桥梁钢箱梁顶推施工关键技术研究

2021-03-31彭龙翥中铁三局集团第六工程有限公司高级工程师

中国建筑装饰装修 2021年10期

彭龙翥中铁三局集团第六工程有限公司高级工程师

我国桥梁工程行业在改革开放后取得巨大的进步。随着业务量不断增加，桥梁工程施工的关键技术要点也引起理论界的关注，相关技术也逐渐应用于实践中。相关的关键技术也在实践中不断得到检验与更新，较好地推动了我国桥梁工程施工技术的发展，有助于提高我国桥梁施工的质量与效率[1]。因此，在新发展阶段，桥梁工程企业更应熟练掌握钢箱梁顶推施工的技术要点，并在日常的桥梁施工中提前制订相应的施工方案，尽可能提高桥梁施工的质量[2]。

1 桥梁钢箱梁顶推施工技术要点

1.1 准备阶段

在钢箱梁顶推施工的准备阶段，施工人员要做好正确连接系统回路和油回路等准备工作。

首先，施工人员应当分别采用自动模式和手动模式对顶推装置进行调试，确保顶推装置中的各个零部件在顶推过程中处于正常运行状态。

其次，做好在线调试工作。施工人员需要采用手动模式启动泵站，在主控制台中完成缩缸和伸缸操作，以此检查顶推装置的工作情况与运行状态。

最后，根据实际情况对顶推装置中的行程检测器进行检查与调整。施工人员应首先完成手动模式调试，在完成手动模式调试后再进行自动模式调试，确保插孔的同步性[3]。一旦在检测过程中发现异常问题，应立即对出现故障的地方进行处理。

1.2 正式顶推阶段

确认试顶推构造与施工运行正常后，即可正式开始顶推施工。在正式顶推过程中，施工人员应进行动态监测，根据钢箱梁底部的刻度动态判断监控支撑是否正在同步挤压。同时，要对每个顶推点的实时状态进行监控，一旦发现杂物出现在钢箱梁的临时或永久支撑结构周围，应及时进行清洁[4]。

正式试顶过程中，现场施工人员需要对每一施工阶段进行合理试顶处理，每次试顶时的千斤顶设施在距离以及速度方面应该始终保持一致。试顶处理后，现场施工人员应该记录试顶期间涉及的顶推速度以及顶进距离等数值。在钢箱梁到达前方支点后，要测量墩顶与梁底的净高，使得其能够达到施工的要求。在顶推施工过程中，测量工作最好在日出前进行，较强的光线可能会影响钢箱梁的旁弯。

首先，在正式顶推施工的过程中，要将每个顶推点产生的误差控制在允许范围内，以确保顶推实现同步施工，可以通过将不同步安全值设置为15 mm、将不同步调整值设置为10 mm 等措施达到此目的。当每个顶推点之间的不同步值达到10 mm或更大时，应当暂时停止施工，检查系统是否存在问题，并通过系统的单动作单点功能将不同步值控制在10 mm 内。监控过程如有异常情况，应迅速调整泵站的流量，以调整相应顶推点的实际移动速度。

其次，将钢箱梁推离目标位置约200 mm 的距离后，要放慢顶推速度并测量其到目标点的距离，以确定顶推速度等各项控制参数的范围。当顶推距离目标点15 mm 时应停止施工，重新测量距离并控制移动速度，进行单独调整，使顶推点与目标点对齐。在顶推施工的过程中，施工企业需要密切关注油缸的具体波动情况，将钢箱梁脱离两侧的垫墩，随后将所获得的数据传输给主控平台。主控人员接收相应的数据后发出纵向顶推指令。

再次，将钢箱梁推到卸载位置时需要卸下导梁，并全部拆除支座约束。在对桥面走线上的每个监控点进行测试后，可以缓慢地卸载。卸载时需要拧紧顶推装置，采用气割技术切割掉梁上的调节支撑装置。在具体施工过程中，需要根据具体情况确定是否采用全站仪之类的测量仪器，加强对监测点处支撑结构沉降情况的监控工作。如果实际情况满足要求，则要采用上述测量仪器进行监控。一旦在监测过程中发现监测点处有支撑结构沉降不均匀的情况，则必须采取加固管理措施，确保桥的对齐方式符合设计标准[5]。

最后，在建造起落架时，要将已安装好的起落架千斤顶放到位，从两侧释放横梁，并一一卸下手墩架及移桥器等设备，从而完成顶推施工的全部工作。在此施工过程中，应在500 ～1000 mm 时逐渐释放落梁，然后再释放至1200 mm。落梁到达1200 mm 后，应使用200 t 的平口千斤顶，并继续进行落梁操作，直到落梁就位。

