浅谈跨河钢桁架桥顶推滑移施工技术

李耕文 孙晓满 赖青云 龙彪 杨刚 乔凯

1.徐州市交通运输局，中国·江苏 徐州 221000

2.中建三局集团有限公司，中国·湖北 武汉 430000

1 引言

钢桁架桥因跨越性强、受力性能好、施工工期短、行车平顺、造型美观等在桥梁工程建设中广泛采用，其中大部分大跨度钢桁架桥多采用“地面拼装、跨内高空原位吊装”以及“搭设水中拼装平台、高空吊装”的方法进行安装。但对于施工场地受限、需要跨越通航河道的钢桁架桥梁，常规安装方法难以实施。滑移施工工艺是近几年大跨度钢桁架桥安装的一种先进的施工方法，能够有效解决因受施工场地、工期等因素限制的钢桁架桥梁施工。

2 工程概况

206 国道徐州改线段建设工程于K22+575 处跨越京杭运河，路线与京杭运河右偏角为80°，桥下通航净空为100×7m；本桥主桥采用1-127.6m 简支钢衔架桥一孔跨越通航水域，主桥为变高钢桁架，主梁为三角桁架，横向采用两片主桁结构，主桁中心距27.5m，标准节间距10.5m，主桥采用顶推滑移法施工。京杭运河大桥平面位于直线段内，竖曲线为凸曲线，半径为R=6500m，纵坡为2.5%，变坡点最高点位于京杭运河航道中心线处。京杭运河大桥效果图见图1。

图1 京杭运河大桥效果图

3 顶推滑移施工技术

3.1 顶推施工概况简介

3.1.1 顶推施工原理

在保证通航情况下，拟采用高空累积滑移的施工方法来完成各区域桁架的施工，结合本施工工艺性和创新性，主要采用TLPG-1000 型液压爬行器、TL-HPS-60 型液压泵源系统以及TLC-1.3 型计算机同步控制系统等设备。TLPG-1000 自锁型液压爬行器是一种能自动夹紧轨道形成反力，从而实现推移的设备。此设备可抛弃反力架，省去了反力点的加固问题，便于现场安装，且由于与被移构件刚性连接，同步控制较易实现，就位精度高。液压爬行器的楔形夹块具有单向自锁作用。当油缸伸出时，夹块工作（夹紧），自动锁紧滑移轨道；油缸缩回时，夹块不工作（松开），与油缸同方向移动。TLPG-1000 型液压爬行器见图2。

图2 TLPG-1000 型液压爬行器

3.1.2 钢桁架顶推滑移施工工艺

根据结构特点，结合以往施工经验，在每榀桁架下设置滑移轨道，共两条轨道，在1#～4#桥墩区域拼装E3～E0’桁架桥结构及导向导梁结构，高强度螺栓终拧后，进行第一次滑移顶推施工，临时固定钢桁架；在空余支架区域，拼装E0～E3 桁架桥结构，螺栓终拧后，进行第二次滑移顶推。

第一次顶推滑移施工：启动液压泵站，启动加紧装置，同步顶推一个行程30cm，松开夹紧装置，回缩油缸，循环向前顶推滑移至66m；导向导梁前端支撑于对岸顶推支架平台上。

第二次桁架拼装及滑移：剩余E0～E3 节间桥体拼装，顶推设备安装至E1、E2、E5’、E3’节间下方。第二次向前顶推77m，桥体至设计位置。

3.1.3 滑道设计

钢桁架顶推施工共设两条滑道。拼装区滑道支撑于临时支架上方，顶推滑移区滑移轨道支撑于4#、5#桥墩及顶推支架上方。滑移轨道主要有滑移导梁、滑移导轨、滑移支座三部分组成。滑移支座与滑移导梁之间设置四氟乙烯板，减小滑移过程的摩擦系数，支座底部下设置限位挡板，用来限制滑移过程中结构沿轨道左右方向偏移。滑移导梁设置于4#、5#桥墩支座垫石上方，滑移导梁与垫石之间设置橡胶板，保护混凝土结构。

3.1.4 顶推临时结构体系配套结构设置

根据设计要求，在顶推施工的过程中，桥体桁架最大悬臂状态不超过3 个节段；根据GB 50319—2014《内河通航标准》5.2.2-4 中限制性航道水上过河建筑物通航净空尺度表中二级航道要求，双向通航孔净宽不得小于70m。综合以上强制性条件，拟在主墩临河侧搭设辅助导梁顶推支架，在桥梁前端设置导向导梁结构，减小悬臂顶推跨度，确保大跨度悬臂顶推结构安全及稳定性。

钢桁架梁跨度127.6m，在4#、5#桥墩处向河内侧搭设顶推支架，顶推支架距离主墩中心距离为28.8m，河道通航宽度为127.6m－28.8m×2=70m。南北岸引导段滑移导梁长度分别为2.6m、3.2m，顶推跨度为70m+5.8m=75.8m，考虑导梁长度为60m，75.8m－60m=15.8m，桁架每个节段10.5m，最大悬臂状态时，桁架两个节段处于悬臂状态。京杭运河在河两岸共设置12 组支架，T1～T12 支架均布置在河岸陆地上，基础为混凝土硬化基础。1#～4#顶推支架布置在河道内，基础为Φ1000×12 的钢管桩，与T1～T12 支架主要用于承载滑移导梁，1#～4#栈桥布置河内用于1#～4#顶推支架钢管桩施工及支撑导梁拼装[1-3]。临时措施布置见图3。

图3 临时措施布置三维示意图

3.1.5 滑移过程控制要点

在液压滑移过程中，注意观测设备系统的压力、荷载变化情况等，并认真做好记录工作。在滑移过程中，测量人员应通过钢卷尺配合测量各牵引点位移的准确数值，并与激光测距仪测量数据进行复核，以辅助监控滑移单元滑移过程的同步性。滑移过程中应密切注意滑道、液压顶推器、液压泵源系统、计算机控制系统、传感检测系统等的工作状态。现场无线对讲机在使用前，必须向工程指挥部申报，明确回复后方可作用。

3.2 落梁

在结构滑移到指定位置后，拆除导梁、爬行器，钢桁梁结构总重量约为2500t，整个钢桁梁结构共设置4 个支撑点，支撑点设置于支座附近端横梁下方的混凝土盖梁上，每个支撑点设置两台500t 液压千斤顶，落梁过程中共采用8台液压千斤顶同步工作。4 个支撑点位置彼此对称，且钢桁梁4 个支座位置设计标高相同，4 个支撑点的布置采用同样的结构形式[4]。

4 结语

通过对本工程的顶推滑移技术的总结，得出了在不影响通航情况下跨河钢桁架桥梁的施工经验，本工程桁架结构安装高度较高，纵横向跨度较大，结构杆件众多，自重较大。若采用常规的分件高空散装方案，需要搭设大量的高空脚手架，不但高空组装、焊接工作量巨大，且存在较大的质量、安全风险，施工的难度较大，并且对整个工程的施工工期会有很大的影响，方案的技术经济性指标较差。

采用高空累积滑移的施工方法来完成各区域桁架的施工，将大大降低安装施工难度，并对于质量、安全和工期等均有利，对同类相似工程具有借鉴指导意义。