排榜立交主线跨线桥钢箱梁顶推施工技术

2012-08-15刘文龙

山西建筑 2012年35期

刘文龙

(中铁二十局集团第六工程有限公司，陕西西安 710000)

1 工程简介

排榜立交桥上跨机荷高速公路，主墩设于机荷高速公路中央分隔带上，其余墩设于机荷高速公路路基边坡及坡脚;次边墩跨越龙茜供水管道，设门式框架墩;右幅钢箱梁位于直线上，主线跨线桥右幅钢箱梁，位于18号～22号墩台，跨径组合为35．1 m+2×50 m+35．1 m四跨连续钢箱梁;由于右幅跨度更大，故对右幅梁进行分析，钢箱梁顶宽 16．58 m，底宽10．58 m，悬臂长 2．5 m，梁体净高2 m(内轮廓尺寸)。箱梁为单箱三室结构，边腹板为斜腹板，斜率为1∶4。箱梁顶板厚度，根据纵向受力不同分为14 mm，16 mm，22 mm 三种;底板厚度为 14 mm，16 mm，22 mm，28 mm四种;腹板厚度为4 mm，16 mm，18 mm，20 mm四种，线路纵坡为－2%。充分考虑桥梁结构特点及现场吊装能力、道路运输、施工场地布置、桥位周边环境、机荷高速公路现状及交通流量等因素，为满足安全、工期、技术、经济等方面的要求，该桥钢梁采用顶推法施工。

2 钢箱梁顶推施工控制工艺

2．1 主要设备和大型临时设施

1)存放场。钢箱梁存放场设置在主线桥与匝道梁之间，设两处，面积均约80 m×14 m，主要作为钢箱梁板单元件临时存放场地。存放场地全部采用混凝土硬化，并砌筑不小于40 cm高的台座，以方便存放钢箱梁板单元。

2)拼装胎架及滑道。在实施顶推作业前，拼装钢箱梁所用临时支架设置在22号墩后78 m长度范围内，根据主线右幅钢梁结构特点，采用横向4根/排，纵向每3 m一排，共27排钢管立柱，通过纵横杆连接成整体，形成拼装胎架。

3)导梁。导梁是为顶推需要而设计的，总重71 t。a．结构形式:导梁全长50m，采用工型梁桁架形式，前端梁高1m，后端梁高2 m，节间间距12 m，纵向布置两片桁，两片桁平行，桁间间距为3．9 m，与主桥钢箱梁中腹板一致。导梁后端上下面板、腹板分别与钢箱梁的面板、底板及中腹板焊接连接。b．连接横梁:横梁安装间距6 m。c．材质:主桁分块材质均采用Q345B，横梁均采用Q235B，材料技术条件符合GB/T 1591-2008低合金高强度结构钢的要求。d．刚度:钢箱梁顶推最大悬臂时，导梁前端最大变形约533 mm。e．导梁与钢梁连接处，导梁面板、底板宽度加大，采用熔透焊对接。f．为消除导梁前端下挠，方便导梁上墩，导梁前端利用设于墩顶斜腿支架上的千斤顶施以顶力起顶。经计算，顶力为6．5 t。

4)顶推系统。顶推系统组成有:2台1 500 mm行程的150 t水平连续液压顶及其液压泵站控制单元1套。顶推装置安装在待滑移钢箱梁的外腹板处，通过滑板支撑在外腹板与底板上。根据各顶推节段钢梁重量、导梁重量、顶推纵坡以及滑板摩擦系数计算各顶推节段顶推控制力及最大顶推力。

5)临时支墩及支架。经受力分析计算出顶推过程中各墩顶最大竖向力及水平推力，根据各墩结构特点，结合其受力分析，临时支墩及支架设计如下:桥台及盖梁墩利用永久结构接供滑块基础，于盖梁施工时预埋钢板及限位型钢。经检算，受力满足结构安全要求。

6)滑块。各墩顶滑块规格:400 mm×600 mm四氟乙烯板，固定于工字钢梁块上，滑块与临时墩或桥台间固结或设限位器。梁底采用500 mm×500 mm厚10 mm PTFE滑板，采用人工喂板，实现顶推过程中滑板连续。

