山区高速公路大跨度钢箱梁桥顶推施工技术

王国萍WANG Guo-ping

（云南交投集团云岭建设有限公司，昆明 650041）

1 顶推施工技术简介

顶推施工技术常用于上跨桥梁不影响桥下通行或通航的场景，特别是跨越下部高速公路或铁路不得中断交通的跨线桥梁。目前采用较多的步履顶推技术在弯道桥中也有应用[1]，顶推技术不仅应用于常规的梁桥，在组合钢梁桥[2]、系杆拱桥拼装[3，4]，均有较多的应用。在特殊的施工条件或桥位限制时具有较高的经济效益，在公路钢箱梁桥施工中应用十分广泛。某立交的主桥上跨渝昆高速分左右幅钢箱梁，跨径为60m 简支钢箱梁，为整体断面，左、右幅分离，桥面宽度渐变，左右幅21.8m→24.4m→24.4m，两幅桥间距离50cm。钢箱梁平面位于缓和曲线和直线上，竖向处于圆曲线上，在拼装过程中需要同时保证成桥线形，线形精度要求高，控制难度大，顶推不能在在建高速上进行，为不影响桥下渝昆高速的通行，所有工作需在新建高速的一侧完成，施工安全防护要求高，顶推就位后，落梁高度高，难度大。

该跨线钢箱梁桥施工的两个主要过程：顶推钢箱梁从0#桥台跨越渝昆高速到达对岸的1#桥台，调整位置后将钢箱梁放落至桥墩支座。顶推钢箱梁距离下方高速公路路面距离约8m，施工顶推场地布置于0#桥台，顶推采用液压千斤顶步履式依次循环推进到位；落梁采用8 台200t油缸千斤顶下放的方式，顶推就位后，落梁高度约1m。

2 施工准备

2.1 顶推临时支架施工

该钢箱梁跨度达到了60m，顶推悬臂较大，顶推过程中整幅拼装焊接后在钢箱梁的顶端采用高强螺栓安装顶推导梁，导梁长度为20m，为减小连接导梁及钢箱梁上部拉力设置临时墩。临时支架有墩旁支架和拼装支架。墩旁支架包括基础和支撑架，设计为钢管结构，在主墩旁，主要作用是抵消施工过程中产生的水平力可能对墩身造成的不利影响。临时墩设置在对面的应急车道外，同样采用钢管结构。在0#桥台设置高于桥台的支墩作为主要顶推悬臂的受力墩。因施工侧0#台场地不平整，因此还需设置拼装施工平台（在0#台小桩号侧搭设拼装和顶推平台），接收墩支架柱采用φ426mm×8mm 及φ630mm×12mm 的钢管，水平杆采用φ140mm×4mm 的钢管。接收墩在导梁到达时可能受到较大的推力，墩顶沿横桥向设置H 型钢作为导梁直接受力构件，支架墩因在纵向上有足够承载力，导梁滑上支墩后，H 型钢上安装导轨作为钢箱梁的支撑和滑移支座。为确保支架刚度，采用现场焊接，并在顶推方向设置斜撑，支架还需按照设计标高严格控制墩顶的高程。

2.2 施工平台的搭设

为了克服不利条件保证拼装场地平整，顶推的组拼平台通过设置硬化地坪和搭设较低的临时支架形成较大的操作平台。本桥支架系统设计有专用施工平台、防护拦杆，布置详见图1。

图1 顶推施工现场布置示意

2.3 支架的拆除

临时支架采用由上到下、由主到次的原则进行拆除。起顶钢柱和起顶支承梁用人工火焰切割的方式割除。

拆除横向连接系的步骤：过程中需用吊机做保险，先割除横向连接与钢管桩的连接，吊机即承担横联重量。过程中应注意保持平衡，保证整个切除过程缓慢平稳地把横联重量转移到吊机上。

拆除临时支架的步骤：先采用人工火焰切割，后吊机配合吊装进行割除。

2.4 主要机械设备配置

本施工案例主要机械设备配置如表1。

表1 主要机械设备配置表

3 施工工艺及技术

钢箱梁顶推施工工序为：钢箱梁现场拼装工作→安装顶推千斤顶、夹轨器、导向和滑移结构→顶推钢箱梁前移1m→解除夹轨器后收顶继续前移1m→夹轨器调整夹紧并固定。重复上述步骤完成1 次顶推。

该钢箱梁跨度较大，顶推施工难度较大的为左幅，钢箱梁重987t，顶推跨度为60m。通过设置临时墩减小导梁悬臂长度。钢箱梁采用工厂制作分节段运输至现场，现场用汽车吊将梁段、挑檐吊装至平台完成现场拼装，将钢箱梁节段的平面位置和高程调整至预先设定位置，采用气体保护焊焊接：先纵向焊缝、再环形全断面焊接。钢箱梁顶推顺序：先左幅后右幅，由0 号台向1 号墩顶推。采用后端两点顶推，同步进行，待整幅钢箱梁拼装完成后作一次性顶推可减小配重，全部顶推到位后，采用千斤顶进行落梁，并逐步将钢箱梁调整至设计位置，达到整体平衡。拼接组装时直接按照设计纵坡进行，可方便整梁架设，保证水平顶推。

架设流程如下：

步骤一：先搭设施工平台及支架，拼装完所有节段后吊装导梁与钢箱梁连接，这一过程在拼装平台上完成。拼装钢箱梁过程中注意调整滑靴高度，保证钢箱梁顶推时水平进行，在横隔板的两侧设置滑靴，全幅共设置80 个滑靴，见图2。

