浅谈顶推法在桥梁施工中的运用

李安全

1 工程概况

吕山大桥主桥长71.76 m，宽25.85 m，跨长湖申航道，Ⅲ级，通航净高7.0 m;桥梁设计荷载为公路—Ⅰ级，设计洪水频率为1/100，设计洪水位3.73 m。

主桥上部采用71.76 m下承式钢管混凝土系杆拱，拱轴线形为二次抛物线，矢跨比1/5。拱肋断面为矩形，横向设置两片拱肋，拱肋高度为1.4 m，宽0.85 m，壁厚20 mm，钢材采用Q345C钢，钢管内灌注C50微膨胀混凝土。主桥为Q345C钢结构，系梁采用箱形截面，截面尺寸为高1.8 m，宽0.85 m;拱脚为多箱室箱形截面;设置27道横梁。

由于受河道两侧交通运输条件制约，并不能影响水运航道的正常营运，为缩短该桥在长湖申上的施工周期，经过多方案比选，最终决定利用已浇筑好的引桥桥面系采用顶推施工法。

2 施工方案

根据现场实际施工条件，拟在河中插打2排临时墩，在7号墩～9号墩引桥42 m范围内，两侧分别用钢管桩加宽0.925 m，在加宽段拼装“格构”式桥面系，逐段将“格构”式桥面系由7号墩顶推到6号墩。具体实施步骤为：第一次在引桥上拼装前导梁及6段钢梁，顶推20 m;第二次依次拼装2段钢梁，顶推40 m;第三次安装尾端梁段，继续顶推直至设计位置止，拆除导梁并落梁完成该桥主跨钢结构施工。

3 顶推施工临时设施

3.1 导梁

导梁长25 m，材质采用厚度为16 mm的Q235钢板加工，横截面采用1 800 mm×850 mm的方形截面，与下弦梁等截面，由有水平的厂家加工制造现场连接。

3.2 支撑墩

1)水中临时支墩施工。水中临时支墩采用钢管桩，对主跨进行分孔，具体为3孔(18 m+34 m+18 m=70 m)，中间作为桥梁主跨施工时航道的通航区，两边作为施工时的封闭区，禁止船辆的通行。具体示意图如图1所示。水中临时支墩施工由水上打桩船实施，靠两主墩水中临时支墩采用4根直径559的钢管桩，打桩过程以贯入度控制为主，要求土壤液化阶段结束后单桩承载力不小于50 t。相邻钢管桩中心间距1.5 m，钢管桩之间用［20槽钢进行连接，形成框架式结构，增强稳定性。

2)岸上临时支墩施工。设置φ559的钢管桩，纵向每隔5 m设置一根，其中在设置滑轮小车时局部加密一根，打桩过程控制贯入度，要求土壤液化阶段结束后单桩承载力不小于50 t。临时支墩间用［20槽钢连接，同时，将钢管桩与引桥翼缘外露钢筋牢固连接，确保稳定。临时支墩墩顶布设滑道、滚轮小车，滑道保证水平顺直。

3.3 平台胎架

在平台上设置控制坐标网点。

4 各梁段吊装组拼

4.1 梁段划分

钢管结构的加工制作和现场安装质量直接决定着桥梁的功能和使用寿命。因此，必须选择有资质、有能力、有经验和有条件的生产厂家在工厂内加工制作。

4.2 梁段吊装

1)吊装顺序：端横梁→拱脚(拱梁结合段)→系梁→中横梁。2)梁段吊装前，先将路线中心线放出，同时在两侧滑道上将系梁中心线用墨线弹出。吊装时，先将端横梁就位，端横梁就位控制前后端轴线及底板四角高程。3)吊装两侧拱脚段，拱脚段吊装底板对正端横梁，调整前后端轴线，然后测量底板四角高程，要求同端横梁。4)吊装中横梁时，以左右腹板与系梁对正为原则，同时控制轴线偏差，使中横梁与左右系梁对接焊缝宽度一致。5)依次吊装各系梁、中横梁，控制方法如上。

