三维千斤顶在钢箱梁顶推施工中的应用

渠 峰

（济南城建集团有限公司，山东 济南 250031）

随着国家建设的不断推进，跨线桥及跨河桥日益增多，为保障桥下交通的正常畅通，以及施工的安全，越来越多的跨线桥及跨河桥采用钢箱梁顶推的方式施工，但传统钢箱梁顶推施工存在摩擦力大、安全性能低、爬坡能力低等缺点。经我公司探索研究，采用三维千斤顶代替了传统的板式滑移装置、卷扬机滑车组和滚筒等传统机具，成功解决钢主梁重心不对称、重量大、摩擦力大、纵坡坡度大等施工难题，为今后步履式顶推的施工技术的推广与应用提供了良好的参考和借鉴。

1 工程概况

剑科路接方湾街（跨沪宁高速）工程是苏州工业园区一条南北向次干路，项目北起唯新路，南至葑亭大道交叉口，里程长度约0.72km。宁沪高速公路在本工程施工范围内为东西走向，路基宽度为42.5m。

因沪宁高速路南侧有110KV高压线及军用光缆、建设单位要求施工时不得占用沪宁高速中央绿化带，我公司对施工过程中控制方案和控制流程进行详细设计和研究后，拟采用顶推法施工钢箱梁。

主桥上部采用（43+73+43）m三跨等高连续钢箱梁，梁高2.9m，采用单箱双室斜腹板断面，顶板宽15.7m，底板宽8.66m，箱梁悬臂长2.05m。主桥纵坡为5%跨中过渡到-5.5%，道路中心线两侧横坡为2%。

2 施工工艺流程及操作要点

2.1 施工工艺流程

2.2 工艺原理

三维千斤顶顶推工作原理是三维千斤顶的竖向千斤顶顶起钢箱梁，水平千斤顶完成向前推移并根据实时测量结果调整横向位置，落梁后搁置于支撑垫块上，千斤顶回油完成一个行程的顶推工作（每个行程10min），顶推过程中是一个自平衡的顶推动作过程。其操作步骤如下：

a.安装顶推装置、吊装钢箱梁及导梁

在顶推支架的分配梁上安装好智能三维千斤顶调整系统装置，千斤顶安装完成后，吊装、焊接钢箱梁及导梁。

b.顶升钢箱梁

竖向千斤顶将钢箱梁顶起，脱离支撑垫梁（脱离高度根据箱梁的设计线型进行调整）。

c.钢箱梁推移

通过控制系统同步控制顶推千斤顶伸缸，推动三维千斤顶带动钢箱梁在底座滑移槽中向前移动至设定好的活塞行程位置并根据实时测量结果调整横向位置，完成钢箱梁推移。

d.钢箱梁下降至垫梁，千斤顶收缸回程

当钢梁移动到系统设定的位移量后，顶升千斤顶活塞缩缸回程，使钢梁落在垫梁上，千斤顶收缸回程原始状态，完成一个行程顶推。

2.3 钢箱梁落梁

顶推过程中，钢梁梁底标高始终高于梁底最终设计标高，顶推到位后需进行落梁。整个落梁过程所有顶推设备均同步分级进行。

落梁工艺流程如下所示：

a.顶推设备落下，使钢箱梁置于两侧垫梁上，然后抽掉顶推设备上的一层超平钢板。

b.顶推设备将钢箱梁顶起，抽掉两侧垫梁上的一层垫块。

c.顶推设备落下，使钢箱梁置于两侧垫梁上，然后再次抽掉顶推设备上的一层超平钢板。

d.将上述第二步和第三步循环，直至钢箱梁最终落于永久支座上，落梁工作完成。

3 质量控制

3.1 同步顶推保证措施

采用三维千斤顶顶推可通过千斤顶的同步来保证顶推力的一致从而避免结构偏转不利情况的发生。

当顶升千斤活塞伸出将钢箱梁顶起后，顶推千斤活塞伸出将梁顶推前移，此过程需进行位移同步控制、压力均衡控制、横向调节控制。主控台除了控制所有墩上顶推千斤顶的统一动作之外，还必须保证所有顶推千斤顶每行程的同步。同步控制方式为：以某一墩上的其中一台顶为主动点，其余墩的同一纵轴线上的顶与之比较，若哪台顶伸缸较快，则减小相应的比例阀的流量，反之，则增大相应比例阀的流量。

在每台顶推千斤顶上安装一个用于监视载荷变化压力变送器，通过现场控制器或主控台上的面板可设定每台顶的最高压力及同一墩上几台顶的最大压差，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。如果某台顶的载荷达到设定的最高压力或同一墩上几台顶的最大压差大于设定值时，系统会自动停机，并报警示意。顶推中以位移控制为主，压力控制为辅。

3.2 竖向顶升控制

当竖向顶升千斤顶活塞伸出时，顶推楔块和钢箱梁顶起，此过程主控台除了控制所有顶升千斤顶的统一动作之外，还要通过安装在箱梁和垫块之间的位移传感器检测顶升的高度，保证两侧顶升千斤顶的同步。控制策略为：以其中一侧为基准，两侧位移差控制在设定范围内，若跟随侧顶升高度较大，则减小该侧比例阀的流量，反之，则增大该侧比例阀的流量。

如同步顶推保证措施中，在每个受力点（竖向顶升千斤顶）上安装1个压力传感器用于监控每个受力点的荷载，从而准确地协调整个系统的载荷分配，保证竖向顶升同步。

3.3 平衡度的控制

在每个墩的垫块上安装有1个用于检测钢梁在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，即可控制钢梁的平衡度。若哪个倾角传感器在在X轴、Y轴方向的倾斜角度超出设定值，系统即停机报警。

3.4 纠偏措施

在每个永久墩上适当的位置安装1～2个光电开关，检测中轴线是否与设计中轴线一致（钢梁的中轴线用通长黑色标识线示出）。通过色差的检测，从而实现对钢梁中轴线的检测。在水平顶推千斤顶伸缸，钢梁平移过程中，若哪个光电开关检测不到中轴线，则发出一个信号趋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，然后利用智能式步履千斤顶横桥向移动，从而实现横向纠偏。

4 结语

剑科路接方湾街（跨沪宁高速）主桥钢箱梁采用三维千斤顶圆满完成顶推任务，钢箱梁线型圆顺美观、安装位置准确，同时在跨度、纵坡等顶推施工指标上创国内之最。施工历时11.5天，在没有影响交通的前提下，将重达1500吨的钢箱梁桥平推了136米，工程施工技术难度为国内同类桥梁之最。在大体积钢箱梁顶推施工中可广泛推广应用，效果良好。