公路桥梁钢箱梁顶推施工技术

文∕晏文兰、李国珍

1 前言

高速公路交通网络的构建对城市的飞速发展起着至关重要的作用。作为当下的主要交通交流形式，其完善程度直接影响到了城市化进程和城市间的交流沟通，是城市发展的重要命脉。其完善和发展过程一直备受重视。跨公路桥梁的建设是其中一项重要环节。本文就一次成功的跨高速公路桥梁的施工建设为例，简述在跨公路桥梁建设过程中钢箱梁顶推技术的应用。

2 工程概况

此项工程的设计人员在综合了施工现场、施工路段的交通情况、施工时段等因素的考虑后，将此公路桥梁的设计跨径进行合理地分段，分为20m 段、32m 段、35m 段和25m 段。并将桥梁的顶板进行加宽设计，变为105m。底板规格为边长55m 的正方形。相应的箱梁高度约为2m。顶板横坡为6%.并且钢箱梁竖曲线的半径为1850m，相应的平曲线半径为240m。左右两纵坡分别为4.000%和3.078%。而进行桥梁的弧顶选择时，有四种拱度可供选择：2mm，6mm，9mm，11mm。在进行相关评估计算后，选定首长10.472m、尾长10.625m。根据相关施工经验，这种设计的桥梁的承载性能优秀，完全可以满足工程需要。

3 钢箱梁顶推施工难点

3.1 调节高度越大，施工难度越大

本次工程项目的实施环节，主线桥的右幅部分上的钢箱梁结构部分上跨有庙宇建筑，所以根据工程的需要进行长度尺寸的延长，保证其符合50m 的要求，这是变宽的断面结构部分，并且本次的立交桥周围的空间中存在有机场高速路桥梁和山体等，地形条件复杂性比较高，所以也会直接影响钢箱梁的正常施工。在进行横向顶推技术的施工环节，应该适当地将滑道进行延长处理，且能够确保在部位上钢箱梁的结构部分没有发生任何的便宜问题。

3.2 钢箱梁重量太大

主线桥右幅钢箱梁共计32 块，总重量达到了961t。钢箱梁的两侧位置上所应用的结构部分是混凝土梁结构，高度差达到了1.2m，所以安装施工的风险是比较高的。在顶推作业环节，让顶推施工的位置达到精度的标准并且落梁作业环节钢箱梁是稳定的，这些都是施工中的难点，应该做好管理与控制。

4 顶推方案

在对施工现场实地考察后，根据实际车流量，将该段桥梁设计为双向八车道。简要的施工过程将施以分段施工的方式进行顶推。并将桥梁施工所需的临时桥墩设立在高速公路北岸。顶推施工过程可细分为四部分。

第一，首先进行钢梁与前导梁的拼接安装，而后进行以20m 为最大限度的顶推作业。

第二，将顶推的距离设为30m，而后进行后续钢梁的拼接施工。

第三，持续顶推过程中，要拆除前导梁后安设在顶推十五米后的尾梁段，而后继续进行顶推过程。

第四，由吊车吊装嵌补车厢（使用钢梁前端）。施工过程中需要注意的是，尾端梁的安设不能直接落梁，必须要先进行前导梁的拆除工作，而后在最合适的方位进行落梁。

5 顶推施工工艺及方法

5.1 顶推施工临时设施

（1）临时墩结构

桥梁施工自然需要设立临时桥墩。通常情况下的临时桥墩的建材选用会用到q235 型号的钢材。并且为了保障临时桥墩的承载性能能够满足工程需求，相关设计人员会将临时墩的结构进行专门设计。通常临时墩会采用由四根内径500mm、长8m 的由16 槽钢的连接而成的剪刀撑结构。这样的结构有较高的承载性能，可以满足施工需求。还要考虑到临时墩的水平稳定性，于是临时墩的结构一般为纵向临时墩。为了在保持强度的前提下减少自重，墩顶材料通常为塑钢。有时也会选用支座垫石进行墩顶设计。

