连续钢箱梁桥安装施工中顶推技术的运用

2022-06-29中铁建物产科技有限公司

中国建筑装饰装修 2022年10期

姜阳中铁建物产科技有限公司

顶推施工技术方案在连续钢箱梁桥安装施工过程中具有重要的应用价值，其不受空间、环境影响，安全可靠，能精确定位，同时流程较为简洁，可以在一定程度上降低基础成本。通过结合实际工程探索，可以明确顶推技术施工的主要特征与问题，并为后续的流程分析提供重要支持，具有正面意义。

1 工程实例简析

本次工程为重庆大内高速黄桥枢纽互通B 匝道桥建设，15#（BK0+883.408）～18#（BK1+037.408）墩为（42+70+42）m，属于钢混组合梁类型，上跨高速公路。建设线路平面位于曲线半径R为500 m的左偏圆曲线区域，桥面横坡数值为4%。线路纵断面位于半径R为11 000 m 的凸型竖曲线层面，主桥与高速公路呈斜交状态，交角为38°。顶推施工路段较多，其中工程吊装段与顶推段示意如图1 所示。

图1 工程吊装段与顶推段

2 顶推施工技术的特征与常见问题

2.1 技术特征

顶推技术在钢箱梁桥施工阶段属于较为常用的技术，本身具有多种基础特征，能够为工程提供重要支持，减少成本支出并提高施工可靠性。例如顶推施工相对于其他技术较为便利，无需采用大量机械设备进行处理，吊装流程方便且人工费用较低。除此之外，顶推技术抗干扰表现优秀，在施工阶段不会对周边环境造成严重影响，也不会受到环境因素的影响，能够连续施工，可以提高施工效率。结合顶推技术的特征，应当采取有效部署方案，确保其能够在钢箱梁桥工程中得到正确应用，避免出现异常问题。

2.2 常见问题

应用顶推工艺展开施工的过程中，由于多种因素影响，往往会出现一些施工问题[1]。施工期间，顶推结构可能会使梁体出现油漆脱落现象，此类现象虽然不会对工程质量造成影响，但是会降低外部美观性，因此需要采取有效措施进行应对，确保油漆问题能够得到遮盖或修复处理。同时，顶推结构可能会出现局部应力现象，这一问题容易导致钢箱梁产生形变，为解决此类情况，需要通过增加受力面积的方式，有效缓解局部应力，避免引发结构稳定性问题，提高钢箱梁的可靠性。除此之外，偏差问题也属于较为常见的不良现象，由于受工艺执行流程与设备的影响，顶推施工会产生一些偏差，因此需要在顶推施工阶段针对有关问题进行建模计算，及时纠正数据偏差，避免偏差不断累积，防止负面情况发生[2]。

3 连续钢箱梁桥顶推技术施工运用

3.1 工程实例参数

本次顶推钢箱梁桥长度为80 m，宽度为12.75 m，重量约为443.6 t，线路平面位置在曲线半径500 m 处，处于左偏圆曲线区域，起重重量为320 t，水平推力可达50 t，摩擦系数为0.10 ～0.05。本工程设置8 组顶推装置，最少4 组设备同时作用，每组两台设备，共计18台（包含备用两台）。

3.2 工艺流程

顶推施工工艺流程如图2 所示，先是进行施工准备，随后拼接箱梁并安装监控装置与顶推装置，确保监控量测流程正确完成。监控量测是为了密切关注梁体的变化，在开展监测流程时，应当注重收集相关应用信息，并传递至项目指挥部，使其能够结合实际情况条件展开进一步分析，为后续施工程序的科学开展提供重要基础，确保顶推施工处于稳定状态。合理利用信息化技术，可以有针对性地解决顶推施工阶段存在的监控量测问题，为后续施工流程提供重要支持。在完成量测与实验分析后，若结果合格，则可以开始纵向连接建设，并进入试验顶推环节[3]。最终，进行正式顶推施工，完成落梁处理，达到顶推工艺应用目标。

图2 顶推流程

3.3 顶推原理

本工程中采用的是歩履式多点顶推方法，分解为4 个基础步骤。第一步将滑块调整至初始区域，并应用千斤顶将梁体同步顶起。第二步要利用相关应用装置完成处理，通常可采用水平千斤顶，使基础摩擦力得到有效解决，避免干扰后续梁体实际前行效果。通常情况下，梁体单一前进行程处于0.4 ～0.5 m，需要保证其符合范围标准，避免出现负面问题。第三步需要降下竖向千斤顶装置，并将梁体移动至临时支墩顶部区域，达到完全脱离滑块的效果[4]。第四步应当科学调整水平千斤顶装置，使其能够回到初始位置，并完成一个单循环作业，进行下个循环直至梁体就位。由于桥梁每个行程会有3 mm 左右的偏差，加之在操作时可能会出现精确度不够的问题，所以在顶推的行进过程中要采取主纠偏和辅助纠偏相结合的办法，以此克服梁体跑偏问题。

