横移工法在贵港-河池高速公路钢箱梁施工中的应用探讨

顾元期

摘要：跨河桥梁除常规使用满堂支架法现浇外，还可采用预制吊装、悬臂浇筑、顶进横移等多种工法。文章以贵港—河池高速公路河中主桥为例，介绍了该钢箱梁桥采用梁体横移工法的重点施工工序及具体施工方法，并结合工后监测数据证明了该施工方法满足设计要求。

关键词：钢箱梁;横移工法;施工技术

中国分类号：U445.4文献标识码：A

0 引言

近年来，随着经济飞速发展，我国基础设施建设的速度和体量也逐步加快。公路项目多穿山越岭、跨河渡海、过山打隧、遇水架桥，因而在这轮公路大建设中，形式各异、施工难度越来越大的桥梁陆续出现在祖国大地的各处。由于部分河流存在防汛及通航要求，无法采用常用的满堂支架进行施工，因而悬臂法、顶推横移等各类工法在此种情况下应运而生。

1 工程概况及现场规划布置

贵港—河池高速公路河中主桥设计为六线车道，总宽度为30.2 m。为考虑防汛水流，设计为主跨度90 m，次跨度37.7 m，总长127.7 m的两跨连续钢箱型梁桥。主要上部结构由7条钢箱梁（GA～GG梁宽均为2.94 m，每条箱梁重约为500 t）与6条桥面板所组成，每条钢箱梁及桥面板又分为12节，共计84节钢箱梁及72片桥面板。箱梁设计深度定为1.6～3.6 m，且上下翼板皆为二次抛物线形的变深度钢箱型梁，现场拼合则设计为上翼板焊接，腹板及下翼板螺栓的方式。

现场施工顺序规划如下：（1）以传统45 t吊车先吊装L侧I型钢梁并完成钢筋混凝土桥面，作为河中段箱型梁推进的起动构台;（2）河中段箱型梁部分以推进方式施工，7条钢箱梁推进并横移下降定位完成后，于各箱梁间先装设管线后再全面铺设桥面板，最后进行桥面电焊;（3）待L侧部分通车后，再行吊装陆上段R侧I型板梁。河中段箱梁推进作业为不影响水流，原则上在深漕行水区不额外配置临时措施。现场共规划A3横移支撑架及轨道、SA3推进支撑架、P31推进支撑架及横移轨道、S31推进支撑架、S32推进支撑架、P32推进支撑架、陆上段推进轨道及箱梁地面组装起动构台等相关临时措施，并于陆上段起动构台处配置一部110 t履带式吊车以提供钢箱梁地面组装作业所需。推进作业共规划二条推进线，以充分利用现场有限空间来掌握工期。

2 施工流程及设备

2.1 推进工序

推进作业过程中，考虑工区腹地空间有限，无法将钢箱梁全部在地面组装完成后再一次推进，故推进作业采用地面组装一节钢箱梁后立即推进一节的作业方式，逐步将各条箱梁推进完成[1]。在推进作业规划中，由于钢箱梁下翼板面为二次抛物线形，事前计算各支撑点高程及临时支承反力时，需根据每一推进阶段的箱梁下翼板型状高程，将推进中的钢箱梁作刚体旋转计算并考虑温度变化，以符合各临时支撑点的高程边界条件，并据此求得推进至对岸的拼合高程、各推进阶段的临时支承反力及钢箱梁的推进受力状态。

2.2 厂内预安装

钢构现场组装为厂内预安装的重现。根据此钢构制造及预安装的基本原则，为配合现场，先推进箱梁完成后，在自重已发生状态下再组立桥面板的作业方式，钢构于工厂制造时共进行二次预安装。第一次预安装为根据设计全拱度预安装7条钢箱梁，第二次预安装则将7条钢箱梁先于接头处临时固定以维持接头的连续性同于现场状态，再将钢箱梁下降至自重已发生状态的拱度，進行桥面板的预安装。

2.3 现场拼合

钢箱梁现场接头系采用腹板及下翼板为螺栓、上翼板为电焊的现场拼合型式。对于三面螺栓一面电焊的现场接头，施工时应注意电焊的温度收缩可能对螺栓及钢材产生残留应力[2]。为防止现场电焊温度收缩产生过大残留应力，本工程现场组立钢箱梁时，先将下翼板及腹板的下部螺栓锁断，并于上翼板间隙预留额外2 mm的电焊收缩预拱量，电焊前先将钢板进行预热处理，待电焊完成并冷却收缩后，以千斤顶顶回额外预留的电焊收缩预拱量间隙，以消除电焊收缩残留应力，最后再将腹板的上部螺栓锁断，以完成钢箱梁的现场接头作业程序。

2.4 推进设备

根据前节规划的推进作业程序及现场条件，除临时支撑架外还需要的设备有：

（1）推进台车、推进千斤顶及推进轨道;

（2）推进时中间临时支承的滑动千斤顶及滑动固定座含侧制挡板;

（3）推进台车滑动垫片及滑动千斤顶垫片。

其中推进台车可提供箱梁地面组装及箱梁推进时的尾端支撑点功能。推进千斤顶 2组提供推进动力。推进轨道则提供推进过程定位功能及推进千斤顶反力座功能。中间临时支承的滑动千斤顶及滑动固定座系提供箱梁推进时前方支撑点的作用，滑动千斤顶及滑动固定座两个一组，借着由千斤顶的顶升及下降与滑动固定座配合，可供钢箱梁于推进过程中过连接板的作用[3]。推进台车滑动垫片采用较硬的 UPE垫片，置放于推进台车与推进轨道间，作为推进台车与轨道间的滑动界面。滑动千斤顶垫片为考虑钢箱梁下翼板曲线型式，故采用软性的特氟龙并加橡胶层以增加承压接触面积的均匀性。

