桥梁工程中步履式顶推技术应用

张军、黄标雄

（1.分宜县交通运输局，江西分宜336600；2.赣州林标建筑工程有限公司，江西赣州341000）

0 引言

桥梁工程作为大型系统工程，在项目开展的阶段对于桥梁的安全性和稳定性要求非常高。就当前现状而言，在桥梁项目施工的阶段为了能够达到桥梁的建设需求，必须要综合实际情况做好施工技术的合理选择。步履式顶推技术作为桥梁建设领域中常见的一项技术，该技术的应用具备一定的科学性，能够实现桥梁的科学作业。所以对该技术的应用过程进行总结分析，探寻出科学有效的技术方案意义重大。

1 技术概述

1.1 原理

顶推法是把梁体结构在桥头的部分进行逐段浇筑或者拼装连接施工，应用千斤顶逐步的顶推作业，并且保证梁体结构利用墩顶上的各个临时支座安装到规定位置上。该技术的工作原理是沿着桥梁纵向的方向后台设置预制场，分节段开展梁体的预制施工，纵向张拉预应力筋之后，再应用水平千斤顶进行移动，保证逐段安装到规定的位置上，这样的情况下才更换为正式的支座结构。经过施工原理分析发现，顶推法在桥梁结构施工中，可以有效节约人力、物力等资源，施工速度得到提升，缩短项目施工工期，还能够保证结构横截面有效的使用，避免给桥梁混凝土结构产生任何的影响，切实提升桥梁工程的质量水平。

1.2 优势

顶推施工技术和其他施工技术对比分析，该技术有着非常明显的优势，具体包含如下几点：首先，在桥梁工程的施工中，顶推法作用到单跨结构上所产生的顶推力要比桥梁的自重小很多，不会超过100 吨，因此，在施工中不会使用笨重的施工机械设备，结构更加的轻便，操作也非常的简单，在运输和保养中，都有明显的优势，对于提高施工的效率和水平有重要的作用。顶推法在施工中，不会对桥梁地基有过高的要求，所以可以使用的范围比较广，特别是在某些不需要封闭的施工路段，对于保证交通正常运行有着极为重要的作用。其次，混凝土浇筑施工为顶推法施工的关键阶段，该环节只需要应用一套模板就能够完成周转施工，达到运行的要求，不仅可以减少物料的使用，还能够保证工程的质量符合要求，保障项目各个环节正常进行。最后，在顶推法的桥梁施工中，施工现场比较集中是非常重要的特点，所以安全管理和控制尤为重要。较之其他施工方式来说，顶推法施工的环境和施工条件方面也有非常明显的优势，对于保障项目的顺利进行有积极作用[1]。

2 工程概况

某桥梁工程结构的跨度尺寸为157m，设计结构形式为下承式蝶形钢结构的形式，梁体的高度尺寸为3.3m，桥面设计宽度为34m，柱墩是V 型的结构形式，基础是钻孔灌注桩。该桥项目在具体的施工中，河道的环境会给桥梁施工造成较大的影响，该桥梁工程结构应用步履式顶推法进行施工，实现整体钢结构的直接拼装组合形成，再通过顶推支墩和步履式顶升滑移的设备对于各个钢结构进行顶推滑移处理，最终将其安装到规定位置上形成桥梁的结构。具体的施工中，总计需要布置18 个临时支墩，分为9 组的形式。其中L8、L9 两组设置在支墩河道结构内，L7 支墩布置在主线承台的外侧，上述三组临时支墩为桩基础的结构部分，其他的临时支墩均布置在岸上，作为扩大基础应用。桥面的整体钢结构在施工前，要分析其与地面的高度，然后明确支架的高度。在桥梁工程的支架结构设置中，选择应用的是φ800×（14-16）mm 的钢管，箱梁垫是φ（200-300）×10mm 的钢管制作，顶推支架应用的是厚度20-30mm 的钢板制作，然后组合形成整体的支架立柱形式。在河道内部的L8、L9 临时支墩制作工艺为钻孔灌注桩的形式，和钢管格构柱组合形成整体的结构，在栈桥搭设施工结束后，再在水内开展钻孔灌注桩的施工。因为临时支墩对于水平荷载的承受性能是非常有限的，所以该桥梁项目应用的是多点分散步履顶推施工方式，步距设定为0.75m，把顶推结构部分直接设置在临时支墩上，然后利用顶推摩擦力与反作用力抵消在临时支墩上的水平荷载。施工单位结合顶推施工的特点，把顶升、平移、横纵结构制作整体形式，通过液压泵站进行结构设计，确保顶推施工可以顺利进行。

