高架桥钢箱梁支架法滑移施工技术

曾懿生

（核工业华南建设工程集团公司，广东 广州 510800）

0 引言

随着我国社会经济的快速发展，我国交通设施的建设日益增加，高架桥钢箱梁的施工也越来越受到重视。当前高架桥钢箱梁结构日益复杂，规模越来越大，对施工技术的要求也不断提高。如何选择合理的施工技术方案开展高架桥钢箱梁施工成了当前的一个重要课题。

1 工程实例

本文研究以杭州某高架桥为实际工程案例。该高架桥采用31 m+65 m+31 m跨径，桥面宽度为25 m，均匀跨径为40 m+65 m+40 m，结构采用单箱4室底面变高钢箱梁。该高架桥的主线高架为24联运，桥面在R8700竖曲线之上，墩号范围为70～73，中跨跨中处梁高2 m,变墩梁高2 m,中墩梁高3.2 m。图1为该大桥的立面示意图。

在该高架桥建设期间，最初的计划是在地面桥北侧的一块空地上开展钢梁拼装，随后整体横溢进行拼装施工。但后期因施工现场场地条件存在限制，北侧拼装场地附近有多处高压电杆塔，不仅会对吊装拼接造成影响，而且施工存在巨大的触电风险。随后经过分析和研究，改为在施工现场东部的空地上，以单节段的形式进行拼装，逐个节地进行拼装，随后将拼装好后的桥梁部件通过平移，运输到施工桥位开展拼装施工。

图1 高架桥立面示意图（单位：mm）

2 分段方案制定与滑移轮次的划分

在该高架桥开展施工之前，通过对运输条件、设计图纸要求、安装条件以及制造能力具体的考虑分析之后，最终决定该高架桥的主线钢梁的划分方式使用纵横向结合形式，为了能够确保隔板完整性，对4个墩顶处采取横向划分的形式，将其分为2个含挑臂分段，剩余的位置则采用纵向划分的形式，将每一个横断面划分成6个分段，每一个分段为一个箱室，同时两侧的挑臂各为一个分段。该高架桥共计9个纵向节段，4个横向节段，分段总数为62个。为了保证能够良好的配合滑移方案开展施工，没有对环缝采取常规的错峰方案，而是选择齐口形式方案。图2为高架桥划分段和滑移轮次示意图。

在施工期间，横向分段的纵向长度较小，一次无法开展独立的横移，因此在施工期间将4个横向节段先同纵向节段进行组合，随后对组合体开展滑移。该高架桥工程共计9个滑移轮次，最大滑移质量为280 t，各轮次的质量都有所差异。

图2 高架桥划分段和滑移轮次示意图（单位：mm）

3 滑移系统

3.1 滑移系统支撑与调节

该高架桥项目的运输设备并未采用经常使用的四氟乙烯滑靴，而是采用履带式滚轮小车，相比前者，履带式滚轮小车滚阻力小、设备简单、装卸便捷、成本低廉，同时可以开展连续的滚动，具备较好的经济价值和实用性。在每台小车上置放三维调千斤顶一个，在滑移过程中，使用千斤顶对水平位置和高程进行调整，千斤顶和小车的组合为一整套滑移设备。在每个滑轮轮次进行设备运输期间，每个滑移设备的荷载力设置控制值为350 kN，每轮次设备的使用数量控制在6～10台，最多情况下不得超过4个滑移轮次开展循环作业。该高架桥项目共计准备38套设备，其中滚轮小车规格为：轴承宽100 mm，额定荷载为2 000 kN，小车自重200 kg，小车尺寸为880 mm×250 mm×180 mm[1]（见表1）。

表1 三维精调千斤顶相关参数

3.2 滑移轨道技术

该高架桥工程项目滑移轨道的结构形式采用双拼H600×200×11×17型钢，轨道间距为1.04 m,轨道纵横间距为9 m,普通滑移距离为25.15 m，最大滑移距离为111 m,将钢槽的上缘、下缘设置限位装置，从而保障滚动小车可以在轨道内进行移动。此外，该次采用的滚轮小车滚轮宽度为100 mm，但是双拼H钢翼缘较薄，无法实现满焊的效果，所以在安装期间，对槽钢和H钢垫钢板，对局部刚度进行加强，确保小车在移动过程中不会因为滚轮的集中荷载而引发H型钢翼缘凹陷变形状态。

3.3 施工牵引系统

该高架桥项目的牵引动力使用液压穿心千斤顶来提供，同时传力的媒介采用25精轧螺纹，将千斤顶在每条纵向、横向轨道端部安装一台，共计4台液压穿心千斤顶。在使用千斤顶提供牵引力期间，首先施工人员对设备进行检查，保证滑移设备之间使用精轧螺纹钢筋来串联成整体，在千斤顶顶住精轧螺纹期间，整个小车就会向前前进，完成运输置换后，千斤顶缩回原始状态，工人手动将螺纹钢的螺帽进行旋转，让其一次顶住千斤顶，随后便开展下一次小车的行程。交替期间，精轧螺纹钢的首段设置为6 m、3 m两组形式，进一步保证滚动小车连续移动作业的服务。