（2）临时墩基础

施工过程中，往往需要对临时墩进行扩建改造。临时墩的尺寸依照相关规定，必须为4m×2m×1.2m，其结构为了方便扩大施工，通常为分离式基础，混凝土规格为C25。文中所述桥梁建设过程中，临时墩的设计极限压强要在120kpa 以上，则竖直方向上的承力极限要高于1769kN，远高于其它工程中的一般墩。由于临时墩在施工过程中的重要性，而且为了保障施工过程中的安全，一定要对临时墩的设计基础进行最严格的审查。确保其承载能力和抗倾覆能力。对性能进行尽量多次的校核。

（3）临时墩的布置情况

施工时的临时墩安置情况要严格按照相关规定进行。通常会要求临时墩的分布要沿桥梁中线径向分布，其滑道面规格也要满足相关规定。而且临时墩的设置平面要等同钢箱梁的线性特性。在进行具体设计时，为保障施工质量，钢箱梁的顶推高程和落梁高程必须在同一平面上。而临时墩的纵向间距的确定也要根据顶推悬臂的抗倾覆系数和钢箱梁的分段长度。通常情况下被设为10m。

（4）支架搭设

由于临时墩负责工程中桥体的临时承载功能，因此，其安设的位置和安设的精准程度是十分重要的。其安设位置必须严格按照设计图纸上的预设位置。实际墩顶高程与设计高程之间的误差不得超过10mm。钢柱的安放也要严格地按照设计方案进行。并且，本次工程所使用的混凝土型号为C25，在执行混凝土浇筑作业前要对地基进行预处理。作业装置可设立上下两条滑道，可有效提升工作效率。柱体承力剪刀撑和提升抗横推能力的水平支撑则要在混凝土结构完成初步凝结后再安装。

5.2 梁段顶推

（1）安装梁段和分装梁段

梁段共分为四部分，为了加快工程进度，保证梁段安装工作的质量和速度，要在安装前就进行梁段的补涂装作业。并安排负责安装时吊装作业的工程车。此工程车不仅要进行吊装工作，还要应用于调整钢箱梁的线性特性和高程。而在吊装作业结束后，要预留出焊缝位置。为保障工作质量，和施工安全，要对吊装工作进行严格监督。

（2）G2～G5 梁段顶推向前20m

梁段的平稳滑动要满足滑板部分的状态不出现脱空。为防止梁段的滑动顶推出现状况，要预设钢板位置，在发生情况时，立即将钢板安设在梁段和滑板之间。为了提升梁段滑动的平缓性和连续性，要在前一梁段的末端滑动结束时立即接上新的梁段。整个顶推过程都是由相关操作人员通过顶推泵进行控制。

（3）G6，G7 梁段的拼装。这两部分梁段的安设与上述的G2～G5 部分的梁段拼装过程基本一致，但是需要注意的是：G6、G7 两部分梁段的涂装工作要在拼接结束后，而且要在梁段左右两侧安设钢护翼和翼缘板。

（4）第二次顶推。初次顶推结束后，要继续进行第二次顶推操作。依照此次工程的设计方案，要进行钢箱梁顶推30m。此顶推过程中常发生导梁下探现象，有时导梁可下探中央分隔区域40m 之深。过量的下探深度会影响到施工进度和效率，为避免此情况的发生，需用专用千斤顶将导梁顶起。此时进行钢箱梁顶推工作。并在顶推进行一米左右时，就可以撤除千斤顶，直至顶推工作结束。

（5）G8～G10 梁段的吊装。这部分的梁段吊装可以完全依照第二次顶推作业过程，在解决导梁下探情况后持续进行第二次顶推，顶推30m。

（6）G11 分段的吊装。G11 段的安设属顶推收尾工作。为确保工程质量，要对此梁段的吊装分两步进行。第一次，利用上述工程车进行吊装和初次顶推，顶推15m。第二次，将导梁撤除，并将尾梁也一并更换，而后进行第二次顶推作业，顶推5m。

（7）落梁。落梁工作的精确度要求比较高。施工方必须严格按照方案预设数据，进行支座安设。安设支座时，要保证其高程符合标准。在用千斤顶将钢箱梁顶起后，控制其落下落速度，确保落梁操作的工作质量。

