大跨度钢桁梁跨越通航河道浮托顶推法架设施工技术

陈哲红

摘 要：浮托顶推法加设钢桁梁的施工设施主要由膺架、滑道、水上浮托、顶推纵移、方向及定位控制等系统构成，该文结合丹阳人民大桥改建工程主桥施工实际，介绍了一种在一般浮拖法架设梁基础上的创新方法，即采用钢桁梁后端的顶推装置代替前方的牵引设备，具有设备简单、操作方便、速度均匀、运行平衡、有利安全等特点，通过对其工艺原理、工艺流程、操作步骤和主要安全质量措施，对修建同类桥梁具有重要的指导和借鉴意义。

关键词：钢桁梁 浮托 顶推 架设 施工技术

中圖分类号：U24 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）06（b）-0065-04

钢桁梁安装过程中，国内一般采用门吊、走行吊施工法、悬臂施工法、横移施工法等施工方法。对于跨度大且跨越通航河道的钢桁梁安装施工时，若采用上述方法，通航河道繁忙，不允许船只长时间占用且不允许在河道中设置临时支墩，故上述方法不适宜该类桥所处环境的施工。

1 工程概述

丹阳市人民桥主桥设计为跨径104 m钢桁梁，桥面宽32.9 m。采用带竖杆的华伦式三角形腹杆体系设计，主桥分为左右两幅，单幅重量达1 300 t。桥址所在苏南运河是全国水运主通道之一，是京杭运河的重要组成部分。航道规划等级为三级，施工期间要保证航道通航，主桥施工技术难度大，风险高，施工中采用浮托顶推施工技术，解决了该条件下大跨度钢桁梁安装就位的施工难题，有效地缩短了工期，降低了桥梁施工对通航的影响，确保了桥梁施工安全。

2 工艺概述

浮托顶推法架设方法是将钢桁梁先在岸边膺架上组拼完毕，利用液压千斤顶连续顶推纵移钢桁梁，使其悬臂适量，再将钢桁梁一端置于由驳船组成的承梁托架支撑体系上，驳船排水上升、托梁。继续顶推钢桁梁前进，实时调整方向直至到位，驳船注水、转换支承，墩顶落梁、安装支座。

3 施工工艺

3.1 施工工艺流程

施工工艺流程图见图1所示。

3.2 操作要点

3.2.1 工艺综述

钢桁梁杆件单元在工厂加工好后运输至施工现场，然后在河岸的膺架平台上进行组拼，组装完成并验收合格后，采用千斤顶连续顶推装置进行顶推，借助MGE自润滑板与不锈钢板特制的滑动装置，将钢桁梁向对岸顶进，达到预设悬臂量后，再将钢桁梁一端置于由驳船组成的承梁托架支撑体系上，驳船排水上升、托梁。继续顶推钢桁梁前进，实时调整方向直至到位，驳船注水、转换支承，墩顶落梁、安装支座。

3.2.2 膺架平台搭设

根据现场条件，利用河岸已经施工完成的钢筋混凝土连续梁桥面及空地，搭设膺架平台，在平台上组拼钢桁梁，避免水上作业，较容易保证安全质量，膺架膺架平台分为两个边支架和一个中支架平台，设计采用钢管桩+钢筋混凝土扩大基础+钢管立柱结构形式，钢管立柱之间采用角钢焊接成剪刀斜撑及横联系。柱顶部设置横向分配梁及纵向下滑道梁。

3.2.3 顶推滑道构造

滑道的布置采用下滑道连续、下弦节点上滑道间断的方法，根据钢桁梁受力的要求，上滑道设置于主桁下弦节点下方，考虑下弦节点拼接螺栓、纵坡及预拱度的影响，采用在下弦点与上滑道之间加塞不同厚度木板调节高度的方法，使上滑道底面处于同一标高上，顶推滑道构造图见图2。

3.2.4 钢桁梁杆件单元出厂验收及现场组拼

钢桁梁杆件单元在工厂预处理并加工好以后运输至施工现场，在现场进行组拼，然后完成钢桁梁的组拼、无损检测和涂装等工作，最后按照设计图纸和《铁路钢桥制造规范》（TB 10212-2009）进行验收，钢桁梁杆件单元及连接同时应符合国家和行业现行的标准验收，合格后开具出厂合格证。钢桁架组拼主要采用250 t履带吊在组拼平台上进行吊装组拼，严格按设计及规范要求进行，确保组拼质量满足要求。

