水上大跨度钢箱梁顶推施工技术研究

摘要：简要介绍了澳门大学连接横琴口岸通道桥钢箱梁结构情况，并根据澳门大学连接横琴口岸通道桥桥位环境和结构设计特点，介绍了此项目中大跨度水上钢箱梁的施工工艺，即：步履式多次连续顶推；同时，简要地介绍了钢箱梁顶推施工的主要步骤和顶推施工的主要方法。该施工工艺先进科学、安全可靠，对跨河流、跨公路、跨铁路等有特殊条件要求的特殊地段施工具有重要研究意义和推广价值。

关键词：大跨度水上工程步履式顶推施工技术

ResearchonIncrementalLaunchingConstructionTechnologyforLargeSpanSteelBoxGirdersonWater

XIAOYunfei

UrbanConstructionEngineeringCo.，Ltd.ofChinaRailway15thBureauGroupCo.，Ltd.，Luoyang，He’nanProvince，471023China

Abstract：ThisarticlebrieflyintroducesthesteelboxgirderstructureofthebridgeconnectingtheUniversityofMacautotheHengqinPort.Basedontheenvironmentalandstructuraldesigncharacteristicsofthebridgesite，theconstructionofthelargespansteelboxgirderonwaterinthisprojectadoptsawalkingstylemultiplecontinuousincrementallaunchingconstructiontechnology;Atthesametime，themainstepsandmethodsofthesteelboxgirderincrementallaunchingconstructionarebrieflyintroduced. Theconstructiontechnologyisadvanced，scientific，safeandreliable，andhasimportantresearchsignificanceandpromotionvalueforconstructioninspecialsectionswithspecialconditionssuchascrossingrivers，highways，andrailways.

KeyWords：Largespan;Waterengineering;Walkingincrementallaunching;Constructiontechnology

1工程概况

澳门大学连接横琴口岸通道桥项目位于莲花大桥南侧，旨在实现莲花大桥与横琴校区的便捷连接，进一步促进澳门大学与内地地区的互联互通。项目北起莲花大桥出境匝道两预留界面，沿十字门水道横琴侧边防巡逻道南延，跨过澳大排洪渠后进入澳门大学，然后分线分别沿澳大公交停车场和畅运大马路落地。整座桥梁全长约为539.99m，包括A、B匝道两部分。其中，横跨澳大排洪渠处设置75m钢箱梁，该处是整个工程的关键部分，该钢箱梁采用单箱三室等高简支梁结构，具有梁高3.75m、桥面宽17m、底板宽13m等特点。

2水上大跨度钢箱梁施工情况

2.1跨排洪渠钢箱梁结构

为了保证排洪渠的正常运行及边防巡逻道的正常通行，在排洪渠处设计了75m长钢箱梁。钢箱梁横跨澳大排洪渠，是澳门大学连接横琴口岸通道桥工程项目中的重要组成部分。钢箱梁的梁高为3.75m，桥面宽度为17m，提供了足够的通行空间，满足了车辆和行人的通行需求。钢箱梁底板的宽度为13m，此尺寸保证了梁的稳定性和承载能力。钢箱梁采用了左、右挑翼设计，左侧挑翼宽度为2.5m，右侧挑翼宽度为1.5m。钢箱梁选用了Q345qC材质，同时设置有防腐涂层，具有较高的强度和耐腐蚀性，适合水上工程的特殊环境要求。钢箱梁的顶板、底板和腹板等关键部位采用了不同厚度的钢板，并在需要加强的位置设置了加劲肋，以增加结构的刚度和稳定性。

2.2钢箱梁节段划分

考虑钢箱梁运输条件及吊装施工条件限制，将钢箱梁按设计图纸工艺结构进行纵向分段、横向不分段。桥段在工厂整体放模拼装完成后，再分拆成单元箱体和单元结构运送到现场，使用吊机安装。

