探究桥梁顶推施工技术

2014-04-02杨建

河南建材 2014年5期

关键词：导梁台座梁体

杨建

内蒙古交通设计研究院有限责任公司第二测设处（010010）

设计与施工

探究桥梁顶推施工技术

杨建

内蒙古交通设计研究院有限责任公司第二测设处（010010）

桥梁顶推施工，需明确顶推施工的技术原理与方法，明确该方法施工中的关键技术，这样才能有助于桥梁顶推施工质量的控制。这里从顶推法施工技术原理、施工关键技术等两个方面分析桥梁顶推施工技术。

桥梁工程；顶推施工；技术应用

当前，随着新型城镇化进程的加快和经济社会发展的转型升级，桥梁工程大量增加。在桥梁建设中，顶推施工技术比其他方法具有一定的优势，因此明确其技术原理和方法，了解并掌握施工关键技术，对于提高施工质量具有重要意义。

1 桥梁工程中顶推技术原理与方法

1）顶推施工技术原理

桥梁顶推施工技术原理，是在被顶推梁体的后部设置预平台，在平台上分阶段预制梁体，经水平千斤顶施顶,使梁体在各墩顶滑道上逐段向前滑动，直至主梁形式。

顶推施工技术的关键在于，在一定动力作用之下，梁体可在滑道装置上，以很小的摩擦系数向前移动，根据工程实际经验，聚四氟乙烯与不锈钢板之间的摩擦系数在0.04～0.06之间，但是其静摩擦系数却要大一些。

2）顶推施工方法

顶推施工按照动力装置，可分为单点和多点顶推两种。单点顶推的动力装置，在靠近梁场桥墩或桥台上，其支撑为千斤顶。多点顶推是在每个台墩上设置一对小吨位千斤顶,将顶推力分散到各墩上。在顶推中，水平千斤顶作用于梁体，产生摩擦力，可提高柔性高墩的安全性。

顶推施工按照支承系统可分为临时滑道支承装置和永久性支承兼用滑道顶推施工。其中，临时滑道支承装置顶推施工为在临时墩顶和墩台上设置滑道,在梁体就位之后，拆除滑道，更换落梁和支座。这种顶推施工环节多，需要合理规划设计。永久性支承兼用滑道顶推施工，对于适用桥梁，可做临时性处理，使其成为换到。结束顶推之后，拆除滑道，使梁体落在永久性支座上。

按照顶推方向，顶推施工可分为单向、相对顶推两种，按照动力装置类别可分为步距式和连续顶推两种。还有其他一些分类方法，比如按照箱梁节段成型方式划分等。

2 桥梁顶推施工关键技术

1）制作桥梁台座与节段

桥梁节段与台座的制作，为的是给预制箱梁提供过渡场地。在桥梁台座上，通常设置有活动模架和不可活动的台座滑道，还设置有钢筋绑扎、测控、钢束穿束平台和吊装设备。这些设施具有工厂化生产的特点，可确保箱梁制作的质量。

梁体阶段的预制周期较长，阶段长度控制在10～24m。对于每个箱梁除了首尾两节外，中间节段长度均相等。在正常段，作业周期应控制在7～15d。如果节段较长，则可适当放慢速度。

制梁台座位置的选择,应坚持以下几个原则：第一，保证墩台后端梁体，在顶推中的稳定性与抗倾覆安全性，在梁段内逐步向标准跨靠近。对于制梁台座位置应尽可能前移，利用台基础、墩身和永久墩等减少工作量，防止顶推尾端出现长悬臂。顶推梁体尾端转角为0度，保证梁体线性。

台座的结构形式应保证梁体线性与已推出梁体的一致性。在顶推过程中，无需起顶梁体，应设置滑道、滑块和滑动活动模板，以便灵活拆装。在预制台座基础时，应选择桩基础、水文条件和基础方案等，避免在浇筑与顶推梁体时产生沉陷。预制台座构造布置分为两部分：一是在箱梁预制台座基础上，设置钢筋混凝土立柱或钢管立柱，从而形成一个型钢联成整体；二是为了预制台座内滑道支撑,在基础上设置钢筋混凝土墩身，使其形成一个整体。预制台座采用刚性设计，为梁柱式或整体框架结构形式。

2）临时墩

因为支点负弯矩的提升与跨度平方成正比，在箱梁截面与预应力钢束强度一定的情况下，在跨度达到限度时，无法布置预应力钢束。因此，PC梁采用顶推法施工，便存在一个合理跨度的问题。设置临时墩是提高跨度的途径之一。

在连续梁跨度大于顶推宽度时，则适宜设置中间临时墩。如不设置临时墩，则无法满足前期顶推抗倾覆性要求。在连续梁与制梁台座前，可在第一跨内设置临时墩，临时墩作为过渡段，确保梁体线性与已推出梁体的一致性，防止大梁从制梁台座上顶推出去以后，与接灌下一梁出现较大转角。

设置临时墩应尽量降低工程造价,便于拆装，提高临时墩的稳定性，避免临时墩在箱梁顶推时出现较大的水平位移，确保顶推的安全性。

3）导梁

导梁可设置在主梁的前端，包括等截面与变截面钢梁板两种。导梁结构的设计计算，应从受力状态分析,导梁的控制内力是导梁与箱梁连接的最大正、负弯矩与下翼缘的最大支点应力。工程实践表明，导体长度通常为顶推跨径的0.6～0.7倍。如果导梁的长度较短，则可适当减小主梁负弯矩。如果导梁长度过长，可增加导梁与箱体连接处支应力与负弯矩。因此，应合理确定弯矩的基本受力情况。

导梁的刚度应为主梁刚度1/5～1/9,导梁刚度在满足稳定和刚度的基础上，选用变刚度与小刚度导梁。在顶推时，尽可能减小最大悬臂负弯矩，使得两个峰值较为接近。

4）滑动装置墩顶

桥梁互道通常采用单滑道板形式，一般为一块整钢板，设置在滑道垫块钢板之上。该种形式的滑道，可较好承受来自各方面的应力。整体滑道构造一般为：活动底板+滑道板+滑块+滑道梁+重轨支座形式。在支座上，可设置滑道顶推，并做临时固定，从而使其承受水平摩擦力。

在永久性支座纵向两边设置垫块，在垫块上覆盖一层厚度为40mm的钢板，然后设置滑道。在箱梁顶推到位，把梁顶起，拆除滑道与盖板，解除支座上的临时约束，完成落梁的各道工序。

5）顶推动力装置

拉杆、锚具、高压油泵和千斤顶等组成顶推的动力装置。千斤顶一般使用水平千斤顶或者自动连续千斤顶。高压油泵为普通高压油泵或者专业的液压站。

6）顶推动力计算和设备的合理配置

如果顶推箱梁中的各个主墩、临时墩，在施工过程中，反力Fi与摩擦系数f为已知数值，那么就可计算出顶推所需要的动力，以确定所需的千斤顶数量。按照墩布顶的原则，把各个水平千斤顶，布置主桥墩上。各顶推千斤顶可通过液压站，在主控台的集中控制下，完成同时启动与停止，以实现顶推集中控制和运行。

总顶推动力计算公式为：

H=K∑Rifi±GI

在该计算公式中，K表示安全系数，在1.5～2.0之间，Ri表示墩台滑道的垂直反力，fi表示静摩擦系数，G表示箱梁总重量，I表示的是顶推坡度，上坡取“+”，下坡取“-”。