另外在该高架桥工程中，各钢箱梁有着很远的距离，负责牵引的精轧螺纹长度太大，因此在箱梁开始移动的过程中，前弹性具有很大的伸长量，导致移动过程中会出现顿挫现象。因此该高架桥项目将千斤顶设置在轨道反力装置上，实现千斤顶使用期间的位移功能。

3.4 液压系统

该次研究的实例高架桥项目滑移距离较短并且建设规模较小，部门之间可以实现直接交流的形式；与此同时，因为自动化系统工作的效率较低，所以该高架桥项目开展的滑移全程都采用人工控制的形式。该项目的液压系统组件包括控制阀、管路、液压泵站、分流阀、三维精调液压千斤顶以及液压穿心千斤顶等。在滑移阶段中，使用同步阀来确保两侧穿心千斤顶之间的同步性。在施工期间，通过轨道两侧钢材壁板的自动调整，可以对滑移速度不均匀的现象进行有效的调整和控制。在滑移阶段中，三维精调千斤顶的支撑可以将滑移期间的钢箱梁的荷载向下方的轨道进行传递，同时该项目的所有千斤顶的液压管路都是相互连通的，此举有效地保障了各千斤顶都能承担一致的荷载，即保证轨道受力的均匀性。

4 高架桥箱梁施工要点

该高架桥施工项目的施工步骤为：安装、拼装胎架→横向滑移作业→纵向滑移作业→卸载焊接、拆除胎架（见图3）。

图3 箱梁施工流程示意图

4.1 拼装钢箱梁

在开展钢箱梁拼装施工期间，其精度的控制要点包括横坡和轴线，首先对各分段的标高使用拼支撑管顶面的标高进行精确的控制，完成吊装工序之后，测量各分段两面的控制点，并对其进行微调。在滑移阶段，梁段承受能力较小，因此为了确保平台拼装耗费的时间，在对另外几个滑移轮次开展拼装期间，只对部分部位进行焊接，就开始投入滑移作业。

4.2 控制高程

在滑移安装期间，钢箱梁的纵横滑移轨道都设置为水平状态，都为同一标高的同时，都将中墩墩顶段过墩高度的要求作为设计要求。从钢箱梁的拼装再到完成安装，需要进行多次的支撑转换考虑，并且需要充分考虑过间隙是否足够，所以需要多次对高程进行调整。表2为高架桥项目高程调整方案[2]。

表2 滑移轮次高程调整方案

4.3 纵横向滑移换向

为使纵向滑移换向期间更加便捷，该高架桥工程项目对滑移滚轮小车、千斤顶以及支撑管、轨道都进行了特殊的设计形式。首先，将纵向、横向的轨道面标高全部设计为一致的标高，轨道设为平交形式；其次，在4个角点的位置，纵向、横向的滑移支点完全一致，此举可以确保重复使用滑移支管；最后，在箱梁覆盖轨道之前，应该把纵移支撑系统吊装在轨道上，同时必须使用千斤顶将支管、梁底缝隙顶起之后，才进行密贴。图4展示的为纵横向的共用支点。

图4 纵横向共用支撑点

在梁端滑移到位后，测量梁段的轴线位置，并对其进行调整，随后开始转换纵横移支点。第一步是先将角点之外的千斤顶顶升，将调节管焊接到梁底，进行纵联、斜撑的安装作业；随后降下4个角点的千斤顶，临时刚接梁底和千斤顶，搬起滑移小车，平转90°之后，将千斤顶重新安放，随后升起，让4个角重新受力；最后一步为把剩余横移支点的千斤顶落下，将支撑系统进行摘除。

4.4 滑移到位调整及卸载

当每个轮次箱梁阶段都纵向滑移到位后，进行临时支撑的安装，此刻要注意的是在落梁期间，临时支撑不得提前进行安装，因为梁底是变高曲线。此外，在现场没有吊车的情况下，要采用土扒杆，对格构式落梁支撑以分片的形式进行安装。安装完毕后，先吊装钢箱梁的平面位置，随后进行桥面控制点标高测量，测量出梁底到落梁支撑管的间隙，并比较理论值，确定垫高数值和切割数值，随后对其进行处理。最后一步是卸载箱梁到落梁支撑上，对全桥完成环缝焊接之后，依据“先中跨、后边跨”的顺序卸载全桥、拆除胎架[3]。

5 结语

随着社会经济发展，人们对道路交通的要求越发提高，高架桥空间结构的跨度也越来越大，因此滑移施工的方式，也已经在高架桥施工领域被越发广泛地应用。该研究以杭州市某高架桥建设工程为实际案例，在施工期间采用了滑移施工的形式，很大程度上提高了施工的效率与质量，取得了更好的经济效益，我国的高架桥工程可以加以参考借鉴。