上跨既有线连续箱梁顶推施工方法

梁健

摘 要：顶推法是预应力混凝土连续箱梁常用的施工方法，适用于中等跨度的直线或曲线桥梁。国内已建成的顶推桥除少数采用单点顶推方式外，大多数为多点顶推。因上跨既有线连续箱梁顶推施工具有其特殊要求，所以本文结合巴南广高速公路达成铁路跨线桥，阐述了单点顶推法在上跨既有线箱梁顶推施工中的成功应用。

关键词：跨线桥 连续箱梁 顶推施工

上跨既有线顶推施工受时间紧、干扰多、安全威胁大等因素的制约，要保证既有线的行车安全，选择科学合理的施工方法是在既有线上进行施工的关键。以下就巴南广高速公路达成铁路跨线桥连续箱梁顶推施工方法的比选、相应安全措施的制定等进行总结，希望对类似桥梁的施工提供一定的参考作用。

1.工程概况

达成铁路跨线桥位于巴中至南充至广安（川渝界）高速公路南充段，于高速公路K118+380处跨越达成铁路。跨线桥分左右幅设计，上部结构均采用18+32+18m三孔预应力混凝土连续箱梁，桥梁中心线与铁路股道中心线交角为108°，交叉点位于达成线小桥至营山间下行线K54+100、上行线K53+550处。达成铁路跨线桥左右幅采用错孔布置，左右幅全长均为75m。桥梁全宽28.5m，每幅桥全宽14.1m，两幅之间为0.3m的分隔带。下部结构采用柱式墩、柱式台，桩基础。本桥平面位于直线上，纵面位于R-10000m（T―232.308 E―2.698）上坡段，左幅桥梁纵坡为1.732%，右幅桥梁纵坡为1.782%。

连续箱梁高2.2m，采用单箱双室结构，悬臂长2.25m，悬臂板端部厚度0.18m，根部厚度0.5m，箱梁顶板厚度0.28m，底板厚度0.35m，腹板厚度0.45～0.85m。半幅桥箱梁全长68m，重23751KN，每延米重349.28KN/m，如图1。

2.顶推施工方法比选

顶推施工按顶推动力装置的多少分为单点顶推和多点顶推，单点顶推是将顶推装置集中在箱梁预制场附近的桥台或桥墩上，前方墩各支点上设置滑动支承。多点顶推是在部分墩、台上设置吨位较小的水平千斤顶，将顶推力分散到各墩、台上。按顶推动力装置的类别分为步距式顶推和连续顶推，步距式顶推由水平千斤顶与竖直千斤顶联合使用，顶推时先用竖直千斤顶将梁体顶起再用水平千斤顶顶推竖直千斤顶，使竖直千斤顶带动梁体向前移动。连续顶推采用串联穿心千斤顶、钢绞线束、拉锚器等实现梁体的连续顶推。

本工程提出了多点顶推、单点顶推及步距式顶推三种方法进行比较，现分述如下：

（1）多点顶推

在0号台、2号墩、3号台上各设2台ZLD200型自动连续千斤顶。其优点是千斤顶吨位较小，且由于利用水平千斤顶传给墩、台的反力来平衡梁体滑移时在墩、台上产生的摩阻力，从而使桥墩在顶推过程中承受的水平推力较小。但缺点是由于既有线铁路有高压接触网，牵引钢绞线束跨越既有线非常困难，且施工中对既有线的行车安全存在很大的隐患。

（2）单点顶推

在靠近箱梁预制场的0号台上设置2台ZLD350型自动连续千斤顶。其优点是牵引钢绞线束避免了跨越既有线，对既有线行车安全有利。但缺点是顶推力集中于0号台，同时由于各墩、台没有水平千斤顶的反力来平衡梁体滑移时在墩、台上产生的摩阻力，因此各墩、台所受的水平推力较大，不利于桥梁结构的安全。

（3）步距式顶推

其优点是所用顶推设备简单，省去了牵引钢绞线束、拉锚器、反力架等顶推装置，对既有线的影响很小。但缺点是顶推速度较慢，无法满足铁路部门规定的Ⅱ级施工在115分钟内将钢导梁从1号墩顶推至2号墩（顶推距离32m）的要求。

