钢箱梁顶推施工技术分析

摘要 该文主要针对钢箱梁顶推施工技术进行分析，通过案例分析法、理论研究法、资料调研法等展开具体化探索，结合相关案例来明确钢箱梁顶推施工基本步骤，包括施工准备、钢支架及基础设计、钢桁梁现场拼装等，梳理各施工环节要点内容，提升对施工过程中的质量、安全控制，以此来保证钢箱梁顶推施工稳定性。研究结果表明：严控钢箱梁顶推施工流程，可为工程稳定推进奠定扎实的基础，为施工过程增加一层保障，并为相关研究提供可靠参考。

关键词 钢箱梁；顶推施工；技术途径

中图分类号 U445 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）19-0087-03

0 引言

该研究主要是关于钢箱梁顶推施工技术相关研究资料的整合、分析，并提出新的技术应用方法，使其能更加契合工程项目特征。对比其他研究结果，该文直接结合相关案例推进施工操作，使得出的结论更具可信度、真实度，并能较好地引入到其他工程实际中，提升施工效果。

1 案例分析

该项目工程为某大桥A，已知桥梁A62～63桥墩为门式桥墩，上部柱是钢结构、墩身混凝土结构，插入式连接，其中插接长度5 m，整体是混合结构，其中盖梁是箱形钢结构，梁高×梁宽（2.8 m×3.3 m）测量外轮廓尺寸，纵桥向厚度×顺桥向厚度（40 cm×30 cm），参数详情如下表1所示。钢盖梁工程以顶推法展开，在施工时需协调好各方关系，设定各阶段作业时间，减少外界因素影响。

2 钢箱梁顶推施工技术实施途径

钢箱梁顶推施工结构如下图1所示：

2.1 施工技术准备

具体如下：

（1）运输准备：在运输作业前，检查运输路线上的涵洞、桥梁等结构，保证其承载能力、尺寸可让各类构件、机械设备通过；设备进场时，清除路障、看管电缆，由专业人员负责指挥构件装卸；进行支架下地基处理，达到技术要求；各项操作前，做好技术交底；制定吊装方案，保证可靠、可行、安全。

（2）吊装施工准备：方法如表2所示，保证吊装稳步展开。

（3）顶推施工准备：结合场地条件设定顶推方案，尽量减少水上支墩数量、水上作业，针对设置钢管桩的情况，横推就位后布置足量临时支墩，保证钢箱顶推跨径达到通航标准；在顶推长度相对较大时，综合考虑钢箱在悬链条上所处位置，选择一端拉拔方式；在各墩顶钢板胎架顶面标高布设在悬链条上时，进行临时墩设计，考虑各墩可承载水平力，严控平台上的拼装线形，减少因线形误差所引发的次内力；进行钢箱顶推时，针对局部压应力、拉应力，提前验算，以防构件变形。

2.2 钢支架及基础设计

（1）设计思路：以混凝土扩大基础为拼装支架基础，纵移基础选择长×宽×高（74.7 m×4 m×0.5 m）规格的钢筋混凝土，并在下方回填砖渣、夯实处理，检测地基容许承载力>108 kPa；所用钢桁梁在钢支架上完成拼装，其中支架体系包括纵梁、横梁、钢管支架、基础部分等，支架则包括水中支架、陆地支架，满足不同环境所需[2]。

（2）陆地支架：准备16列钢柱，布置钢支架纵桥，4根钢柱布置钢支架横桥，其中两根为一组，每组侧向长度、纵向长度分别为1.5 m、5 mφ609×12 mm螺纹焊钢管，钢管内部布置剪力撑，保证结构稳定、安全性。

（3）水中钢支架：布置8列纵移支架，横向单侧3组一根，2 m间距，两组间距16 m，单根钢管桩35 m、柱底标高26 m，在钢管桩间布设两道上下间距2.6 m的剪刀撑。

（4）整体化设计：陆地钢支架上布设45C工字钢横梁，水中钢支架布设40C工字钢横梁，满足不同需求，其中滑道梁按照箱式结构布置，岸上钢支架纵移滑道高×宽（50 cm×60 cm），水中高×宽（70 cm×60 cm），布置在左、右两侧的纵梁距离16 m，钢支架整体长度zljpKGG+zHIe0X3NTK3t7A==83.5 m，纵向、横向采取平坡设计。

2.3 钢桁梁现场拼装

（1）导梁拼装：在施工地面布置好若干高×宽（6 m×6 m）的导梁，按照既定流程组装为框架结构，检查无质量问题后，吊装到纵移滑道，竖杆底部布设重物移运器；按照上述流程拼接高×宽（12 m×6 m）的导梁，吊装、转移；紧固导梁上的高强度螺栓，让其达到扭矩值标准；通过手拉倒链葫芦前拉导梁，让纵向滑道、导梁下弦中心线对齐，拖拉导梁到指定位置后，再将其紧固在滑道梁上[3]。

