等截面连续箱梁顶推施工方案及技术难点

杨素娟+++张威振++秦立朝

摘要：钢导梁处于悬臂时，在导梁截面上由自重产生的负弯矩很小，而当钢导梁上支承墩后，受力主要由剪力和正弯矩控制。钢导梁和箱梁的连接断面是最不利断面，在过去的施工中，曾在该断面以及箱梁与导梁锚固区出现过裂缝，需引起重视，受力必须有较大的安全储备，锚固必须可靠，一旦出现问题，后果不堪设想，且无法补救。将钢导梁与箱梁的锚固措施进行优化改进，这些改进措施可以非常有效地解决导梁与箱梁锚固区开裂的难题。本文主要以长沙市营盘东路浏阳河大桥为例介绍等截面连续箱梁顶推施工方案和技术措施。

关键词等截面连续箱梁；顶推施工；技术方案

【中图分类号】U445.4

跨越河流、铁路的桥梁，为了满足泄洪和通航、铁路的行车净空要求，对桥梁通航净高与桥墩尺寸有其特殊的要求。因此，采用顶推工艺成桥具有占用土地少、对桥下交通干扰小、施工安全、设备简单等优点，在桥梁工程上得到普遍应用。顶推施工过程中，主梁的受力比常规的施工方法要复杂的多，桥梁上部结构随着施工阶段的进展，位置不断变化，从而不断地转换结构体系。施工过程中梁体各截面都要经受较大的正、负弯矩，所以必须准确地计算出结构在整个施工过程中的受力情况，以保障顶推过程中的施工安全。

有报道说，顶推梁”十顶九裂”，经过研究发现问题在于箱梁在墩顶完全由两条长方形的滑道支承，梁体局部承压，这里是预应力管道布置最密的地方，断面消弱严重，预加应力集中，而且又有竖向蹬筋的存在，多个方向的应力集中一起，状态比较复杂。如何减小应力集中是目前工程界亟待解决的问题。

1、工程概况

长沙市营盘东路浏阳河大桥主桥设计为48.0m+3×59.0m+48.0m=273m，五跨一联“类双层”预应力混凝土连续箱梁。箱梁横向为双幅桥，单幅为单箱双室等高度截面，外侧梁高3.508m，在单幅箱梁腹板两侧平底板悬臂伸出挑梁，内侧作为管线通道，外侧作为非机动车及人行道。主桥桥墩按顺水流方向布置，桥墩轴线与桥轴线斜交成79o角度。主桥纵向处于半径为2734.0m凸形竖曲线上，实际最大纵坡约2.98%。

箱梁施工采用顶推法施工。五跨一联箱梁共分成9个节段预制、顶推。五孔主桥跨中均设置临时墩，减小顶推跨径。箱梁主要材料采用C50砼，构造钢筋采用标准强度fsk=335mpa的Ⅱ级钢筋与fsk=235mpa的Ⅰ级钢筋。预应力筋采用直径为φ15.24mm，低松弛钢绞线，其抗拉强度fsk=1860mpa。

箱梁分9段预制、顶推，各段工程数量如下表

单幅箱梁节段工程数量表

梁段号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 合计

长度（m） 33.25 29.50 29.50 29.50 29.50 29.50 29.50 29.50 33.25 273

砼数量（m3） 500.4 474.4 474.4 474.4 474.4 474.4 474.4 474.4 500.4 4321.6

注：表中数据未包括齿板混凝土数量

单幅箱梁頂推总长度为273m，砼总体积4369m3 ，总重量约 113594 KN，每延米平均砼约16.0m3，每延米自重约 416 KN。

2、 总体施工方案和箱梁施工工艺流程

2.1 总体施工方案

根据本桥设计，为了保证满足工期要求，根据现场实际情况，计划两幅箱梁 投入两套预制平台及顶推设备，基本上平行进行预制、顶推。主桥的基础、下部构造要求一进场就要全面铺开施工，尽早完成，且在五孔主桥中分别施工临时墩。

将箱梁预制平台布置在浏阳河东岸河堤外侧10#墩～12#墩桥跨之间，前端距10#墩约18m；完成11#墩、12#墩基础后，进行顶推箱梁预制场的施工；预制平台前端与10#墩之间设置1个临时墩，与10#墩形成一道16m跨径的顶推过渡孔。在预制台座上逐段预制箱梁，第1段箱梁前端安装钢导梁，钢导梁与箱梁、以及梁段之间施加纵向预应力后，逐段推出，反复循环进行预制、顶推9个梁段的施工，从东岸（10#墩）向西岸（5#墩）方向分别将两个单幅箱梁顶推到位。