从以上顶推施工方法的对比中可以看出，要克服多点顶推和步距式顶推的缺点是非常困难的，因此在初步计算连续箱梁所需顶推力、单个桥墩、桥台所能承受的最大纵向水平力、连续箱梁对单点拉力与多点拉力的敏感性，并结合本桥工程现场条件、设计要求和顶推设备现状的情况下，为避免牵引钢绞线束布设时跨越既有线铁路，同时为了在规定的时间段内将钢导梁顶推至2号墩，本桥连续箱梁选用三孔整体预制、单点顶推法施工，即在0号桥台背后设预制梁场与预制台座，在制梁台座上设连续滑道，同时在制梁台座上拼装钢导梁。

3.单点顶推法的进一步优化

3.1顶推系统

连续顶推此种方式随着箱梁的不断顶进，钢绞线束将从水平连续千斤顶的前端逐渐拉出，由于本桥0号台位于既有线边坡上，距铁路上行线约20m，拉出的钢绞线束有可能侵入铁路限界，因此对水平连续千斤顶的设置做了改进，即将0号台放置水平连续千斤顶的反力架改为前锚固端，而将水平连续千斤顶设置在箱梁尾端的后反力架上，经改进后，水平连续千斤顶随箱梁的顶进向前移动，而钢绞线束从千斤顶中拉出后在预制梁场内保持原地不动，这样不仅解决了钢绞线束的侵线问题，同时为钢绞线的回收和再次使用提供了便利。

3.2滑道系统

本桥滑道系统分预制场制梁台座连续滑道墙及墩台顶滑道两部分。

连续滑道墙即在制梁台座混凝土顶面铺设10mm钢板，再在钢板上贴2m m厚不锈钢板。混凝土与钢板、钢板与不锈钢板之间的粘贴均采用GA-71胶粘剂，再将600×200×26mm的橡胶四氟滑块按4块一组，每组间距以5～10m布置在不锈钢板滑道上。

墩台滑道由滑道垫块及滑道板组成。滑道垫块由工字钢与底部C40混凝土支墩预埋钢板焊接而成，并在工字钢内设置加劲板，其上设置3cm顶板，垫块顶板坡度与桥梁纵坡一致，每个墩台盖梁或台帽上安放3个垫块，其中1个位于墩台的中间，其余两个对称布置在两侧的永久支座垫石旁。滑道垫块上设滑道板，滑道板为3cm厚钢板，其顶面焊2mm厚不锈钢板，滑道板长120cm，宽80cm，在滑块进口端20cm及出口端10cm长范围内设抛物线弧形段，以方便滑块的喂进与滑出。

4.对墩、台的加固措施

由于采用单点顶推，顶推力集中于0号台，而其它墩、台无水平千斤顶的反力来平衡梁体滑移时产生的摩阻力，因此各墩、台所承受的水平推力较大，为保证桥梁结构的安全，必须对墩、台进行加固处理，其处理的原则是找出箱梁在顶推的整个施工阶段中各墩、台所承受的最大支反力，从而计算出各墩、台的最大水平推力，并计算各墩、台在最大垂直荷载和水平推力作用下的应力大小、墩顶的水平位移及墩柱的裂缝宽度，再根据计算结果制定相应的加固措施。各墩、台最大支反力及水平推力统计见表1。

从表1中可以看出，0号台主要承受前锚固端传给的总顶推力，方向朝后，力值最大，其次为1、2号墩梁体移动时所传给的摩阻力，方向朝前。针对各墩、台受力的实际情况，采取了相应的加固措施。

对于0号台，为防止台帽与桩基连接处因受水平推力的作用而发生剪切破坏，故在台帽与预制场滑道墙之间增设一道11×2×1.5m的C30钢筋混凝土支撑墙，使台帽、支撑墙及滑道墙成为一个整体共同承受顶推反力的作用。

对于1、2号墩，为限制墩柱顶部在连续箱梁顶推过程中水平推力产生的水平位移，在墩柱顶部采用2φ720×8mm钢管与桥台台帽进行刚性连接。

5.结语

顶推施工有多种方法，针对不同的工程项目各有其优、缺点，应根据具体的施工条件进行合理的选择，并采取相应的措施以克服其不足之处，使之既安全可靠又切实可行。通过本桥对单点顶推法的成功实践，相信对类似桥梁的顶推施工具有一定的参考价值。

参考文献：

[1]张晓东.桥梁顶推施工技术[J].公路，2003，（9）：45-51.