现浇混凝土箱梁顶推施工临时结构设计关键技术

艾鑫

摘要：在经济技术全面发展的背景下，工程项目中可用的技术类型更为丰富，而现浇混凝土箱梁则更为常见，顶推施工应用阶段不仅对场地要求较低，更能将高空作业的频率降低，不需要停止施工项目下部仍旧可以正常通车，基于此，该种技术基于强大的优势特点得到了广泛应用，尤其是在既有铁路及高山峡谷等恶劣环境下的桥梁施工项目中，其适用性更为显著。在顶推施工环节，临时墩及导梁等都是不可或缺的临时受力结构，该结构体系是否能够保持稳定性，将直接影响工程质量，基于此，对现浇混凝土箱梁顶推施工临时结构设计关键技术进行研究意义重大。

关键词：箱梁;顶推施工;临时结构;关键技术

一、顶推工艺的技术流程

在顶推施工环节，承重系统、滑道系统、动力系统、牵引系统、导梁系统、纠偏系统及落梁系统是发挥作用的分支性系统，同时也是顶推施工中不可或缺的结构体系。当箱梁预制成型以后，通过对各个系统进行应用并顶推至指定区域，而后衡量顶推位置与设计要求的一致性，在达标后进行落梁，具体操作流程为：根据施工要求合理设置临时墩，并将其与桥梁结合在一起，组合为承重墩，对桥梁结构的竖向荷载进行共同分担。同时还应当在承重墩与承重墩之间的对应距离内设置串联桁架，提高承重墩纵向整体性，促使其顶推水平力的抵抗能力达到最佳标准;在承重墩的指定位置上稳固安装滑道，并量滑板置于梁体与滑道之间，基于牵引系统及动力系统的牵引力，确保梁体能够基于滑道带动下向前移动;动力系统需要根据实际情况应用指标契合的现代智能连续千斤顶系统，在实际操作阶段，不仅能够基于监控作用有效控制顶推力 及顶推速率等关键指标，更可以借助智能化调节功能，对梁体前移方向进行精确控制，规避偏差问题;而齿块则需要设置在梁箱体内后部位置，将其直接作为后锚点，而后通过应用拉锚器等工具将后锚电与动力系统中的千斤顶组合在一起，顶推牵引系统就形成了，需要注意的是，牵引系统应当保持左右两边的一致性及对称性，基于顶推距离及重量等因素的差异性，对单点顶推及多点顶推等方式进行合理选择;钢导梁的设计应当优先于顶推梁体作业前，其目标在于缩减箱梁悬臂长度，在部分作业条件下，还可以合理设置后导梁;实际顶推阶段，为了尽可能的降低箱梁顶推横向偏移程度，则应当在桥墩双侧位置设计限位纠偏系统，以千斤顶为基准实现横向纠偏;在墩顶则应当应用吨位相对较高的千斤顶科学设置落梁系统，当箱梁顶推到标准位置后，需要及时将滑道梁拆除，并应用墩顶千斤顶逐级落梁。

二、现浇混凝土箱梁顶推施工临时结构设计关键技术

1.临时墩与串联桁架设计

顶推施工阶段，为了便于施工项目的高效展开，应当尽可能的控制主梁尾部的悬臂长度，促使梁体在顶推环节能够保持相对稳定的受力安全指标，这就需要在永久墩的指定位置上有效设置临时墩。通常情况下，临时墩设置在跨中区域达到的效果最为理想，经济适用性最强，但是具体的工程项目中却地形及地下结构物分布情况往往存在差异性，为了保证施工效果，应当在前期实地考察的同时根据工程具体情况进行合理且相对个性化的布置。

