公路桥梁顶推法施工技术研究

2013-04-17丁广翔

交通建设与管理 2013年7期

关键词：导梁主梁节段

丁广翔

（山西路桥第一工程有限责任公司）

公路桥梁顶推法施工技术研究

丁广翔

（山西路桥第一工程有限责任公司）

在桥梁工程中顶推法是一种非常有效的架梁施工技术，目前广泛应用于曲线桥梁、等截面直线桥梁或中等跨度等桥梁工程中。本文对公路桥梁工程中顶推法施工方法和技术要点进行了探讨。

公路桥梁；顶推法；施工技术

目前在我国的公路桥梁工程中，顶推法是一种比较常见的施工技术。顶推法大多应用于预应力钢筋混凝土等截面连续梁桥梁以及斜拉桥梁工程中。这种方法主要是指在桥头对梁体进行逐段的浇筑、拼装，然后采用千斤来进行纵向的顶推，使梁体通过各墩顶的临时滑动面来就位。应用顶推法施工时，所采用的机械设备较为简单、适应性强、施工稳定性较强、施工噪音低且施工质量较容易控制，所以具有较高的应用价值。

1 顶推施工方法

1.1 单点顶推法

单点顶推法主要应用于一些顶推梁段较短、直线桥梁当中，也适用于桥墩所承受水平荷载较大或后座能提供较高的水平反力的桥梁中。单点顶推法的顶推千斤顶或拉杆牛腿大多安设在箱梁两侧。主梁预制场附近的桥台或桥墩为顶推装置集中区域，滑动支承设置在前方墩的各支点上。顶推施工时，滑块在各个锈钢板上进行滑动，并在前方滑出，同时不断在滑道后方喂入滑块，以保证梁身平稳前进。

1.2 多点顶推法

这种方法是在每个墩台上设置一对吨位较低的水平千斤顶，使顶推力能够分散到每个墩台上。多点顶推是利用水平千斤顶传给墩台的反力来对梁体滑动所产生的摩阻力进行平衡，因此在顶推过程中桥墩所承受的水平作用力较小，也就是说，多点顶推这种施工方法也可应用于柔性墩上。另外，多点顶推法对顶推设备的吨位要求不高，比较容易获得，所以在预应力混凝土连续梁桥工程中应用比较广泛。与单点顶推法相比，多点顶推法不用使用大规模顶推设备，对顶推梁的偏离能够进行有效控制，且墩身所受的水平推力也较小，各墩施力较为均匀，比较适合应用于柔性墩和曲线桥当中。

2 顶推设备

2.1 滑道

对于顶推法施工来说，最大限度减小摩阻力是施工的关键技术。施工过程中可通过在梁底和墩顶设置滑道的方法来减小摩阻力。滑道可采用聚四氟乙烯板和镍钢板，同时对滑移面的摩擦系数进行控制。聚四氟乙烯滑组合在不锈钢板上滑动，滑块不断喂入后方的滑道，来保持梁身平稳前进。滑道的临时支承通常为不锈钢板与聚四氟乙滑块组合，其中的滑块是由四氟板和橡胶块构成。将临时支承设置在混凝土的临时垫块上，在主梁拼装就们以后再进行拆除，更换成正式的支座。也可以将滑道设置在永久支座上面，但需要对支座进行必要的防护，以免在顶推施工时对支座造成破坏。

2.2 千斤顶与油泵

顶推装置一般都集中在主梁预制场附近的桥台或墩台上，而滑动支承需要设置在前方各支点上。根据顶推方法的不同，顶推装置也有所不同。一种是由水平千斤顶通过箱梁两侧的牵动钢杆来对预制梁进行顶推；另外一种是水平千斤顶与竖直千斤顶进行配合，来对预制梁进行顶推。通常情况下拉杆式顶推方法的应用比较常见。这种方法需要在每个墩位上都设置一对水平千斤顶，并采用锥楔块将杆的前端固定在水平千斤顶活塞杆的头部，然后采用特制的拉锚器、锚定板等连接装置连接在箱梁上。将水平千斤顶固定在特制的墩身支座上，并在梁位下面设置上滑板和滑块。施工时每个千斤顶都能同时施力，来带动箱梁在滑道上移动。