3 步履式桥梁顶推法施工工艺

在桥梁工程项目建设的阶段，步履式顶推技术的应用必须要按照工艺标准的原则进行，首先需要做好电控系统的安装，然后对顶推施工过程进行科学管控保证各方面的工艺效果能够满足实际需求，以下对该技术的应用过程进行深入探究。

3.1 电控系统

为了使得千斤顶在施工环节，达到同步性、安全性的标准，施工单位组织专业技术人员进行电路系统设计，同时进行终端配电箱的设计，保证电控系统运行功能和效果。总电路设计要根据接线图安装施工，保证步履式顶推系统可以实现统一整体的控制，达到同步控制的要求；终端配电箱以及控制箱在设计中，需要根据要求进行单个顶推系统控制与系统急停控制，确保系统处于可控范围内。

3.2 顶推施工

首先需要将滑块调整到设计起点的位置上，开启顶推系统，通过千斤顶的顶升将梁体同步下落到滑块结构表面，水平千斤顶所形成的水平力会抵消摩擦力，让梁体逐步的前进0.75m 的步距行程；竖向千斤顶把梁体顶升2.0cm 的高度，和滑块分离，把千斤顶调整到起点的位置上，将梁体顶升前进0.75m 的距离，反复循环该顶升环节，保证各个环节的操作符合施工工艺的要求。梁体每前进0.75m 的距离，都要进行结构受力、稳定性方面的分析，进行系统方针模拟，计算确定支座反力、油压支反力，保证各个参数值和既定的设计参数是相符的。把顶推系统安装到规定位置上，安装到各个临时支墩的表面，再通过顶推法让梁体逐步向前移动，按照最不利工况进行现场试验分析，确保桥梁施工的质量合格。此次桥梁项目施工时间为4d，梁体根据设定的轨迹移动到规定位置上[2]。

3.3 落梁施工

通过上述步骤将梁体结构顶推到设计部位之后，应用竖向千斤顶保证梁体结构稳定下降到设计位置上，这样操作是非常方便快捷的，其应用的是常规顶推技术中通用倒推以及抽换钢板的施工技术。因为落梁施工环节让整个梁体结构处于永久的应用状态，所以落梁施工之后，其内力是否处于最佳的状态会直接影响整个桥梁工程的稳定性。该项目在施工中，应用的是Midas-Civil 软件对于落梁应力条件进行迷你分析，并且不断做出调整，直到整个梁体结构达到最佳应力状态，为工程质量提升奠定基础。

3.4 顶推力分析

经过现场计算分析，本次桥梁项目的自重为25000kN，其与混凝土、不锈钢板之间的摩擦系数为0.19 和0.26，在计算分析顶推力的过程中，把静摩擦系数和钢结构与橡胶板之间的摩擦系数调整为0.05和0.3，和混凝土摩擦系数为0.20，此时就能够计算确定步履式顶推施工环节的拉力为1542.48kN，通过配置6 台推力1000kN 的千斤顶就可以达到工程的施工要求，为项目施工质量提升奠定基础[3]。

4 顶推过程中的重点控制点

4.1 观测位移

墩顶水平位移和梁体中线偏移都会直接给位移量的观测产生较大的影响，在前两段顶推施工中，并未设计有侧向限位的结构，所以偏移的问题较为常见，顶推环节应该使用倒链或者千斤顶做出调整。在逐步顶推并且进入到有侧限位的位置上之后，位移控制就会更加的方便。墩顶位置观测是重要的技术参数，确保其符合设计方案的要求，记录最大位移偏移量参数，并且观测推力作用之下的梁体移动范围，如果超出最大位移量参数，需要及时做出调整，以保证不会影响工程的质量[4]。

4.2 施加顶推力

顶推力的大小直接受到各个墩顶支点反力的影响，所以要结合现场的总摩擦力大小来计算确定千斤顶使用的数量，千斤顶牵引力大小受到各个支点反力以及摩擦力的影响，这些参数可以通过油表确定。顶推方式应用千斤顶实现，在施工前，需要标记好施工位置，逐步进行顶推施工，通过总控台对于各个泵站实现准确控制，一旦偏差严重，要随时调整，确保各个结构部分的安装尺寸精度合格[5]。

5 结语

综上所述，在桥梁项目建设的阶段中步履式顶推技术作为常用的一项技术，该技术的应用效果非良好，因此得到了广泛的应用。在往后工程项目开展时，需要按照桥梁工程项目的建设标准做好步履式顶推技术方案的优化确定，同时在施工阶段还需要要求作业人员严格根据规范流程进行操作，保证该技术的作用、效果能够发挥出来，这样才能够推进桥梁项目的有序开展。