钢箱梁材质为Q345qC，总重量为850t。钢箱梁横向部分段纵向划分17个阶段，其中，最重节段为58.1t，外形尺寸为3.66m×17m×3.57m。

3顶推施工技术

3.1拼装支架和顶推支架施工

根据现场实际情况和顶推施工设计方案，在7#～8#墩之间设置一组拼装支架，在8#～9#之间设置1#顶推支架，在6#～7#之间设置2#顶推支架，在5#～6#之间设置3#和4#顶推支架。支架竖向受力主管采用Φ630×8mm钢管，平联和支撑采用H型钢HN400×200×8×13mm，上部分配梁采用H型钢HM588×300×12×20mm双拼，拼装支架在H型钢上还需搭配321型贝雷片[1]，拼装支架和顶推支架高度按照地面标高、梁底标高及顶推设备高度确定。

为保证支架的稳定性，需确保支架地基基础稳定。支架基础施工前，需分析钢箱梁顶推施工中各个工况下顶推支架中每根钢管立柱的最大反力。根据现场实际情况，现场使用沉入钢管桩加强地基承载力，每根钢管桩所要求承受的力不得小于与其对接的顶推支架体系中每根钢管立柱最大反力值。另外，根据现场地勘报告，设计计算出沉入钢管桩的埋置深度，沉入钢管桩施工以设计标高为主、贯入度为辅进行控制，最后沉入钢管桩。施工完成后，按照检测频率对单桩进行静载试验，试验合格后，方可进行地面以上拼装支架和顶推支架搭设。支架搭设过程中，要注意控制钢管立柱的垂直度、平面位置及高度，同时要保证支架体系中各节点连接焊接质量，确保整个支架体系的稳定和牢固[1-2]。

3.2导梁设计

导梁设计考虑了顶推施工的需要及减小导梁重量的要求。首先，根据顶推单侧最大跨度为34m的情况，导梁的设计长度选取为最大跨度的0.7倍左右，即约为23.8m，此长度既能满足顶推的需要，又能在一定程度上减小导梁的重量。为了进一步减小导梁的重量，在导梁的前端采用变刚度变截面工字梁的设计。

3.3钢箱梁顶推

3.3.1箱梁顶推之前的准备工作

在进行箱梁顶推前的准备工作阶段，首先，需确保拼装平台和临时墩已搭建完毕，并随后进行顶推设备的安装工作；其次，在临时墩上对顶推设备进行仔细调试，以验证传感器的正常运行情况；最后，对所有顶推面进行检查，确保它们已全部解除连接，以确保顶推过程的顺利进行。

3.3.2钢箱梁顶推施工步骤

第一步：在临时墩和拼装支架上安装顶推设备并完成调试。在拼装支架上完成1#～12#节段钢梁拼装，将导梁吊装至已拼装钢梁的前端（1#梁段），并与之焊接成整体。启动各墩上的顶推设备，顶推设备全部由控制室控制电脑统一控制，各顶推设备在顶升、顶推动作上精确同步地使梁体向前推进，直到第一轮顶推完成。顶推过程中，要实时对钢梁的线性和应力进行监控，确保在允许范围之内。顶推完成后，复测尾端梁体的轴线、标高，为下一节段钢梁拼装做准备。这样的循环过程将持续进行。

第二步：进行第13#～15#节段钢梁的拼装及顶推。

第三步：进行第16#～17#节段钢梁的拼装及顶推，

第四步：当钢箱梁顶推至设计里程后，进行最后的调整工作，包括拆除导梁并根据现场测量数据对钢箱梁进行横向纠偏。通过精确调整，确保钢梁最终准确就位。

3.4顶推施工主要施工方法

3.4.1顶推施工

顶推施工是水上大跨度钢箱梁建设中的主要施工方法之一。在施工开始前，首先需确保顶推设备的安装和调试工作完成，并对系统的油路和电路进行连接。随后，施工人员会选择手动模式逐一检查各项设备的正常运行情况，包括油泵、顶升顶、纠偏顶、顶推顶、压力表和传感器等。

启动顶推设备前，需要在临时墩上进行调试，检查设备的传感器是否工作正常，以确保施工过程中的准确性和安全性。然后，启动各墩上的顶推设备，通过压力传感器监测到的压力值，控制顶推油缸提供顶推力，并确保各墩上的顶推油缸同步工作。在整个顶推过程中，需要实时监测顶升支撑油缸的支反力，保证顶推力的准确性，并通过调节顶升支撑油缸来保持钢箱梁的受力均衡，确保单侧最大允许支反力不超过规定范围。