3 临时设施

3.1 导梁

导梁为等截面或变截面的钢桁梁或钢板梁，通常在主梁的前端设置导梁，并采用预埋件来连接钢导梁。在外形上，导梁的底缘与箱梁底在同一平面上，前端底缘为向上的圆弧形，这样有利于顶推时通过桥墩。钢导梁具有减少顶推时梁前端悬臂负弯矩的作用。钢导梁的受力情况主要有正弯矩及剪力，还有较小的负弯矩。对钢导梁的长度要进行严格控制，其合理的长度应该能够满足主梁最大悬臂负弯矩与使用状态下各支点负弯矩接近的原则。另外还需要对导梁的刚度进行明确，可选择刚度较小或变刚度的导梁，但其刚度必须能够满足稳定性和强度的要求；还需要对钢导梁的动力系数进行规定，以保证结构具有较强的安全性。在钢导梁与箱梁进行连接时，应该将钢导梁的T型板全部埋入到箱梁内，箱梁端也需要设置用于锚固钢导梁的异形段。采用螺纹钢筋预应力筋对钢导梁与箱梁进行预应力张拉。在施工过程中可能会存在正负弯矩在导梁上反复出现、连接螺栓松动、主梁与导梁连接处变形、混凝土开裂等问题，所以，在顶推施工过程中，需要及时对各连接部位、特殊构件进行检查。同时对导梁的挠度进行随时观测。对于曲线桥，在顶推施工过程中也可以设置导梁，此时导梁的平面线形应该与曲线桥的圆曲线切线方向一致。如果曲线的半径较小，也可能采用折线形的导梁形式。

3.2 临时墩

临时墩与钢导梁的作用一样，也是为了减小顶推施工时产生的正、负弯矩。尤其在顶推的跨径较大时，或者顶推桥梁的型式比较复杂时，都需要设置临时墩。临时墩的受力主要为梁体的垂直荷载，以及顶推的水平摩阻力。另外，设置临时墩时还需要考虑到顶推施工启动或停止的惯性作用，施工期间通航、洪水或其它方面对临时墩的扰动。临时墩设置时不仅要满足强度、刚度、变形、受力以及温度等要求，还需要考虑到其拆除时的施工方案。

4 顶推法施工技术要点

4.1 分段长度的确定

顶推法制梁的方法有两种，即工厂预制块件或现场进行连续预制。采用工厂预制时由于受运输条件限制，所以节段的长度通常都小于5m，这样就会增加接头工作和运输设备，对施工成本也会产生一定的影响。所以通常可采用现象预制的方法。预制场是进行主梁节段浇筑、模板、铜筋以及钢索加工的主要场地。施工时可将预制场设置在桥台后，且空间要能够满足预制节段的需要。在主梁节段预制完成后，将节段向前顶推，并在突出的平台进行下一节段的浇筑。在顶推以后被顶出的梁段不应该有高程变化，梁尾也不能出现转角现象，所以需要在到达主跨之前设置好过渡孔，并确定出分孔及长度。

4.2 节段的预制

对于桥梁工程来说，节段的预制质量非常关键，它往往决定着桥梁的整体质量和施工速度。节段预制是在预制场上进行固定流程的生产，所以可以根据工厂预制的方法来进行厂房、吊车等生产条件的准备，这样也可保证预制工作不受天气情况的影响，从而提高节段预制的效率。通常顶推法施工多为等截面，模板可以进行重复使用，所以可尽量选用钢模板，从而保证预制梁尺寸具有统一标准。

4.3 落梁

落梁是指将顶推到位后的箱梁顶起来，将顶推时的临时滑道等装置拆除，然后安装永久性的支座，最后将箱梁稳定降落在支座上。落梁前需要对临时索进行拆除，预应力张拉，对所有管道进行灌浆；对桥墩位的高程进行复测，同时检查桩基的沉降量；将桥墩盖梁平面进行清理。落梁施工时可采取分段落梁的方法。