（2）桥面系拼装：将下弦杆吊装至拼装支架，安装下弦杆对应杆件，通过导链葫芦、千斤顶微调杆件，临时固定；安装桥面板体系、弦杆主横梁、次横梁，紧固各个安装冲钉、接头螺栓。

（3）上平联、斜腹杆拼装：选定预拼区域，将各个腹杆依次吊装到拼装支架上；调整各支点标高、钢桁梁设计线形，紧固各个杆件的冲钉、接头螺栓。

（4）桥门架拼装：按照既定方案安装上平联、桥门架，让上部整体结构完成闭合；调整支架上不同支点标高，确保钢桁架下部结构质量过关，调整设计线形，紧固各个杆件的冲钉、接头螺栓。

（5）其他杆件拼装：按照拼装顺序组装其他杆件，紧固接头螺栓。

2.4 顶推系统设计

（1）设置重物移运器：在钢桁架、导梁各处节点布置重物移运器，调整移运器上钢支架高度，确定下弦预拱度，避免下弦、移运器不同步，为保护钢桁梁涂装层，可通过在调节段顶端布置厚橡胶垫来增加摩擦力，或者是用高栓将移运器布置在下弦杆节点处。

（2）设置导梁：钢桁梁前段布设主桁装置导梁，其中钢桁架跨度64 m，为保证导梁作用效果，取24 m长度，以300 mm×300 mm型钢杆件组成，中间布设2.5 m宽横撑，横向间距15.8 m，高度方向规划为变截面结构，导梁前、后段长×高分别是（6 m×6 m）、（6 m×12 m），通过连接板焊接主梁、导梁节点，结合一级焊缝标准开展探伤检查；接应支撑点布设于导梁最前端，在纵梁端头处布设重物移运器，再在其上放置螺旋千斤顶，用于卡座固定；将导梁最前端转移到钢支架上，通过千斤顶支撑导梁，让导梁、螺旋千斤顶、重物转移器紧随钢桁架移动。

（3）装设顶推设定：选择DTS顶推设备，布设在钢桁梁左、右下弦杆尾部，其中顶推装置组成单位包括：控制台、泵站、液压反力架、顶推千斤顶等，将顶推千斤顶油缸端布设在钢梁尾部，连接液压反力架、活塞杆端，通过销子紧固纵向滑道、液压反力架，充当千斤顶顶推钢梁的支点，在完成一段距离的顶推后，松开销子，发现千斤顶活塞回缩，带动反力架移动，完成回缩后，再次紧固定液压反力架，往返重复上述过程，让钢梁逐步顶推到位。

（4）设置导向轮：顶推钢桁架过程中，在所有节点处布设重物转移器，转移器上装设导向轮，让导向轮、纵梁间保持15 mm距离，如此能让移运器在横梁上保持稳定滑动[4]。

2.5 顶推施工

（1）试顶推：进行钢桁架试验，加固处理，对钢桁架展开试顶推试验，测试顶推体系、支架结构可靠、稳定性；设定1 m顶推距离、10 min顶推时间，记录试顶推过程中泵站压力表上的数据，基于此计算钢横梁顶推力，再计算下滑道、重物移运器间摩擦系数，进行顶推力调整、控制；初始状态下，在钢支架上拼装钢梁，在各节点单侧布置重物移运器，钢横梁下弦杆尾部布置底座、千斤顶支撑，再将其焊接为整体，滑道尾部布设千斤顶反力架，形成完善的顶推体系，进行试顶推，检查有无错漏并及时调整[5]。

（2）正式顶推：起顶，通过竖向千斤顶开启支撑油缸，让钢箱梁受到顶推作用力而脱离支撑结构；前移，通过水平千斤顶开启顶推油缸，让钢箱梁、支撑结构同步前移，观察到顶推油缸走完行程后停止；落梁，通过竖向千斤顶开启支撑油缸，让钢箱梁、支撑结构同步下移，在观察到钢箱梁平稳落到临时承载结构上位置，可以发现此时支撑结构已经与钢箱梁分离；复位，通过水平千斤顶开启顶推油缸，让支撑结构移动到原来位置，顶推油缸归位。按照上述四个步骤重复操作，可将钢箱梁顶推到预定设计位置。