3.2.5 顶推纵移系统

顶推纵移系统由2台ZLD100连续顶推千斤顶、钢绞线、后锚梁、油泵及液压控制柜、计算机系统等构成。在设计的两个顶推反力平台上安装千斤顶，由钢绞线与后锚梁相连接形成顶推反力，从而顶推钢桁梁纵移。该系统具有机械化程度高，而且设备简单、操作方便、速度均匀、运行平稳、安全可靠的特点。

3.2.6 驳船承梁托架系统

利用驳船作为水上承载设施，在驳船上搭设承梁托架，首先在船体加劲面板龙骨处设置钢管临时支架立柱，钢管之间设置单肢角钢水平连杆和剪刀撑，顶面横桥向设置型钢分配横梁，横梁上设置纵滑道梁，主钢管立柱外围设钢管斜撑（见图3）。

3.2.7 驳船方向定位系统

为保证安全及驳船的方向精准控制，设置驳船方向控制缆，在河两岸设置钢筋混凝土地锚，通过钢缆绳与驳船上的慢速卷扬机相连接（见图4）。

3.2.8 顶推作业

（1）顶推作业步骤见表1。

（2）顶推前对膺架及承梁托架焊接部位、千斤顶等进行严格检查，对重要结构部位的焊缝采用探伤方法进行检测，确保顶推过程中的结构安全。顶推设备，除进行空载运行检查外，还要对各顶推机具的同步性进行调试。

（3）准备工作完成后，起顶钢桁梁，同时整理下滑道并涂油，在各下弦杆节点下安置滑道及滑块，然后落梁，安装顶推设备。

（4）人员就位，开始顶推纵移，并逐个取掉悬出的上滑道，当顶推至悬臂16 m位置时停止顶推，此时梁体悬臂合适，完成第阶段顶推。

（5）第二阶段，浮托顶推阶段，驳船驶至设计预定位置上定位，完成驳船方向定位系统安装，然后安装驳船承梁托架位置上滑道，驳船排水上升托梁，经检查各系统完好后，开始浮托顶推。

（6）当梁体顶推到位后停止顶推，驳船注水落梁至墩顶临时支墩上，驳船驶出，拆除顶推系统。（见图5）

3.2.9 顶推过程中的纠偏措施

为保证梁体按设计轴线滑动，有效地解决顶推过程中偏转问题就必须采用横向纠偏装置施加横向力进行纠偏，采用滚轮装置进行纠偏，纠偏受力点设在钢桁梁兩端，纠偏装置见图6。在顶推的同时高程的偏位也同样存在，即桁架桥端部下挠，为此也必须进行纠偏，主要采用船舶排水浮托顶升的方法，控制在下挠5 cm左右进行纠偏，禁止上挠浮托顶推。

3.2.10 安装支座和落梁就位

（1）落梁前的准备工作。

第一，拆除滑道及支架，检查各部位平面及高程位置。

第二，千斤顶、液压泵站就位。梁体4个支点分别设置2台DCG8012型同步千斤顶，千斤顶放置在桥墩预留平台上。

第三，安装支座，安装前仔细检查支座铭牌，吨位、类型、安装方向是否正确，支座吊装过程中注意保护支座，防止油漆面受损或被污染。

第四，准备各种规格百度钢板或垫块，指挥人员和操作人员就位。

（2）落梁施工。

梁体在两墩之间交替下落，严禁同时落梁，每个墩处单次下落按10 cm控制，直到落至设计标高，支座完全受力，测试并调整梁体线形达到设计和规范要求，锚固支座。

4 结语

该桥采用浮托顶推法架设主桥钢桁梁，所用设备简单，操作方便，不污染河水，不损坏河堤，施工封航时间短，对航运干扰小。主要工序如钢桁梁组拼、驳船托架都可以平行作业，有利于缩短工期。支墩顶部设置MGE自润滑板滑道，顶推水平力较小，采用液压千斤顶顶推设备连续顶推，设备轻型简便，顶推启动和停止控制平稳，保证临时膺架的稳定，施工安全系数高。采用结构分析计算软件建立工况分析模型，设定预警值，在顶推过程中实时监测钢桁梁线型、膺架位移，比照计算软件分析结果，及时调整顶推状态，保证钢桁梁姿态符合要求。该方法简单易行，劳动强度低，成本投入低，施工效率高，易于推广。

参考文献

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[3] 张云昭.浮托顶推法架设64 m钢桁梁技术[J].铁道工程学报，2011，28（3）：58-63.