两幅箱梁顶推到位后，将钢导梁从根部割断拆除，按照设计要求拆除临时预应力索，张拉、压浆后期预应力索，拆除主桥跨中临时墩，然后完成落梁工作，即拆除预推滑道，安装永久支座，完成五跨连续梁体系转换工作，恢复通航航道。

2.2 单幅箱梁顶推施工工艺流程

主桥箱梁施工程序

3、施工重点与难点及解决措施

预应力砼连续箱梁顶推法施工技术在国内已有长足的进步，日趋成熟。但是营盘东路浏阳河大桥连续箱梁顶推又有其显著特点，单箱双室断面构造复杂，主跨径59.0m，外侧梁高3.508m，类双层结构，纵向处于半径为2734.0m的竖曲线上，桥墩轴线与桥轴线斜交，箱梁砼体积大，单幅重量重，每延米自重约416KN。

3.1箱梁顶推技术难点及措施

本桥施工重点是箱梁预制顶推，施工难点也是箱梁顶推，另外临时墩的安全及落梁支座安装也是施工中的难点。克服箱梁顶推难点的技术措施主要有以下几点：

（1）合理布置整个箱梁预制场，包括预制台座与台座的小跨径过渡墩；

（2）预制平台（平台、模板）有足够强度与刚度，且升降自如，调整方便；

（3）控制箱梁构造钢筋，砼浇注，预应力施工质量，保证箱梁预制外形整体线形及内在质量；

（4）采用有足够刚度和合适长度的导梁，保证连接牢固；

（5）严格控制所有滑道标高精度，在理想圆曲线内，选用摩擦系数小的新型高分子塑料滑板；

（6）安装能足够施力且有富余的顶推设备，保证顶推过程顺利；

（7）采用可靠的横向导向装置，控制箱梁滑动过程横向偏差，符合规范要求；endprint

对施工中关键过程进行控制：箱梁底板线形；预应力质量；滑道标高精度；墩顶位移；箱梁内力与外表裂纹的检查等。

3.2 临时墩施工技术难点及措施

临时墩在箱梁顶推过程，保证安全也是一个难点，由于实际通航净宽不足25.0m，安全包括两个方面：一个为通航安全，另一个为临时墩受到来往船舶撞击，导致顶推中箱梁结构的安全。解决措施：

（1）施工中树立高度重视安全的意识，主动与海事部门联系，依靠他们支持，接受他们的指挥；

（2）临时墩设计时，尽量减小对航道的影响

（3）临时墩有足够的强度和刚度，在上下游设置防撞钢管桩，在通航孔侧设置防撞船舷等防撞措施。

（4）主动与海事部门联系，密切配合，按海事部的要求，高度重视，做好每一件具体工作，设置完善的安全标志标牌。

3.3 落梁施工技术难点及措施

箱梁顶推到位后，完成落梁，永久支座的安装，也有相当大的难度。箱梁自重大，单个主桥墩重量达24544KN，连续梁在顶升过程中应考虑1.5左右不均匀系数，一个墩箱梁需YD500竖直千斤顶6～8台才能顶起来。由于顶推施工特殊性，支座只能在頂推到位后拆除滑道系统后才能就位安装，支座与垫石、箱梁底板的施工误差，工作净空间的限制使地脚螺栓很难套进和连结固定。顶推到位后，工作空间受到限位又不能将梁顶升得太高，支座吨位大，笨重，构造复杂，无法采用起吊设备，人工操作很困难。解决措施：

（1）与设计单位密切配合，共同商量，请设计上充分考虑到箱梁顶推到位后支座安装困难，适当作局部调整。如采用电焊与环氧树脂胶粘代替地脚螺栓连接。

在作顶推施工工艺设计时，特别是滑道系统施工方案时，就充分考虑落梁支座安装方案，要预先考虑，留有余地。

（2）在顶推前，将笨重的支座先用吊机吊到桥墩顶就位，在落梁时，只需将支座平移，降低劳动强度；

（3）落梁前，准备足够顶升设备如竖直千斤顶，充分做好各种准备工作，使落梁工作时间越短越好，越安全。

4、结束语

通过以上措施，长沙市营盘东路浏阳河大桥主桥顶推施工顺利完成，整个顶推过程中未发生安全与质量事故。本工程中的施工技术措施和技术难点可以为今后同类桥梁建设提供借鉴。endprint