3.4 试验顶推

3.4.1 展开针对性培训与空载试验活动

在顶推施工正式开始前，应对相关人员开展针对性的培训，确保其能够在实际施工阶段正确完成任务。培训需要按照设计标准在墩外位置进行场地拼装，随后调试顶推应用设备，并保持人员就位状态。完成后应当在场地内进行空载演练，演练次数根据实际情况决定。培训完成后，需要在顶推开始前2 ～3 个阶段再次进行演练，并保证相关人员在岗，包括总指挥、中央控制负责岗、操作岗以及检查岗。模拟内容应当包括分析系统是否处于正常状态、对竖向千斤顶装置顶起高度进行衡量、对水平千斤顶顶起长度进行衡量、滑块重部署等，确保模拟试验能够达到理想效果。

3.4.2 展开荷载试验流程

在试验顶推流程开始前，需要检查临时墩的实际承载性能。由于导梁本身所具有的可靠性与钢箱梁连接存在密切关联，因此可以利用可靠性试验进行判断，确保其能够符合实际施工需求。试验阶段，需要在钢箱梁与导梁结合位置进行施工，通过采用竖向顶结构，使梁体能够被顶起约1 cm。在这种情况下对导梁与连接区域进行检查，需要在临时墩位置利用竖向顶施加120%支反力，使临时墩的实际承载能力得到充分检验。

3.5 正式顶推

3.5.1 正常顶推

在正式顶推时，步履设备在支撑临时支墩上，梁体全部由滑块支撑滑动，所有临时墩墩顶布置主动装置，所有水平顶同时启动，实施多点顶推，前进40 ～50 cm 后停止。梁体下降放置在墩柱及临时支墩上，等待滑块完成退回后，即可对间隙进行调整，使梁体不断上升。在梁体再次支撑在滑块区域后，可以展开后续前移操作，并执行动作循环，保证梁体能够维持前行状态。

由于本次工程采用圆弧梁类型，在复杂工况下，全站仪是正式顶推环节的关键应用器具，其能够在梁体行走与滑梁过程中发挥重要作用。针对临时支撑结构进行检测，并明确基础沉降实际状态，避免施工流程出现严重偏差问题。同时，全站仪可以测量梁体的位置与施工精度，能够保证挠度与设计标准相一致，最大限度地提高顶推施工可靠性。

3.5.2 接收前导梁结构

在前导梁部署在首个临时支墩上方位置前，需要将滑块通过滑移方式部署在前方区域。通常情况下，理论导梁前支点的下挠数据应为20 cm，等待步履装置完成收缩后，即可直接接收导梁结构。在实践施工中，由于安装误差等影响因素，应当准备10 t 级别手动液压千斤顶装置，对接收流程进行辅助，确保相关环节能够正常进行。一是将滑块放置最前方，二是使千斤顶的顶上导梁与滑块间歇2 cm，三是滑块收缩，四是移除千斤顶装置。重复执行相关动作至两次循环后，导梁便能够进入正常顶推施工流程，完成接收操作。

3.5.3 偏差纠正

在顶推施工阶段，梁体走行会出现一定程度的偏差现象，单一行程属于直线，各行程偏差程度会达到3 mm 级别，同时操作规范性会进一步加剧偏差，因此需要采取可靠的纠偏与辅助措施，避免梁体出现意外跑偏现象[5]。针对此类偏差问题进行纠正的过程中，可以在墩柱位置安装限位，主要针对偏差范围进行监测。若发现超过距离标准，则执行梁体纠偏措施，使偏差得到充分控制。梁体走偏后，适当使滑块向反方向区域偏移，滑块会出现左右移动的现象，使千斤顶装置与梁体之间的夹角改变，最终完成纠偏流程。

横向纠偏属于顶推的关键控制措施之一，其可能出现3 种偏差问题，包括前后端单一侧偏差、一端未偏差另一端偏差以及两侧不同偏差等。对于这些偏差情况，应当采取针对性处理措施，以确保偏差问题得到有效纠正。

首先，可以采用前后端滑道向右偏移、千斤顶推动梁体向右的方式。其次，可以采用后端位置保持不动、前端位置向右偏移、千斤顶装置推动梁体向右的方式。最后，可以采用后端位置向左偏移、前端位置向右偏移、前进阶段梁体围绕中间点位进行顺时针旋转的方式。通过科学选择以上的应用措施，能够有效保证纠偏流程的精确性，避免偏移进一步扩大。

顶推装置内部组件受到实际工艺等因素影响，容易出现间隙问题，可能会导致坡道出现误差，支墩受力后钢梁会向下弯曲等因素，都会影响纠偏的结果，因此需在顶推过程中不断测量，做好姿态监测，随时进行调整。

3.5.4 落梁施工

在顶推流程即将完成前，应当针对梁体姿态情况进行科学调整，防止后续偏差扩大，提高落梁施工可靠性。在距离目标区域剩余3 个基础循环的情况下，应当保证梁体的实际偏差处于3 cm 级别内。在梁体距离目标区域剩余1 个基础循环的情况下，应当保证梁体实际偏差处于1 cm 级别内。在最后循环阶段，应当保证每推进15 cm便进行一次偏移测量，并随时准备应用纠偏措施。在重复顶推施工的前进阶段内，应当由测量人员对钢箱梁坐标进行复核，不断进行姿态的调整与控制，确保其能够得到正确处理。除此之外，落梁应当保证步履式顶升装置处于同步下降状态，并在达到目标位置前2 cm 处停止前进，对支座和垫块进行检查，保证落梁效果达到理想标准，完成顶推任务，施工周围关系如图3、图4 所示。