2.5 钢梁横移及下降

各钢箱梁于地面组装推进线推进完成后，先横移至各定位，再分别进行下降至设计高程作业。全长钢箱梁横移部分规划于P31及A3两座桥墩配置横移排架，钢箱梁在P31及A3两处位置先置于横移台车上，横移台车下方则垫铁氟龙滑动垫片，再个别以横移千斤顶同步拖动全长钢箱梁进行横移至定位。当钢箱梁横移至定位并加临时固定后，即分别完成钢箱梁的下降作业。各钢箱梁下降作业，配合推进程序规划分两梯次配置不同设备执行。第一梯次（GE、GF两线）规划于 P31及A3两处桥台位置钢箱梁上方加装下降门架，下降门架上再加装千斤顶及预应力钢索将全长钢箱梁吊起，待拆除钢箱梁下方的横移排架后再将钢箱梁下降至定位。两处下降门架各配置两部350 t含上、下夹具的中空千斤顶，下降中空千斤顶系特殊设计制造，借着上层与下层夹具的交错夹放动作，将全长钢箱梁下降至定位。千斤顶设计最大荷重为350 t，总扬程为60 cm，下降最大速率为45 cm/min。电动泵则设计为同轴单马达同步推动两部千斤顶，以确保下降作业时的同步效应。现场作业每部千斤顶各配以31条15.2 mm E270 级预应力钢绞线，钢箱梁顶则配合千斤顶位置加焊特殊350 t级吊耳，钢箱梁腹板另加劲补强。当中空千斤顶将钢箱梁吊起并拆除钢箱梁下方横移排架后，即以P31及A3两处悬吊中空千斤顶进行同步下降作业。第二梯次（GA、GB、GC、GD 四线）为考虑设备使用效率，钢箱梁于A3桥台处的支撑吊点改以700 t级吊车取代下降门架及千斤顶，P31 桥墩处则仍维持原下降门架上方加装千斤顶及预应力钢索方式进行全长钢箱梁下降作业。下降过程中，吊车端下降速率配合千斤顶端下降速率，同样采用两侧同步下降方式，不同设备的同步下降方式执行成果尚称良好。

3 施工监测

钢箱梁在施工过程中，除对箱梁拱度线型及临时支撑反力进行监测外，还需要监测钢箱梁相关资料如下：（1）钢箱梁挠曲劲度监测;（2）钢箱梁温度梯度变化监测;（3）钢箱梁的电焊收缩量等桥梁重要结构参数。现分别简述钢箱梁现场施工的主要监测结果。

3.1 钢箱梁挠曲劲度监测

由现场实际监测结果，在P32端加载14.1 t的配重混凝土时，P32侧的下垂量依配重加载位置不同为32～58 mm，而河中跨度中央的上升量则对应为17～21 mm。

3.2 钢箱梁温度梯度监测

由实际监测数据显示，钢箱梁沿腹板温度梯度变化在30 ℃以上，温度梯度明显产生，上翼板钢板本身温度较气温高约10 ℃。

3.3 钢箱梁电焊收缩监测

钢箱梁的工地拼合，上翼板为电焊拼合。所有上翼板厚度均为30 mm，开60° V槽，现场合格电焊工以二氧化碳焊接，每节箱梁焊接均记录现场箱梁接头焊接前后左、中、右的相关尺寸，以监测在不同气候下的电焊收缩行为。由现场实际记录的钢箱梁电焊收缩量，最小为1 mm，最大则达4 mm。

4 结语

（1）贵港—河池高速公路河中主桥，原设计考虑其穿越下方的净高及兼顾防汛洪水位的限制，箱梁设计深度定为1.6～3.6 m，箱梁的上下翼板皆为二次抛物线形的变深度箱型梁。现场吊装组装施工考虑不影响水流断面，不宜采用传统全场支撑吊车吊装方式进行，故规划7条钢箱梁采用逐条推进、横移、下降的现场施工方式，并于箱梁组装完成后再以吊车吊放桥面板的方式加以组装。

（2）為确保钢构施工质量与精度，除规范所定标准品管检验程序外，钢箱梁的工厂制造预安装为模拟现场组装施工过程而进行的国内钢构厂罕见的二次预安装程序。钢箱梁现场地面组装过程，采取先锁断下翼板及腹板的下部螺栓，电焊，再锁断腹板上部螺栓的三阶段施工程序，以防止上翼板电焊产生残留应力。

（3）由现场7条钢箱梁全部推进、横移、下降定位完成后的各项监测数据，可知本工程的施工控制极具成效。本工程施工所运用的工程思想及工程技术均处于国内先进水准，值得总结及推广，以供国内桥梁工程界参考使用。

参考文献：

[1]唐博学，徐敬淼，张 彦，等.大榭第二大桥主桥边跨钢箱梁多点自平衡液压滑移技术[J].公路，2013（9）：335-340.

[2]胡永生.公铁合建段公路大跨度钢箱梁施工技术[J].桥梁建设，2014（2）：96-100.

[3]李 浩.钢混组合简支桁梁的横移施工监控[J].铁道建筑，2015（6）：38-40.