2．2 钢箱梁节段划分及场内加工制作

右幅主线桥钢箱梁纵向全长共划分为21个节段(YF1→YF21)，长度组合为(4．87+3×9+6+8+4×9+6+4×9+8+6+3×9+4．87)m。横向标准节段板单元共分36块，其中顶板单元7块，底板单元5块，腹板单元4块，横隔板单元20块。大部分焊缝在板单元内进行，既保证焊缝质量，也保证节段总拼的质量。

2．3 施工准备

1)在拼装支架上滑道梁端部的设计位置安装2台150 t水平液压顶及其控制系统。2)18号、22号墩竖向布置2台100 t千斤顶。3)19号墩支座处竖向布置2台400 t千斤顶，21号墩支座处竖向布置4台200 t千斤顶。4)20号墩竖向布置2台500 t千斤顶。5)18号、19号、20号、21号墩上滑道梁共布置1台150 t水平纠偏千斤顶。

2．4 顶推架设施工步序

步骤一:1)根据桥梁线性，架设顺序由低往高架设(即从深圳侧往博罗侧架设);为了架设及安装焊接方便，连续钢箱梁底板桥横向保持水平组拼，钢箱梁水平顶推。2)在深圳侧桥台后布置78 m钢箱梁拼装胎架。

步骤二:1)在拼装胎架上布置滑道，调整滑道标高。2)在桥墩、桥台上方布置滑移、纠偏和起顶装置。

步骤三:1)在滑道上铺设滑块;2)在拼装胎架上拼装导梁。

步骤四:1)利用50 t汽车吊把导梁摆放至深圳侧边跨上，为防止导梁在顶推过程中挠度过大而侵入机荷高速行车界限，摆放导梁时，将导梁整体垫高50 cm;2)在导梁尾部拼装第一顶推节段钢箱梁;3)连接拼装第一顶推节段钢箱梁与导梁。

步骤五:1)顶推第一个节间距离;2)安装第二个顶推节段钢箱梁，顶推第二个节间距离;3)重复此操作，直至钢箱梁滑移至深圳侧边墩;4)在深圳侧边墩安装纠偏装置(1台150 t千斤顶)，对连续钢箱梁进行横向纠偏。

步骤六:1)继续顶推安装钢箱梁;2)当导梁滑移至深圳侧辅墩的滑座上时，在钢梁下铺设滑块，滑块跟随钢梁进出;3)在辅墩上安装纠偏装置(1台100 t千斤顶)，对已拼装的连续钢箱梁进行横向纠偏。

步骤七:重复操作，直至导梁滑移至博罗侧边墩。

步骤八:1)待导梁第一节滑出博罗侧边墩时，拆除导梁前端第一节。2)继续安装并顶推连续钢箱梁，直至全部拆除导梁。

步骤九:1)顶推连续钢箱梁至设计位置。2)通过调整桥墩处纠偏装置，调整连续钢箱梁横向位置至设计位置。3)在墩顶铺设起顶装置，把连续钢箱梁抬离滑座，拆除滑座。4)通过起顶装置，下放钢箱梁，把连续钢箱梁调整至设计标高。

步骤十:安装连续钢箱梁支座，拆除临时支墩及临时钢管桩，连续钢箱梁架设完成，进入桥面铺装工序。

3 安全及质量控制

1)顶推装置及滑移系统安装在钢箱梁外腹板下方，有利于提高箱梁滑移过程中的稳定性;利用液压油缸步履式同步顶推和增加钢箱梁外侧的横向限位装置，有力的保障了钢梁的准确性和安全性。2)通过增设导梁装置，调整了钢箱梁在顶推过程中的受力状态，大大减小了钢箱梁的应力和变形量，有利于钢箱梁的调整及质量保障。3)跨线机荷高速车流量大，不利于封路施工;在顶推施工时，钢箱梁表面必须保证无杂物及易脱落构件，导梁连接螺栓紧固。在机荷高速上的桥墩上施工时，增设防护措施，不得在施工过程中坠落物品。4)钢箱梁杆件吊装时，使用专用的钢梁起吊工具，不得损伤钢箱梁。5)钢箱梁在顶推过程中的线型控制:钢箱梁在工厂总拼时，已根据梁的预设拱度和桥梁成桥线型预拼;在顶推钢梁时，钢梁受力处于自由状态，箱梁尾端受力为0，钢箱梁拼装时，待拼节段与尾端节段通过匹配件紧固，同时处于自由受力状态，则钢梁焊接成型后的线型与成桥线型一致。6)临时设施拆除时，要确保施工安全，同时不影响机荷高速的车辆运行。