（8）G1 段钢梁的安装

此段钢梁的安装直接影响整体梁段的安装质量。G1 段的长度不得有误差，必须和方案预设长度一致，施工单位应对长度进行校核，并进行修正。整梁段的安装焊接结束后，还要在G6、G7 段两侧安设钢护翼和翼缘板。

5.3 施工监控

为确保施工质量和工程进度，施工的整体过程都要在严格的监管控制之下。通过对工程全过程的监管，可以有效地减低施工中出现违规操作的概率，不仅可以提高工程质量，还是保证了相关施工人员的安全。在施工过程中要定期对施工进行检测和校核。检测时常会利用棱镜检测顶推过程中的非常规位移。一般在顶板中线的10～20m 处设置棱镜。而在检测构件内应力时则用到了应力计，其检测结果准确可靠。

6 施工中的质量控制要点及安全措施

6.1 质量控制

6.1.1 顶推过程中的纠偏

（1）钢箱梁的主要特点就是能够实现两侧同步施工、单侧单动以及点动限位等。根据施工的技术标准进行油缸千斤顶的调整，能够利用不同的行程控制其安装施工的位置，一组千斤顶行程较大的情况，就要停止顶进施工，然后另外一组开始进行顶进作业，从而可以使得两侧都能够达到平衡的标准。

（2）墩顶开始顶推施工的过程中，应该通过钢箱梁的重量经过使用临时支撑与墩旁支架的方式传输给桩体结构受力，然后进行承台、桩基等各项技术参数的计算和分析，并且保证该结构部分的刚度能够达到顶推过程中的水平推力、竖向压力的要求。根据具体施工的技术参数要求，选择确定必要的纠偏处理措施，然后能够设置相应的施工量，从而可以更好地保证纠偏装置发挥出应有的作用，提高工程质量。

6.1.2 中线精度控制

每个节段部分的钢箱梁在施工中，都应该根据需要做好4 个中线点标记，底部需要设置3 个标记点，顶推作业环节，要随时通过经纬仪来进行梁体中线的检测，如果偏差数据过大，此时就应该进行必要的纠正，确保箱梁首尾中线偏差不能超过5mm。

6.2 安全控制

临时墩滑道的安装施工环节，相邻部分的墩之间高程差限定在±2mm 以下；钢箱梁的顶升最大高度不能超过设计标准的要求；钢箱梁的工程质量应该达到设计标准的要求；顶推速度要严格控制，每分钟15cm 为最佳，同时顶推操作阶段，应该做好各个位置的全面监控，从而可以达到安全、稳定的标准；防落网的安装环节，高空作业加强安全管理，保护人身安全；中央分隔带部分的中墩周围应该布置防护网，同时应该避免出现施工中掉入行车道的情况，并且需要布置相应的警示标准，要做好如下的几个方面：

（1）临时墩滑道安装时，相邻墩高程差控制在±2mm 以内，同墩两滑道高程差控制在土 ±以内。

（2）梁项升最大高度及反力不得超过设计的规定值。

（3）钢梁结构部分的质量达到技术标准和规范的要求。

（4）顶推速度控制在 10～15cm／min。

（5）顶推作业时应该全面的监控和管理，从而可以提升工程的安全性。

（6）对于处在已有道路部分的钢箱梁结构在顶推开始前应该进行防护栏与钢结构表面的防护施工，以确保不会产生任何的安全隐患，促进工程的质量提高。

（7）支墩两侧需要设置钢管的方式来搭设人行道，同时还应该布置防护栏结构，设置防落网，确保高空作业时不会发生严重的安全事故。

（8）中央隔离带部分应该在周边位置设置防护网，要避免出现杂物进入行车道。

（9）施工位置安装警示标志。

7 结语

空间曲线顶推技术相较于传统的梁段顶推技术，能够大幅度减少对施工路段交通状况的影响，而且施工步骤更加的明确，顶推质量也有较大的改善。科学合理地应用空间曲线顶推技术是加快我国公路网络完善的重要手段。