工中的应用

任志海

（北京市市政一建设工程有限责任公司 北京 100083）

1 钢结构桥梁的特点

首先，钢结构自身有稳定的连接结构，不用外接固定底座，不需要复杂的工作体系，能够较好地优化整改施工流程。

其次，钢结构有较强的刚度和承载力，对横向抗弯能力强，较好地适应桥梁的受力要求，能够充分发挥钢结构的自身性能。还可以利用柔性墩结构及双臂墩结构来进行建筑设计，能够较好地优化桥梁。整体的防震性能还可以利用吨型结构来不断调整混凝土的收缩状况，尽可能地降低负弯矩峰值。

再次，当桥梁横跨度满足200～300m 时，与同等跨度的桥梁相比较，钢结构桥梁施工周期较短，也具备较多功能优势。

最后，合理利用钢结构进行桥梁建筑，不但外观美化，并且所用实际空间增大。针对横跨河流来说，为桥下提供通行便利，并且桥面视野开阔，具有较好的景观性［2］。

2 工程概况

桥的总长度为450.82m，甲板宽度为14.57m，两侧的人行道为翼板大梁。其中，左侧人行道宽1m，右侧人行道宽0.75m。主梁是由混凝土预制构件制成的4-粘结连续钢桁架梁加6-张紧t梁。钢桁架托梁采用huberte 技术，预制t 托梁采用现场吊装施工。其中，4跨48m+67m+67m+67.49m 的连续梁跨度为48m+67m。箱梁的横截面如图1所示。

图1 钢箱梁横断面图

3 施工流程分析

顶推工艺流程见图2。

图2 顶推工艺流程图

4 吊装方案的确定

根据现场实际情况，经过反复论证，可采用以下3种起重工具。

方案1：采用1500t 履带式起重机直接就地吊装。该方案的优点是，所有钢梁都可以同时原地行走，施工时间短，质量有保证。但是，1500t 履带式车辆的费用相当昂贵，实在太高。

(1)南京城市河流表层沉积物碱性磷酸酶活性在各采样点分布各有不同。3个河段的平均APA分布表现为：外秦淮河<运粮河>运粮河

方案2：在河流中架设钢管桩，建立50m 跨度和120t 桥式安装机，以架设钢桥。该方案还可直接就地吊装钢桥，成本低于方案1，但在架设钢桥之前，应将桥安装机的钢管桩放入河中，这需要很长时间，桥安装机利用率不高。同时，起重作业完成后，拆卸桥梁装配机的问题仍然存在。

方案3：使用manetho Walker 4100WS 272t 履带式起重机（181t履带式起重机），首先吊装零部件，然后将钢箱托架推到原位。该方案可以连续升降钢梁，与方案1 和方案2 相比，成本可以大大降低。同时，施工时间可以满足要求，质量可以保证，效果在3个系统中最好。但该方案从未用于钢箱梁的设计和安装，有许多问题需要技术研究和解决。

对3项工程进行综合分析后，在考虑施工时间、成本和质量三大因素的基础上，最终选择了“升降→滑动→着陆”的施工方案。根据起重机的技术性能和现场情况，在本项目中选择了负载能力良好的manetho walker 4100 ws typ 履带式起重机（181t 履带式起重机）。181t履带式输送机位于西南岸时，只能就地抬起最南端的钢梁，然后提升顺序应从北向南，首先将最北的钢梁提升到最南的位置，然后再向北滑动，最后将最南端的钢梁直接抬起到位。滑动法有几个重要的技术问题需要解决，要先确定滑道的结构形状，然后如何滑移，如何在滑动后放置钢箱梁等［3］。

5 顶推滑移技术在钢结构桥梁施工中的应用分析

5.1 液压顶推滑移设备的布置

5.1.1 滑移轨道的布置

由于该项目所开展的环境在城市闹区，会横跨城市主干道，所以在施工中存在工期繁琐、安全风险大等问题。在安装滑移轨道时，应根据实际状况进行单元节点计算，按照所计算结果进行合理设置［4］。对直线段钢结构进行施工时，单个贝雷架上可以安装一条滑移轨道，总共为两条滑移轨道。在对曲线段钢箱梁进行安装时，内部会产生摩擦阻力，导致位置调整困难，要想更好地适应单元轨道设置要求，可以通过安装3条滑移轨道来满足工程需求。

5.1.2 液压泵站的布置

液压站内部的安装要符合以下3点标准：首先，系统内部所提供的动力要符合滑移速度要求；其次，进行布设时，要尽可能降低油管所用长度；最后，尽可能地增强泵站的工作效率［5］。

