城市跨线桥箱梁支架整体顶推施工技术

刘新汶

（福建省交通建设工程监理咨询公司 福建福州 350000）

1 工程概况

福州市某新建大桥北引桥4#—5#墩双幅50m跨现浇梁横跨北江滨路，北江滨路为福州市的城市快速路，日通行量近20000辆。为确保能在维持江滨路的正常交通情况下，实现该跨线桥的安全、快速施工，在综合考虑施工安全、进度和作业费用等因素后，决定先采用钢管贝雷梁支架施工左幅箱梁，在单幅现浇箱梁施工完成后，拆除钢管支架边支撑，保留两个中支撑及贝雷梁，将其整体牵引平移至右幅箱梁进行施工，从而减少行车道上两中支墩支架的拆卸与安装作业，也减少了对江滨路的行车干扰。

该现浇箱梁支架由扩大基础、钢管柱、贝雷梁及可调标高的扣件立杆共同组成，见图1。支架平均高度23.5m，中支撑钢管柱支撑在混凝土浇筑的扩大基础上，管柱与基础间采用预埋件焊接牢固；两边支撑钢管柱支撑在承台上，并用槽钢与桥墩连接。

图14 #～5#墩支架整体布置图

2 顶推结构分析

2.1 顶推结构设计

顶推结构为中支撑钢管柱、扩大基础及贝雷梁，见图2。支架底座扩大基础既作为中支撑钢管柱的底座，又在其两侧预埋7对钢制牛腿滑块供顶推滑动之用。钢制牛腿滑块支撑在滑轨上，滑轨采用P43钢轨，钢轨下采用枕木抄垫，扩大基础前端预埋两个牵引连接钢构件，采用8根7准15.24钢绞线进行牵引。顶推总体布置见图3，牛腿滑块见图4。扩大基础采用C30混凝土，结构尺寸为：长1695cmX宽330cmX高60cm，其两端设半圆形加厚防撞台，梁体内布设上下两层准16X15cm的结构配筋。为了不破坏公路路面以及为了起顶的方便，扩大基础与公路路面间采用塑料薄膜隔离。

图2 整体顶推支架外观图

图3 支架整体顶推结构示意图

图4 牛腿布置图

支架钢管柱直径均为准600，支墩双排管柱间距1.5m，设计顶推荷载为430t。

2.2 顶推结构受力分析

根据施工设计，在扩大基础两侧布置4台100t的千斤顶进行起顶,结构受力上需进行扩大基础侧边的牛腿抗剪、扩大基础抗弯，以及钢管柱内力等详细计算。

扩大基础在首次混凝土浇筑时，设计对地基层与基础间进行防粘结处理，因此不考虑基础梁与地基间的粘结力。根据设计施工图纸，扩大基础每侧牛腿预埋件设置7个，考虑支架的偏载系数为1.15，经计算，每牛腿的分担竖向荷载值为31t。根据《简明施工计算手册》有关预埋件计算原理，牛腿预埋结构采用6根L63×8×400的角钢能满足结构起顶受力的要求。

根据扩大基础的结构设计，计算单筋截面的抗弯力矩为648kN·m，而基础梁在自重、钢管柱及贝雷梁结构的共同作用下产生的最大弯矩值仅为278kNm，因此，扩大基础梁结构能满足使用要求。

钢管柱与扩大基础采取预埋角钢与钢板面进行焊接加固，钢管柱间设2组共四层的L75角钢进行两两连接施焊加固，柱顶2I45a分配横梁与钢管柱顶直接环缝焊接处理，贝雷梁下弦杆与分配梁靠接处均采用L63角钢卡扣锁定，且贝雷梁组间按照纵桥向每6m设置一道花架。设计连同管柱顶推的贝雷梁，在管柱上对称布置，以使管柱处于竖向垂直受力状态，且结构的重心位置在钢管柱顶，使得滑移过程没有大偏心受力。通过对顶推整体支架的各节点扣接与焊接加固，且在两支墩上的平衡分布受力，从而保证支架在顶推过程整体稳定。

顶推支架的总荷载为430t，取牛腿与滑轨间的摩阻系数0.15，计算得预计的牵引力值为64.5t，采用8根7准15.24钢绞线顶升牵引能保证整体支架平稳拖拉施工。

3 支架顶推工艺

3.1 拆除部分支架

待先施工的单幅梁体混凝土强度达到设计值，张拉压浆预应力束后，开展梁底钢管脚手支架的松顶和底模拆除施工，全部拆除支架边跨在靠近4#墩和5#墩处的半跨贝雷梁桁架，使得贝雷梁保留数量为单排10片，并基本对称布置于支墩钢管之上。在顶推支架贝雷梁上的部份钢管脚手架可不进行全面拆除施工，以待顶推后二次使用。

3.2 支架基础放样定位

测量组进行精确定位放线，给出扩大基础在顶推后的准确位置，进行划线、标记，并铺设3cm细砂找平层。同时，根据扩大基础的移动定位位置，布设滑轨与顶推反力座的准确位置。

3.3 牵引反力座设置

牵引反力座设置采用横向2I45型钢作为反力支撑梁，该横梁底设钢板与路面锚筋焊接，且与P43滑轨端头靠接施焊，并在两侧的钢横梁后路面上堆压50t的预制板块，采用精轧螺纹钢和钢板材料使其与型钢横梁栓接成为整体稳定的反力座体（图5）。