2.6 落梁施工

钢桁架东西两侧将桥墩顶面充当落梁平台，观察到钢桁架顶推就位后，检测落梁高度1.03 m，引入间隔交替落梁法，确保两桥墩支点高差≤8 cm，每次落梁高度≤10 cm，顶落梁时加装保险装置，可随千斤顶活塞起落发挥作用，为提升落梁过程安全程度，确保各梁端两侧支点起落量一致，控制千斤顶行程≤80%有效行程。将千斤顶布设在钢桁梁下弦杆内侧大约2 500 mm位置，增加钢桁架横梁强度，在横梁底板处焊接钢板长×宽×高（1.1 m×0.8 m×5 cm），分别在横梁腹板两侧焊接6块钢板长×宽×高（1.0 m×0.4 m×3 cm），设定20 cm横向间距，在钢梁接触面、千斤顶间布置橡RkGxvwX883vPCkojpAd2kg==胶板。桥墩墩顶上布设千斤顶，墩顶、油缸底部之间布设落梁钢板、调节墩，用膨胀螺栓连接、紧固墩顶、落梁墩，注意连接前检测落梁墩垂直度，避免造成结构不稳定，根据各千斤顶油压值，计算起顶力，获取各墩实测支反力Ri，单位：MN。计算实测梁重G1，单位：TAR2L3FLF1l27v9U4FFxuA==kg。具体如下式1所示：

G1=ΣRi （1）

再根据计算梁重G（kg）、设计支反力Ri（N）、实测梁重G2（kg）。计算出各支点的理想支反力（即在实测梁重情况下各支点应该承受的支反力）Rm（MN）。如下式2所示：

Rm=RiG1/G2 （2）

3 钢箱梁顶推施工技术控制

3.1 质量控制

（1）同步性控制：通过计算机技术对步履式顶推设备加以控制，保证载荷均衡、同步位移，严控顶推载荷差值≤10%，确保位移同步性精度在2～4 mm区间，如果步履式顶推在工作中发生同步性异常，所用计算机系统发出告警信息，下达指令，顶推设备停止操作，进行及时处理。

（2）顶推纠偏：开始顶推施工后，在临时支撑结构、墩旁支架作用下，会让钢箱梁重量缓缓转移到桩体，为保障顶推质量，可通过BIM技术、计算技术等分析受力承台、桩基在不断阶段参数变化，保证受力承台、桩基刚度达到顶推时水平推力、竖向压力标准要求；再结合桥梁钢箱梁施工标准，核对各类参数有无异常偏差，纠偏处理，可有效提升钢箱梁顶推施工质量。

（3）中线精度控制：在钢箱梁顶推施工时，需预制、拼装钢箱梁阶段，严控拼装参数、中线精度，在钢箱梁阶段内布设四个中线标记，钢箱梁阶段底部布设三个标记，通过经纬仪检测钢箱梁阶段中线、底部标记是否吻合，如果误差>5 mm，应及时调整，以此来保证顶推施工质量。

3.2 安全控制

（1）准备环节：在滑道安装时，关注其高程差，控制差值在1～2 mm区间内，临时墩高程差≤2 mm，以防因滑道高程差过大而造成顶推移动不平衡，造成安全事故，核检材料质量，严控各类材料进货、运输、进场、检验流程。

（2）顶推环节：严控顶推速度，维持在4～6 m/h之间，避免因顶推速度过快而出现滑落事故；利用监控装置严控顶推过程，出现事故时及时应对；在顶推现场布置防护栏、防落网、警示标志等，严禁无关人员进入现场；施工前组织各施工主体开展安全交底，提升安全管理力度。

4 结语

综上所述，文章对钢箱梁顶推施工中涉及的施工准备技术、钢支架及基础设计等展开了深入分析，各项技术的应用流程是基于案例特征提出的，故而具备较高的可行性，又因案例中提出的工程并无较多特殊之处，故而提出的技术应用方法具备较大的普遍性，实用价值较高。与其他研究项目的不同之处在于提出了质量、安全控制措施，关注同步性控制、顶推纠偏等工作，对于工程稳定推进起到保障作用。但安全控制环节相对简略，难以有效解决施工中复杂异常的安全问题，后续研究还需集中在安全问题识别、分类、应对措施制定等方面，以此来避免出现安全事故。

参考文献

[1]甘亚林.跨高速公路钢箱梁顶推施工技术研究[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术，2023（10）：153-156.

[2]李业龙.市政桥梁工程中的大型钢箱梁顶推施工技术[J].城市情报，2023（19）：154-156.

[3]卓帅.桥梁钢箱梁顶推施工技术探究[J].中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术，2023（1）：61-64.

[4]卢相.梅山特大桥钢箱梁顶推施工技术控制措施[J].工程建设与设计，2023（3）：204-206.

[5]侯俊杰.公路桥梁钢箱梁顶推施工技术[J].门窗，2023（11）：100-102.

收稿日期：2024-07-30

作者简介：黎溥逵（1989—），男，本科，助理工程师，研究方向：桥梁工程。