在顶推过程中，一旦开始自动连续顶推，施工人员会记录顶推过程中的油压最大值和最小值，以便后续的施工监控和数据分析。此外，为了避免钢箱梁在顶推过程中出现横向偏移超差的情况，会对钢箱梁的中轴线进行实时监控，并及时调整限位装置，确保钢箱梁的偏移始终在允许的误差范围内[3-4]。

3.4.2竖向调整

在顶推过程中，钢箱梁的受力状态与成桥时的受力状态存在明显差异，因此，需要对钢箱梁进行竖向调整，以确保施工的顺利进行和最终的结构安全。在竖向调整阶段，施工人员首先根据监控指令确定每轮顶推钢箱梁所经过的墩台的标高变化范围和许用支反力变化范围，同时还需明确各顶推工况下临时垫墩的标高。在这个基础上，施工人员将根据实际情况对钢箱梁进行竖曲线的调整，以确保钢箱梁在顶推过程中的受力状态和位置达到要求。为了准确控制竖向调整，施工人员会根据顶推施工中的实际情况比较设备受力和计算结果，以及测量各反力座位置间隙值，根据测量结果，确定反力座位置是否需要调整。一旦差值超过规定范围，就会使用钢垫板进行调整。

3.4.3导梁过墩顶工艺

因自重钢导梁前端将下挠，故当导梁前端（第一节）到达时将离顶推设备滑箱较贴近。因此，导梁前端设计成阶梯状，通过螺旋千斤顶顶到了前端至底面超过设备顶面，放下折叠桁架，固定后落至设备顶面，继续顶推，即可完成导梁上墩。

3.4.4落梁及体系转换

在顶推完成后，利用临时墩上的顶推设备将钢箱梁的纵向和横向进行精确调位，在这一过程中，需要注意将钢箱梁底部高出永久支座50mm，以确保结构安全和稳定性。接下来，将梁体落在顶推设备前后的设置的临时支墩上，并仔细检查各墩顶永久支座和钢箱梁的位置是否准确，在这个阶段，同样需要注意钢箱梁底部高出永久支座50mm。当确认无误后，施工人员利用顶推设备将钢箱梁顶高20mm，并拆除顶推设备前后的临时支墩，然后，顶推设备的竖向油缸慢慢回油，使钢箱梁落到永久支座上，这样就实现了落梁及体系转换的工序[5]。

4结语

步履式顶推具有临时墩水平推力小、竖向调整便捷的特点，是解决跨越公路、铁路、河流等区域的有效的、先进的施工技术。澳门大学连接横琴口岸通道桥项目工程采用步履式顶推施工技术，从第一节段钢箱梁进场组装到最后一节钢箱梁顶推到位，并完成钢箱梁验收，历时20d，完成重量850t的桥梁架设任务。步履式顶推过程中，加强对临时支架的监测和千斤顶标高的复核，密切关注千斤顶竖向反力的数值/1dZjwb3jL3qYUxDJTRv9TqsxFTvpTaxWv4GaMYtjYk=，该数值应符合设计计算的数值，确保顶推实际工况与设计工况一致，防止局部临时支架沉降过大造成顶推倾覆的事故。同时，顶推施工过程中，也必须加强安全吊装作业、安全教育、培训及安全监控等工作，才能更好地保障顶推施工顺利完成。

参考文献

• 吕舜.澳门大学连接横琴口岸通道桥钢箱梁顶推施工关键技术研究[J].工程机械与维修，2024（1）：53-55.
• 李小鹏.水上大跨度变截面钢箱梁顶推关键技术研究[J].中国储运，2023（4）：183-184.

[3]黄杰.论监控技术在超宽、超大跨度钢箱梁顶推施工中的应用[C]//重庆市矿山学会（ChongqingMiningSociety）.2021年重庆市矿山学会年会优秀论文集.2021：8.

[4]喻旭明，张可，陈睿锋.模块化大跨度水上光伏支撑系统[J].太阳能，2024（1）：89-94.

[5]陈思，葛银萍，吕航光.大跨度钢结构吊装及安装关键技术[J].施工技术（中英文），2022，51（8）：26-30.