承重临时墩基于承重要求必然需要高刚度指标的相匹配，基于此，桩基础及大型钢管经过加工制作可作为临时墩，但是如果施工要求更高，则应当将混凝土按照既定指标进行配合比并适量灌注到钢管中。例如：某工程项目中承重临时墩在各个承台下部都以应用直径规格统一的桩基础，通过衡量及判断墩位的地理环境及地质因素，配合应用了嵌岩桩及摩擦桩。在实际顶推项目中，向水平刚度以承受纵向水平力，需要在利用桁架梁的基础上将墩身连接在一起。为了保证桁架结构的稳定性，应当结合工程情况明确桁架高度、纵向长度、主管横向中心距、主管外径及钢管壁厚度等关键指标。桁架梁与永久墩之间采用精轧螺纹钢筋对拉连接，与钢管临时墩之间采用法兰盘连接。

2.滑道梁设计

一般情况下，需要在承重墩及梁底相关联位置科学布置滑道，通常情况下滑道可以由钢板直接焊接，以箱型结构为主体。为保证滑道光滑度，滑道梁顶面需铺设标准厚度的不锈钢板，其表面粗糙度不能超出Ral2.5m。在顶推过程中，梁底与滑道之间还需塞入四氟乙烯滑板，其抗压强度不低于30MPa。在安装时，应精确测设各个滑道梁的安装高程、坡度，在保证每个滑道梁的安装精度的条件下，相邻墩顶滑道顶面高程的允许误差不大于±2mm，同墩两滑道高程允许误差不大于±1mm。为保证箱梁纵向之间梁底的衔接，以及顶推过程中滑块能够顺利塞入，滑道钢板纵向两侧需做成圆弧斜面。

3.导梁设计

在顶推操作环节，为了精确控制施工进度，就需要对主梁阿悬臂长度进行有效控制，促使主梁悬臂负弯矩指标得到优化并下降，从而高效完成大跨径的顶推施工。一般情况下需要合理布置前导梁，在部分工程项目中，还应当配合布置后导梁。而导梁布置前期，应当对导梁刚度、重量及长度等指标进行严格控制，这是因为上述三项指标与主梁顶推阶段的应力分布之间存在密切联系，如果控制不佳，将导致应力分布出现不均匀问题。导梁长度通常需要超出跨径的0.6倍左右，而刚度则应当达到主梁的七分之一左右，现阶段应用频率较高的结构为钢桁结构及钢箱。导梁需要借助预埋件与主梁衔接在一起，并应用预应力锚固连接稳定。

处于悬臂模式下必将直接增加导梁前端的下挠指标，这就导致上墩操作无法直接进行，基于此，应当在全端位置的标准范围内设置合理高度的鹰嘴，为后续施工项目的有序推进夯实基础，基于此，导梁前端在通过支撑点时就能借助鹰嘴直接滑到墩顶滑到位置上。而后导梁尾部则应当设置标准的圆弧及斜坡发挥过渡作用，从根本上提高导梁脱墩效率。箱梁与导梁需要借助预应力钢束实现相互连接，当达到顶推位置后直接拆除。钢束需要在前期就预埋到箱梁中，并在导梁锚箱处单端张拉，而钢导梁端预埋段在在混凝土箱梁腹板内，腹板钢筋与钢梁预埋段焊接为整体，而钢板的开口位置，在钢板开孔处，周圈设置短钢筋并与钢板焊接，增强钢梁与混凝土的连接。

三、结语

综上所述，在现浇混凝土箱梁中应用顶推施工能够在提高施工效率的基础上，提高工程稳定性，促使各个工序之间高效衔接，进一步保障施工效果及工程质量安全。在顶推施工中结构系统有七个，但是临时墩、滑道梁与导梁临时结构是其中最为重要的结构体系，应当以工程实际情况为主导，根据施工要求，对临时墩、滑道梁与导梁临时结构进行优化设计，本文虽然针对三大临时结构设计进行了研究及分析，但是受篇幅影响，研究深度并不够，实际操作时务必依照具体情况进行合理优化，提高临时结构设计的有效性，提高构造的简化程度，在明确受力的基础上，提高安装及拆除的便利性指标，夯实工程技术基础。

参考文献：

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（作者单位：中交路桥南方工程有限公司）