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图2 钢箱梁水平顶推示意

步骤二：同步循环顶推钢箱梁至导梁到达1#桥墩，通过施加顶推力使导梁滑上支墩顶，顶推过程中应通过墩顶和桥台处的纠偏装置确保过程中钢梁轴线在规定偏差范围内，见图3。

图3 导梁滑上支墩顶示意

步骤三：导梁上墩后继续顶推钢箱梁，钢箱梁连接导梁端上墩后继续推移至桥台，随后拆除导梁，调整横向位置至钢箱梁的设计位置，见图4。

图4 拆除导梁示意

步骤四：安装千斤顶，准备落梁，现运用千斤顶将钢箱梁起与支架分离，拆除临时支墩。通过落梁千斤顶，下放钢箱梁，把钢箱梁调整至设计标高，即完成钢箱梁施工。

4 顶推过程控制要点

顶推应计算钢箱梁滑动的摩擦力，一般滑动摩擦小于静摩擦力。顶推采用小距离多次的方式进行，主要控制好过程中的轴线及高程。

①注意控制滑移轨道的标高，包括纵向和横向。②滑移轨道沿纵向全程设置，且保证表面无毛刺、凸起、锈蚀、缺角。③纵向顶推作业及横向纠偏钢箱梁顶推及跨高速时，为避免发生倾覆现象，钢箱梁悬臂以及其余节段的整体重心必须保证不超出拼装端支架以及悬臂端支座的较小处。④横向限位及纠偏限位装置应有可靠的支撑或受力点，纠偏装置可采用横向设置的短行程千斤顶。⑤顶推过程中导梁在达到对岸桥墩前，因其处于悬臂状态从而必然导致其前端不同程度下挠，事先需计算预测下挠量，并设置斜面在导梁前端与桥墩处的支架顶斜面形成斜面相交实现顶推中导梁主动上墩。⑥应先进行纵横向纠偏再进行起落梁，钢箱梁顶推到位后，测量钢箱梁全桥设置斜面的轴线偏差（含纵横向），通过桥台和桥墩顶设置的横向纠偏装置对钢箱梁位置进行调整并准确定位。

5 钢箱梁落梁施工

5.1 落梁步骤

钢箱梁顶推就位后，首先通过桥台的横向纠偏装置对钢箱梁进行横向调整，全桥轴线偏差达到规范要求后，在复核纵向位置准确性，纵向偏差可通过顶推的伸缩调整，无误后进行钢箱梁落梁工作。主要工序有：①顶升桥台处千斤顶，安装垫石上的支座及其他准备工作；②拆除临时支墩支架和其他可能阻碍落梁的杂物，调整纵横向的限位装置；③按照千斤顶的形成落梁，因落梁距离过大，千斤顶下设置垫块，并按照行程设置木墩作为替换支撑构件，下落第一次的行程后钢箱梁支撑于木墩上，即可拆除千斤顶下的垫块，随后顶升千斤顶拆除木墩后下落千斤顶；④重复上述顶落梁操作，不断替换木支墩的高度达到大距离落梁的目的；⑤上述操作每个桥台设置4 个千斤顶，顶升及落梁过程中所有千斤顶的行程必须同步。上述步骤循环至钢箱梁降落至支座顶面2～3cm；⑥全面检查钢箱梁的纵横向轴线及桥面高程，调整支座于钢梁支座位置的距离一致后同步落梁至支座上，拆除全部落梁千斤顶。落梁过程中千斤顶油泵尽量摆在钢箱梁中间，使油管长度大致相等；油管因采用高压油管内径不得小于12mm 以便于供油量或回油量的同步。

5.2 落梁注意事项

①油顶加装球形支承垫以及保险箍，一同作用的油顶应选用相同型号，并联采用油管。同时对油顶、压力表等进行配套校正。

②上部及垫层间适当设置防滑材料；油顶的底部设置2 层及以上四氟乙烯板，确保板中心与油顶中心重合。

④落梁时设置保险支座，对于相同墩的左、右侧同步起顶，在调整高程时可分别进行。

⑤油顶的位置应严格按照设计要求放置，且不得随意更换。

⑥落梁时应做好记录，多台油顶均由专人负责，统一听从指挥。

⑦为确保安全，安全栓前面不得站人。

⑧施工中同步卸载千斤，需缓慢进行并做到平稳、可控。

⑨落梁装置需保证其具有足够的强度、刚度、稳定性。

⑩使用油顶必须注意：

1）保证油管长度一致；

2）使用锭子油；

3）保证保险箍为旋上状态，上、下分别设置石棉板；

4）保险箍与缸体顶面需保留5mm 空隙，以保证随时松旋，否则可能将保险箍压坏；

5）抄垫板的厚控制在30mm 以内；

6）油缸固定好。

6 结论

上跨高速公路的顶推施工技术较为成熟，是一种不影响下方道路通行的理想施工技术。对于大跨度的桥梁可以参照本案例通过在顶推对岸设置临时支墩的方式减小顶推的跨度，可以减小导梁悬臂长度从而避免过大的悬臂负弯矩，同时顶推及落梁中应严格控制钢箱梁的平面位置及高程确保落梁后位置准确，该桥的顺利施工对类似工程有一定的借鉴参考。