5 顶推“格构”式桥面系

5.1 顶推工艺流程

1)清理引桥7号墩～9号墩桥面系，在7号，8号墩顶上布好四台500 t千斤顶;前口放线定位6号墩拱脚，引桥加宽段胎架上拼装45 m“格构”桥面系，安装导梁，再次调整位置并临时定位;依次安装8个节间，冲钉对位后马板临时固定后焊接;2)千斤顶顶起后，脱空胎架使桥面系落于滚轮小车上，顶推4个节间20 m，直至前脚拱座端横梁落于第一排临时支墩上落梁;3)将尾部两台滚轮小车移至胎架尾部，在胎架上拼装桥面系“XXG1正(反)”段，拼装至胎架尾部，拼装完成后进行焊接。本次与顶推长度一致，4个节间20 m，安装总长64.55 m;4)焊接完成后，第二次顶起脱空胎架，使桥面系落于滚轮小车上，顶推桥面系至前导梁搭上靠李家巷侧临时支墩上约5 m时，拼装余下的桥面系结构;5)将尾部两台滚轮小车移至胎架尾部，在胎架上拼装桥面系“GJ1正 (反)”段，拼装完成后进行焊接;6)第三次顶起后脱空胎架落至滑轮小车上顶推，在6号拱脚快抵达前3 m～5 m，利用油泵单端顶推纠偏，方向无误后在6号墩上两侧做限位，控制住导梁前行方向;在6号拱脚快抵达前0.3 m～0.5 m，在6号墩钢梁前口做限位，在抵达对岸差0.1 m时停下，前后左右挪动消除残余应力，对位无误后请求各方复检，顶推桥面系至理论设计位置，准备进入落梁工序。

5.2 最不利工况处理

经过分析论证，得知顶推过程中导梁即将搭上李家巷侧水中临时支墩(第二排)而未搭上时，将出现最不利工况，最不利截面为林城侧水中临时支墩顶系梁截面。

1)增设浮船临时支点。通过分析与计算，计划从前端端横梁伸出第一排水中临时支墩4 m的工况开始，直到导梁前端伸出第二排水中临时支墩5 m期间，在端横梁下端用一艘850 t的浮船增设一临时支点，浮船初始配重500 t。2)增大水中临时支墩受压面积。于林城侧水中临时支墩墩顶布置四台滚轮小车，李家巷侧水中临时支墩墩顶布置两台滚轮小车，加大墩顶截面受力面积，防止系梁局部应力过大导致失稳。

6 落梁

当支座垫层填充材料强度达到设计强度后方可落梁。

6.1 支点调整

为了配合落梁，需对桥面系各支点做相应调整。

在两主墩盖梁上对称增设4个临时支点，临时支点由两根φ559钢管纵向并列组成，支撑于端横梁横隔板处。两根钢管1根用于支撑梁段，1根用于安放千斤顶。

6.2 第一次调整

测量各支点标高，首先对跨中临时点进行切割落梁，每次切割4 cm，进行第一次调整，使水中墩临时支点标高相对于端横梁处临时支点标高满足系梁预拱度设计值。

6.3 均衡对称落梁

采用单头1台油泵控制2台500 t千斤顶的办法将梁顶起，8点对称切割临时支点，分两级多次抽移，每次约40 mm，逐层次落梁，直至全部落完;用千斤顶，每次切割高度40 mm。

6.4 梁段调整

当梁段即将落到支座上时，在盖梁顶横向摆放滚轮小车，落梁后移动滚轮小车以消除顶推过程中形成的残余应力，同时调整梁位，使支座螺栓与梁体底板预留孔对正，连接支座螺栓，卸落千斤顶，使系梁落位于支座上，完成落梁。

7 施工体会

通过该桥实践，有如下几点体会：

1)顶推必须严格控制同步进行，顶推前应根据每段顶推量核算各千斤顶力大小和油泵、油表读值，并排除一切顶推施工障碍。各千斤顶在顶推过程中，应同时启动，同步前进，使各千斤顶按预定的顶推力出力，同时在箱梁两侧划出顶进尺度标记，以控制两侧顶进尺寸一致。并派专人随时观测箱梁位置的准确度，使箱梁沿着桥轴线直线运行。当测得轴线偏移量大于8 mm时，应启动导向千斤顶进行纠偏，防止偏差继续发展。2)顶推法施工架设桥梁节省大量支架、脚手架，不需要大型吊装设备;梁段加工实现工厂化，施工不受气候变化、河水涨落和桥下航运影响;质量易于控制;可节约材料，降低工程成本。3)顶推法尤其适用于施工工期相当紧急，工期压力大，河道运输繁忙且不能封闭航道的钢结构施工。

［1］ 陈宝春.钢管混凝土拱桥设计与施工［M］.北京：人民交通出版社，2000.

［2］ JTJ 041-2000，公路桥涵施工技术规范［S］.

［3］ 交通部第一公路工程总公司.公路施工手册——桥涵［M］.北京：人民交通出版社，2000.