顶推滑移法在钢结构桥梁施工中的应用分析

王丽珍

(山西路桥第一工程有限责任公司，山西 太原 030000)

钢结构桥梁经常采用大型吊车进行安装，但在现场条件较为复杂的情况下，大型吊车无法进场，这样就会对吊装的工期带来一定影响，或增加施工成本。对此，可以在综合考虑了现场实际情况的基础上，采取一种全新的顶推滑移施工方法，以此在保证施工顺利完成的基础上，缩短工期，并减少成本，解决在复杂现场条件下进行大型钢结构吊装施工的难题。

1 工程概况

某桥梁工程按双向六车道标准设计，有三跨采用钢筋混凝土叠合梁，共采用约2 400 t钢结构，桥梁跨河部分的箱梁可以分成4段，各段长度相等，均为38 m，宽4.88 m，单段重110 t，是迄今为止，该地区单段长度和重量均最大的钢结构桥梁，钢梁的两端和混凝土之间采用牛腿进行搭接，因桥梁跨越桥梁，所以现场的施工环境较为特殊和复杂，这就给就位施工带来了一定困难。

在钢箱梁的两侧设置了装饰架，架形为扇形，完成对主梁的吊装施工后和它进行连接。梁间的连接主要采用连梁来实现。本工程在安装中最大的问题是现场有很多的约束条件，从河道上横跨，两侧桥台无钢索予以张拉，不能给吊装设备创造足够的站车位置，故吊车仅可以站立在桥台的南北侧实施吊装，但箱梁长度达到38 m，半径极大，现场设有高压线路，在吊装过程中必须注意躲避。为了防止吊装时与高压线路发生触碰，并对构件运输创造便利条件，通过细致的放样与勘测，认为东南、西北和东北三个角均无法进行吊装，故将吊车安排在西南角实施吊装。

2 方案确定

以现场的实际情况为依据，通过反复研究与论证，制定如下三种吊装方案。

方案一：由1 250 t履带吊进行直接吊装，这一方案的主要优势在于每个钢梁都能一次性完成吊装，其工期相对较短，质量易于保证，然而，履带吊的费用很高，经济上不够合理。

方案二：在河道内进行钢管桩的设置，然后架设一个跨度为50 m的架桥机来架设钢桥。采用这一方案虽然也能实现对钢桥直接吊装，且费用少于方案一，但因为架设之前必须在河道中进行钢管桩的施打，会延长一定工期，且对架桥机的实际利用率并不很高，完成施工后还要解决其拆除问题。

方案三：先利用起重机对构件实施吊装，再对钢箱梁进行滑移就位，这一方案可依次将钢梁设置就位。相较于以上两个方案，其成本大幅减少，并且工期可能达到要求，质量易保证，取得良好效果。然而，该方法之前并未用过，基本无经验可言，在技术上存在很多亟需解决的实际问题。

对以上三种方案进行综合分析，在同时考虑工期、成本和质量的情况下，将方案确定为先吊装、再顶推滑移、最后下落。

以吊车的技术性能为依据，结合现场实际情况，本工程选用性能良好的履带吊，将其放在西南岸时，只能把处在最南侧的梁吊装好。基于此，吊装应按照从北到南的顺序进行，先将北侧的吊到南侧指定位置，再依次向北侧不断滑移，最后对最南侧的钢梁进行吊装。当采用该施工方法时，需要解决几个技术问题：其一，选择适宜的滑移轨道；其二，确定滑移方式；其三，确定完成滑移后怎样落位。

3 滑移轨道选择

钢梁和桥台间主要使用牛腿进行搭接，在混凝土中，牛腿的长度只有300 mm左右，轨道无法完全搁置在牛腿表面，必须放在桥台表面。然而，两侧桥台采用桥墩支撑，桥墩采用混凝土结构，在对桥梁进行预应力张拉之前，处于桥墩间的桥台必须处在不受力的状态。在这种情况下，滑移轨道只能设于桥墩表面，其轨道为托梁。上部槽钢采用滑移轨道，避免构件发生滑移，而下部钢梁由于是主要受力件，所以应使用H型钢梁。

在确定了适宜的滑移轨道形式以后，就可以把托梁放到桥面。为了确保钢梁可以在导轨中顺利完成滑移，需要在对钢箱梁进行加工制作的过程中，在向量底部设置滑块，对于滑块，主要是采用钢板通过切割加工而成，切割完成后还要适当的打磨，使其具有光滑的表面。若将轨道直接放在桥面，则需要对钢箱梁进行加长处理，然后将钢箱梁直接落到轨道上。

4 顶 推

在钢梁顶推过程中需要重视和解决的问题在于顶推力与顶推设备，也就是怎样有效减小钢箱梁底部所设滑块和轨道之间在滑动时产生的摩擦力。为有效减小在滑移时产生的摩擦力，可以在轨道和滑块中间均匀涂抹一层黄油，将其作为润滑剂。首先，利用吊车把钢梁平稳且准确无误的放到轨道当中，同时在梁两端设置好相应的标记，以免在滑移时出现偏离。

为了使整个顶推过程都保持稳定，本次将千斤顶作为主要顶推工具。在托梁的翼缘部位设置两块专门的挡板，然后把千斤顶放到钢梁与挡板中间，持续进行推定，在顶推时要确保钢梁的两端能够同时顶推。在工程施工中，经实际测算，顶推时产生的摩擦，其系数保持在0.05～0.10范围内，也就是每侧需要3～6 t的有效顶推力，基于此，选择10 t千斤顶进行本次作业。

5 落 梁

将钢梁顶推到设计要求的位置后，应及时将其下落到牛腿上，这也是决定滑移成败的关键环节，由于轨道设于混凝土梁表面，滑移时钢梁实际标高比牛腿标高高很多，但牛腿的宽度仅有300 mm，不满足千斤顶的放置要求。对此，可在梁两端分别焊接一对刀把形状的假头，在钢梁落到牛腿上时使用。

钢梁下降时，假头是最主要的受力件，在加工制作以前，应对其尺寸进行准确计算。根据计算结果在工厂完成对假头的加工制作以后，在施工现场和钢箱梁通过焊接相连与固定，在将箱梁滑移到指定位置以后，于假头的底部进行千斤顶和支架的设置，其中，支架主要采用工字钢通过逐层搭接设置而成。

先利用千斤顶把钢梁顶起，再对钢梁上的加长段与滑移托梁进行割除，然后将支架上的其中一层抽掉，使钢梁向下降落一层。在这种情况下，假头处于外侧支架，继续抽取支架，把钢梁第二次顶起，以此不断循环，直到将钢梁下落到指定位置。

将钢梁下落到指定位置后，对千斤顶、支架和之前设置的假头进行拆除，使钢梁完成整个就位过程。此时假头与支架的实际高度必须满足钢梁顺序下落的基本要求。至此，即完成了对钢梁的可靠就位。对于其它部位，如装饰架和连梁等，由于他们的重量相对较轻，使用履带吊即可完成吊装施工。在以上施工均已完成后，对所有结构部件实施焊接，并测量和校正，待校正完成并确认无误后，即可完成整个安装工序，准备进入下一道工序。

6 结束语

通过以上分析，通过对上述方案的应用，顺利完成安装施工，该方案无论是在可行性上还是在节约成本上，都有很显著的效果。当施工现场存在很多约束条件，导致工期和成本都难以在预期范围内完成施工时，即可采用这一施工技术，创造全新但技术可行且经济合理的方法。本次对顶推滑移这一全新方法的应用可以为类似工程建设施工积累相关经验，进而起到良好的推广与借鉴作用。