浅论南昆跨线桥步履式顶推技术的施工要点

2018-01-08浦仕江

中华建设 2017年12期

浦仕江

浅论南昆跨线桥步履式顶推技术的施工要点

浦仕江

步履式顶推施工在当今的桥梁施工中已比较常见，发挥着重要作用。文章将对昆明南连接线高速公路南昆跨线桥的施工中的步履式顶推的施工要点进行分析和探讨，为推进我国桥梁施工技术的进步和步履式顶推施工工艺的推广和良好运用提供一些参考和借鉴。

顶推法是桥梁施工中一种常见的施工方法，具有悠久的历史，对桥梁施工做出了重要贡献。常见的顶推法有连续拖拉式、步矩式，在历史上获得了很大的成功，楔进式顶推法也逐渐被运用到桥梁施工中，步履式顶推是在昆明南连接线高速公路跨铁路线桥施工时被发明的，并在南昆跨线桥的施工中获得了较好的运用。

一、工程概况

南昆跨线桥属于昆明南连接线高速公路工程，即K22+578（K22+551）工程的一部分。跨线桥的建设要求跨越新建的铁路以及既有铁路，一共涉及5条路线，3条既有铁路线南昆、客车环线、东王铁路，2条新建铁路：南昆二线、集装箱疏解线。南连接线高速公路的在南昆铁路的K778+279处跨桥，交角32.1°，跨线桥全长997.08m，轨面与梁底之间净高19.8m，位于R=1000m的圆曲线上和缓和曲线，双幅桥面，16.5m/幅，桥上部为三跨钢混结合连续梁，主跨全部位于R=16000m，T=304.246m，E=2.892m的竖曲线上，主桥采用（65+100+65）m钢混结合连续梁顶推法施工，中跨8#墩侧63m梁段及大里程侧65m边跨采用步履式顶推法施工，顶推距离为128m。

二、昆明南连接线高速公路南昆跨线桥步履式顶推要点

1.选择合适的设备

南昆跨线桥中，使用步履式顶推的是中跨8#墩侧63m梁段及大里程侧65m边跨，推距128m，具体施工时，要求最少3个墩受力，所以步履式顶推设备的竖向荷载值最大为1800t，单套设备的竖向顶升值应大于500t,充分考虑各方面因素，采用1000t级别的步履顶推装置是最合适的，南昆跨线桥具体施工时，选用的是BDTK步履式顶推系统，纠偏能力大于5cm，竖向调节能力大于30m,系统包含1套控制系统、16台液压泵站和16套顶推装置。1套控制系统可控制8个墩台上的16套顶推装置的同步顶推、纠偏及落梁作业，满足了施工需求。

2.设计正确的施工流程

步履式顶推是在多点连续顶推的基础上设计出来的。应结合施工现场的需求和多点连续顶推的施工方式设计正确的施工流程。南昆跨线桥的步履式顶推系统动作步骤如下：

3.控制好水平顶推顶的施工

步履式顶推施工时，3个墩要同时受力，竖向和水平向的顶推顶的控制就显得尤为重要。步履式顶推过程中，顶升顶活会将推滑箱和主梁顶起，顶起后，伸缸会促使主梁顶往前移动，在此过程中，位移、横向、压力等必须进行统一性的同时调节控制，以保证桥墩上的千斤顶的动作全面统一，行程同步。

（1）同一桥墩上水平顶推同步控制：以1#顶为主动点及比较基准（伸缸速度一定），2#顶为随动点并与1#顶比较。2#顶的行程＞1#顶时（位移量差超过设定值），则减小2#顶的比例阀的流量。反之，则增大相应比例阀的流量。

（2）不同桥墩上水平顶推同步控制：以1#桥墩上的1#顶为主动点及比较基准，其余桥墩的1#顶与之比较。各墩1#顶位移量差超过设定值时则减小或增大相应的比例阀的流量。各个桥墩之间的顶推同步流量应≤5㎜。

（3）顶推顶压力控制：每套装置上的顶推顶上安装一个压力变送器，以监测顶推载荷变化。每台顶推顶的最高压力及同一桥墩上几台顶的最大压差可通过现场控制器或主控台设定，当顶推载荷大于设定值时，系统会自动停机，并报警示意。计算机通过监测每台顶的载荷变化情况，准确地协调整个系统的载荷分配。

为了保障保顶推施工中同步控制，可在调试时进行设备的比例阀流量精度设置，一般为墩间5mm以内，同墩两侧4mm以内。

4.做好竖向顶升顶的施工

竖向顶升顶的施工和水平顶升顶的施工一样，要保证好各项顶升顶动作的同步性，也要保证集群顶升顶的动作的一致统一。前者可以利用滑道与垫梁间的唯一传感器所测到的高度进行适时的动作调整和控制来实现。

竖向顶升顶施工时，同一墩台以一侧为基准，1#顶为主动，2#顶的位移差与比例阀的流量增减保持一致，确保安装了位移变送器以便于高度检测。比例阀的流量一般小于4mm。

步履式顶推施工时，每套顶推装置（4台竖向顶升千斤顶）上安装1个压力变送器，计算机可监测各受力点的载荷变化情况，便于施工人员在施工过程中及时准确地协调系统的载荷情况。每个受力点的最高压力、同一桥墩上各受力点之间的最大压差可通过现场控制器、主控台设定。当载荷达到设定值时，系统会自动停机，并报警示意。

5.做好平衡度的控制

在步履式顶推施工过程中，平衡度的控制贯穿整个施工过程，极其重要。每套顶推装置的滑箱上安装有1个用于检测箱梁在X轴、Y轴方向的倾斜角度的倾角传感器，通过设定每个倾角传感器在X轴、Y轴方向的的最大倾斜角度，即可控制箱梁的平衡度。倾角传感器在在X轴、Y轴方向的倾斜角度超出设定值，系统就会立刻停机并发出警报。

6.控制好顶推轴线横向调节

桥墩上，顶推装置间，每两套就会安装1个用于检测箱梁中轴线的光电开关（要求每个箱梁在制作时用通长黑色线标识出中轴线），通过色差对箱梁中轴线的检测。箱梁平移过程中，如果中轴线不能被光电开关检测到，系统就会发出一个信号驱动相应的横向调节千斤顶动作直到光电开关检测到中轴线后停止动作，从而实现横向纠偏。

7.控制累计误差

在主梁顶推平移过程中，主控台通过计算每个受力点水平顶推顶移动的总位移，并用最大位移量减去最小位移量得出累计误差，若累计误差超出要求时则停止“自动”模式进入“手动”模式，单独调节某一侧油缸动作以纠正误差。若通过全站仪监测到累计误差超出要求时亦停止“自动”模式进入“手动”模式，单独调节某一侧油缸动作以纠正误差。

8.其他施工要点

（1）采用PLC（可编程逻辑控制器），用于屏蔽、隔离、滤波等抗干扰，同时进行电源的掉电保护、存储器内容的保护和自诊断措施。

（2）采用控制系统，保护用户程序安全。①同步调节过程中, 任意1个受力点的压力超过设定压力，控制系统停止动作，并报警示意，同样任意1个墩同步误差超标，控制系统停止动作，也会报警。②在自动控制运行状态下，按钮不起作用，不可手动操作；同理，在远程控制状态下，除急停外，操作现场控制器的任何按钮均不起作用，从而有效避免了失误操作。③采取了动力线、控制线分开布置，模拟信号采用屏蔽线传输等措施，因此系统具有较好的电磁兼容性。