3.4 支架起顶

在扩大基础侧边预埋的7对钢制牛腿滑块中，顺序选取单编号共4对的牛腿滑块，在其上焊接2［12槽钢吊杆及2I36a工钢挑臂横梁。在各挑臂横梁的两侧各放置1台100t千斤顶，采用多次循环起顶的办法施工，将扩大基础的高差控制在1cm以内，经循环往复使扩大基础梁起顶到设计值5cm，然后及时将P43钢轨涂抹黄油后穿入到牛腿滑块的“U”型槽靴下，通过落顶使扩大基础的预埋滑块平稳的支撑在钢轨上。“U”型槽靴的前端应设置成上挠型的，此将有利于滑块向前滑移；在钢轨的下方还应辅垫小枕木，以调平钢轨梁标高，并使各滑块牛腿在移动过程中达到受力尽可能均衡；钢轨的辅设应设置侧边锚钉预以限位加固，以防钢轨受力偏移。

图5 牵引反力座布置图

3.5 顶推滑移

起顶检查完毕，在没有异常情况下即可进行顶推作业。将钢绞线的一端采用夹片限位安装在锚具上，并扣挂在扩大基础梁前端的牵引牛腿座上，每个牛腿座设2根7准15.24钢绞线作牵引绳，施工过程采取4台25t单顶千斤顶，采取四点对称循环抽拉单根钢绞线的办法，使支架体保持同步平稳的向前滑移。施工过程派专人测量顶推进度，及时报告顶推前进距离，若顶推不同步时，应根据实际情况进行单侧顶推微调（单独拖拉前进一段距离）。

支架基本顶推到位后，根据事先测量放线位置，进行扩大基础梁具体落架位置的顶推微调，基础梁在落架前，需采用细砂对路面进行铺垫处理，以保证基础落架后与路面密贴受力，从而实现均匀受力；基础梁的落顶作业即为起顶作业的逆向施工方案，强调8台千斤顶必须同步起顶和落架施工，避免出现因受力不均致使单点牛腿应力集中，造成基础及支架整体的结构性破坏。

4 施工安全质量注意事项

4.1 千斤顶调试工作

检查所有油管连接部位，确保连接可靠。

检查所有动力设备以及线路是否良好，若有问题应即时处理。

检查所有液压元件是否良好，若有问题应即时处理。

加注润滑脂和液压油。

点动液压泵，无误后进行空载运行，检查管路、阀门连接是否可靠，仪表是否正常。

操纵各油缸空载起升、降落，检查其单动、联动是否可靠。

4.2 牛腿焊接

加劲板焊接，焊缝高度6mm。

型钢保证整体平整，不能出现弯曲、裂痕。加劲板焊接严格按照图纸要求进行施焊，保证位置准确。

4.3 起顶

指挥人员统一指挥，并派专人查看起顶情况，随时检查是否发生偏心起顶。

起顶过程要缓慢，起顶节奏要统一，起顶高差控制在1cm。

起顶到位后，应及时进行枕木抄垫工作。抄垫“U”型槽钢时应在钢轨和型钢之间涂抹黄油，减少摩擦系数。

4.4 顶推

顶推反力座制作时，确保钻孔位置的准确，要严格按照图纸位置进行施工。

在路面设轨道锚筋时，应确保锚筋钻孔深度，利用环氧树脂进行钢筋的孔内锚固，钢筋采用直径32mm螺纹钢筋6根。

植筋后，安装钢板，进行钢轨栓焊接，应确保栓焊牢固。

顶推前，要进行预顶，而后过程要缓慢，时刻观察基础整体的变化情况。

提前做好施工期间天气预报的咨询工作，避免在暴雨、台风期间作业。

顶推时注意观察基础的变化情况，如有局部裂纹、破坏，应及时分析并妥善处理。

4.5 交通安全协管

由于福州北江滨路车流量十分大，因此，在支架起顶及顶推过程应尽可能避免车流高峰时段进行。

在整个现浇梁支架施工使用过程中，均进行支架体封闭式安全围护，设置各种交通安全标识牌及导流标，并派员进行交通协管。

5 结语

该桥跨北江滨路北引桥4#～5#墩现浇箱梁支架施工方案，在上下游的高墩支架整体倒用中，采用扩大基础整体预制、千斤顶整体起顶、钢轨整体滑移的施工工艺，在花费少量的人力、物力情况下，仅用1周的时间完成了支架整体从右幅往左幅移位的全部施工准备与顶推就位工作，从而大大缩短了施工工期，降低了施工成本。实践证明，在此特定条件下采取该支架顶推方案是一个较为成功的施工技术工艺亮点。

[1]邬晓光.刚架桥[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]孙训方,方孝淑,关来泰.材料力学[M].北京:高等教育出版社,1993.

[3]黄绍金，刘陌生.装配式公路钢桥多用途使用手册[M].北京:人民交通出版社.

[4]彭伟.钢结构[M].成都：西南交通大学出版社,2004.

[5]杨文渊.路桥施工常用数据手册[M].北京:人民交通出版社.

[6]周水兴,何兆益，邹毅松.路桥施工计算手册[M].北京:人民交通出版社，2001.