5.1.3 现场实时网络控制系统的连接

可以通过在现场安装电脑，电脑柜中所涵盖全部通信线和电源线，将通信线和电源线与所要安装的部件进行连接［6］。

5.1.4 横向纠偏装置

在钢结构两侧通过安装1～5个墩台位置来进行纠偏，还可以利用正反螺旋千斤顶来调整主干道和下滑道中线的位置。在完成顶推后，注意观测横向偏差，对位置偏差进行及时修改。

5.2 顶推作业施工要点

（1）根据压力感应器，在测得压力值后，以支点反力进行摩擦力的计算，最后与油位表进行准确核对。（2）定位观测，主要涉及的测量内容包括以下两种，即两体的中点定位和墩顶的水平位移定位。墩体的位移观测作为核心部分，要充分观察工程的设计要求，将偏移值作为最高值进行计算，当完成位移的换算后，以施力方向对梁体进行移动，在移动区间内注重实时观察，当最大偏移量大于计算值时，立刻停止施力。（3）在进行顶推任务时，要有序进行实时监控，以此更好地确保整体施工质量安全。（4）对于顶推任务，要与顶推桥梁进行准确的计算，多方面的检测是否符合规定标准，可以通过将中线偏移值控制在可规定范围内。当测量到中线偏移过高时，立即停止顶推任务。（5）在缓慢的施加力过程中，能够促使每节点达到预警值，若钢梁结构未发生位移，要立即停止处理，在检查合格后再进行施工。（6）在对钢箱梁进行安装时，温度的变化也会对钢梁结构产生一定的阻碍，会导致钢梁结构出现位移伸缩变化，因此，要适时地移动墩顶位置，及时检测位移变化，通过调整速度来改变墩顶位置，使其维持在可控范围内。（7）在进行最后一次顶推任务时，要注重纠偏和纵移符合标准。（8）注重观察在顶推过程中下降力，平衡力的变化。

5.3 落梁

钢梁按入设计要求的位置后，应及时落在支架上，该支架也是确定滑动成败的关键环节。由于轨道位于混凝土梁的表面上，滑移时，钢梁的实际高度比支架高得多，但支架宽度仅为300mm，不符合千斤顶放置的要求。在这一方面，梁的两端可以焊接成刀柄形式的几个假头，当钢梁落到支架上时可以使用。当钢梁下沉时，假头头部是最重要的应力部分，其尺寸应在加工制造前准确计算。根据计算结果，钢箱梁在施工现场完成制造假头后，通过焊接进行连接和固定，箱梁被推到指定位置后，千斤顶和支架被放置在假头的底部，支架主要由I钢构成，逐层重叠，先拆下钢梁，再拆下钢梁上的延伸部分和滑动梁，然后从支架中抽出一层，使钢梁向下落下一层。在这种情况下，错误的头位于外支架上，继续拉支架，然后第二次抬起钢梁，使其连续循环，直到钢梁落入指定位置。钢梁跌落到预定位置后，千斤顶、支架和先前设置的假头将被拆除，使钢梁能够完成整个定位过程［7］，此时，假头和支架的实际高度必须符合钢梁连续下降的基本要求，此时，钢梁的可靠定位已经完成。对于装饰框架和耦合梁等其他零件，由于相对较轻的重量，可以使用履带式起重机来完成吊装设计。完成上述设计后，所有结构构件均应进行焊接、测量和校正。修正完成并确认正确后，即可完成整个安装过程，下一步操作即可开始。

5.4 顶推滑移施工法的质量控制措施

移动时，不仅要考虑钢梁结构的应力，还要考虑垂直、水平、连续千斤顶等的应力。钢梁的轴向偏差对钢梁的垂直吊装、水平连续滑移的应力及后脚的安装有很大影响。移动时，需要随时确保钢梁集的设置，以减少对整个桥梁设计的潜在影响。在找到钢梁的挠度后，应及时进行优化操作。垂直千斤顶下方的滑动轨迹会影响钢梁轴在按下时的位置，从而可能导致轴明显偏离。严禁垂直千斤顶压钢桁架底弦网，除非及时采取有效措施，否则整个钢梁的主体结构可能会出现潜在的安全风险。在严重的情况下，整个钢梁的主体结构都会受损，千斤顶的损坏会给设计带来很多问题，会对人们的生命财产安全构成非常严重的威胁。如果钢梁滑动时梁的偏移距离过大，则整个柱无法按需要安装，从而影响应用效果。严格控制滑动过程中梁的挠曲，随时调整并修正偏差。在推动时，将派遣一名特别人员担任指挥指挥，设置警示标志，不准不相关人员进入滑动施工区。采取必要措施，防止石油、废水、废物和垃圾在施工过程中污染环境和空气。

6 钢结构桥梁工程施工质量管理目标与方法

（1）建设质量管理目标。结构施工阶段需要多方共同参与，有关各方在施工质量管理目标上存在差异。项目业主单位建设质量管理的目标是在整个项目建设过程中实施质量控制措施，确保实现预期的项目质量目标。规划单元的质量管理目标是开展项目验收和签证工作，以此更好地保障施工项目与设计方案保持一致。有关工作单位在展开时，会以质量安全作为核心进行工作，保障在收工后能够尽可能符合设计要求和合同所规定的标准。部分监理单位会按照质量是否符合标准来进行质量检测，并将其作为依据来评价工程活动是否顺利进行。

（2）对于施工质量的管理措施。钢结构施工中主要分为以下3 种管理措施。首先，例行检查。在这一过程中，会对首批样品进行检测，通过强制性检查和移交检查等方式，在实际的检测过程中，会利用到感知方法和实际测量方法来辅助工作的展开。其次，调控项目质量的管控。按照项目的核心部分进行优化调整，保证钢结构能够正常运转，并且所涉及的流程要符合方案标准。最后，对项目进行质量检测。在这一过程中，会利用到仪器来辅助进行钢结构的质量检测，通过对钢结构的强度、延展性和刚度进行数量计算，以检查结果是否符合规定标准，以及是否存在外部损伤，并对整体钢结构进行防腐处理。

7 结语

综上所述，在桥梁施工建设中，通过运用顶推滑移技术，能够很好地提高工作效率，但在使用过程中，要保障科学、合理，确保技术的可实施性，通过之前的工作经验及实际的工作状态，促进工作的顺利开展。另外，要严格按照要求进行工作流程的实施，充分发挥顶推滑移技术在钢结构桥梁建筑中的实际应用效果。