2 桥梁钢箱梁顶推施工关键技术的应用分析

2.1 凌菊路跨大沙河桥工程的基本情况

凌菊路跨大沙河桥工程位于深圳市南山区南方科技大学校园内，是连接凌菊路和学苑大道跨越大沙河的重要工程。凌菊路跨大沙河桥工程全长62 m，宽22 m，布局对称。桥梁的结构体系为1 跨下承式简支钢拱钢梁拱梁组合桥，主梁是截面均匀的钢箱梁，单箱5 室，顶板宽22 m，底板宽16.06 m，悬臂翼缘宽3 m，悬臂翼缘宽3 m，道路设计中的线梁高度为1.40 m，底板水平。根据桥梁工程钢箱梁的实际情况，施工单位决定采用顶推技术进行施工。

2.2 凌菊路跨大沙河桥工程的创新点

2.2.1 在北岸桥台采用3套双顶顶推设备

本次顶推施工主要集中在北岸桥台的部分阶段，顶推施工的荷载约为1000 t，占总重的90%左右。为了更好地发挥顶推施工技术的作用，本工程在施工过程中采用了3 套双顶顶推设备，并将顶推能力提高到2250 t。此外，为了能够更好地监控施工全过程，施工队伍还在施工过程中采用了新型的步履顶推设备，通过计算机技术对其进行控制，能够达到快速调节、全程监控、顶推动作同步等目的。

2.2.2 采用顶推施工技术时进行特殊处理

该桥梁工程的桥体内部荷载呈现出非常规传递的特点，这是因为该桥体与端梁之间存在一定夹角。因此，在正式顶推施工的过程中要对相关部位进行特殊处理，以确保顶推技术可以顺利施工，同时保证整个桥梁施工过程的安全性。此外，为保证河道净空要求，本工程在顶推前并未安装钢拉索。该工程是单跨拱桥，为了能够保证河道的净空要求，在顶推前不能安装钢拉索。

2.2.3 在顶推过程中将圆管支撑设置在拱肋与桥面之间

该桥梁工程前导梁的重量明显更轻，这是因为大截面型钢被应用于该桥梁导梁的前半段。型钢与桁架的组合方式则运用于桥梁导梁的后半段，使桥梁导梁前后半段的重量出现了显著的差异。因此，顶推到位后应由拱肋两端逐步向拱肋中心张拉钢拉索并拆除钢管支撑。

2.3 凌菊路跨大沙河桥工程的技术要点

首先，该桥梁工程在施工过程中减少了对下部支架的冲击力。这是因为该工程采用了新型的步履顶推设备，此装备在实际施工过程中不会产生水平推力，因此对下部支架的冲击力也就少了许多。此外，为了减少钢箱梁的水平位移与横向位移的偏差，该桥梁工程采用了组合千斤顶用于顶起钢箱梁施工。

在这一施工过程中，施工人员要有一个具有高精度的油表进行计时，以达到精确控制顶推力的目的。一旦在施工过程中出现了推力急剧增加或者钢箱梁结构变形等情况，施工人员应当立即停止顶推，并对出现故障的位置进行排查以确保所有设备能正常运行，接着继续进行顶推施工。在顶推过程中，要对平移力、顶升力等参数变化进行监测。在推进最后梁段部分时要注意控制精度，通过小行程点控制顶推到位的准确性。

其次，在顶推施工的过程中，顶推可能在钢箱梁的两侧不同步进行，这对桥轴的精度有一定的影响，可能会导致桥的水平方向与设计标准不一致。为此，施工队伍应做好顶推同步控制工作。施工人员必须提高分辨顶推力精确度的能力，并实时监测顶推结构桥轴线的偏差。如果在检测过程中出现了任何情况，施工人员要及时调整移桥器侧向液压缸，以保证轴线的准确性。在定位和安装施工钢箱梁结构的过程中，要实时观察轴线偏差，要确保钢箱梁的线形和设计线形相一致，可以通过调节待安装梁的轴线和每个梁段的尾端来控制轴线的偏移情况。

最后，施工单位要不断加强施工监测工作，及时掌握高度变化和位移情况等具体动态。这是有效控制顶推施工过程中钢箱梁结构应力状态和桥线形的措施。在顶升的过程中，施工队伍应对临时支撑结构进行严格控制，避免顶升垫梁顶面产生压缩变形和沉陷的情况，同时动态监控风力等自然因素对试顶推的影响，以有效地控制施工的质量。此外，施工单位还要严格监测组装平台变形和沉陷的情况，分析施工过程中的最大变形值及其影响因素，为今后进行施工管理提供参考。