连续箱梁桥顶推施工工艺分析

高菁阳

（石家庄职业技术学院，河北 石家庄 050081）

0 引言

随着建筑工程的发展，桥梁施工技术也在不断进步，为我国的交通运输和经济发展作出了重要贡献。连续箱梁桥是一种使用连续箱梁结构的桥梁，也是目前桥梁技术改良后的主要建设桥梁[1-3]。连续箱梁桥具有稳定性高、刚度较强、成本耗费低廉，以及抗震性能好的优势，但随着交通技术的发展和进步，传统的连续箱梁桥施工技术已经无法满足目前的机械化需求，因此需要设计新的连续箱梁桥顶推施工工艺[4-6]。

连续箱梁桥在施工时通常选取预应力混凝土，但这种混凝土可能会随着施工场地的变化出现体系转换，从而导致桥梁变形。因此设计连续箱梁桥顶推施工技术时需考虑混凝土浇筑对整个顶推施工工艺造成的影响，因此本文在传统施工技术的基础上研究了新的连续箱梁桥施工技术，以期为提高桥梁建设的稳定性，促进桥梁建筑技术的发展作出一定贡献。

1 连续箱梁桥顶推施工工艺设计

1.1 移动式悬臂施工挂篮

应用移动式悬臂施工挂篮可以保证施工效果，提高施工效率，受预应力混凝土特性的影响，在施工过程中需要保证挂篮设备的稳定性，保证挂篮能重复利用，降低工程的成本，施工挂篮整体可以看作一个移动的支架，如图1所示。

图1 挂篮示意图

由图1可知，该挂篮呈桁架式分布，整个挂篮可以完成抗压式走位，保证悬灌的效率，在桥梁的预应力管道敷设及灌浆循环中发挥着重要作用。整体施工工艺流程较简单，首先进行墩梁的临时锚固，将施工挂篮正确安装；其次关注中间部分，设置预应力钢索；最后将挂篮逐渐向两侧移动，完成下一梁柱的浇筑。在施工过程中一定要预先保证顶底模标的高度，避免出现挂篮迁移的现象，还需对浇筑的混凝土进行养护，保证桥梁顶推施工的施工效果。

1.2 连续箱梁桥段混凝土浇筑

挂篮完毕后，需要对现有的桥梁段进行混凝土浇筑，需注意混凝土泵送过程中悬臂的角度，经过测试发现，施工现场的温度环境和湿度环境都会影响浇筑混凝土的状态，因此在混凝土浇筑之前需要根据浇筑需求及现场环境的变化及时调整浇筑速度，连续箱梁桥浇筑很容易出现挂篮中线无法确定导致的浇筑问题，因此在施工前应该确保挂篮中线处于挂篮标准范围内，连续箱梁桥段混凝土浇筑挂篮结构如图2所示。

图2 连续箱梁桥段混凝土浇筑挂篮结构简图

由于浇筑管道较多，且各个管道附近都设置了相应的施工预埋件，因此需要计算箱梁各阶段的实际立模标高，保证混凝土浇筑的有效性。如果在浇筑的过程中出现全断面多次浇筑问题，需要及时设置浇筑的次序，保证浇筑效果，首先需要由桥梁底板至桥梁的腹板进行承托浇筑，即一次浇筑；其次将腹板下承托中未成功浇筑的位置进行承托预应力顶板浇筑，即二次浇筑；最后对仍然剩余的部分进行浇筑，即三次浇筑，浇筑过程中需要避免混凝土裂痕产生，影响桥梁整体的稳定性。

在管道进行浇筑前，需要预选管道的类型，保证管道不会由于强度过低而出现破损问题，固定管道的钢筋需要使用井字形排布，避免出现管道上浮产生的分力现象，如果现场施工时的预应力分布不合理，很容易出现混凝土崩裂事故影响正常的混凝土浇筑施工，在施工时应避免混凝土受环境因素影响造成的质量下降问题，因此可以设置风雨棚或相关的保温设施，保证施工的整体效率，在混凝土浇筑完毕后需要使用相应的检测仪器进行检测，避免出现其他安全问题。

1.3 构建连续箱梁桥顶推移动施工模架

受桥梁基础结构的限制，施工过程中各个墩柱的承重支撑力可能随时出现某些变化，因此在连续箱梁桥的施工过程中需要构架连续顶推移动施工模架。设计的移动模架主要包含几个重要的部分，其中最主要的组成部分就是模架的承重梁，设计的施工工艺选取跨径承重横梁，通过与已经完成施工的梁段连接实现承重梁的施工，在工作过程中承重梁可以与模架一起移动施工，实现综合控制。

承重梁的两侧含有许多横梁覆盖板，并与承重钢索进行连接，从而增加承重梁的高度，整个移动施工模架与主桥下端相连并使用吊杆进行定位，施工的过程中能始终保持移动，增加施工的灵活性。

设置的模架承重梁完成定位后可以使用螺旋式千斤顶实现外模调整，并设置内模板完成移动式施工，在移动施工的过程中施工模架需要克服平衡性问题，因此设计的施工工艺添加了外托架及混凝土平衡梁，以保证施工效率。本文选取HJDI-5554钢梁配件进行移动施工模架的组装，提高了模架的组装效率，降低模架的使用难度。在移动施工模架施工前需要进行强度验算及拱度测试，选取500 mm×400 mm的工字断面，进行调整并将其设置于支撑台上，保证其呈稳定的状态，其次通过三相液压系统进行固定，完成施工模架的搭建，在该模架内侧进行拱度测试及强度验算，得出其惯性矩为22 607 219.46 m4，由此可知此时的移动模架符合后续的施工需求，可以使用该模架进行后续的连续桥梁顶推施工。

1.4 预制场滑道、箱梁顶推

在预制底膜内侧，使用滑板和滑道板共同组装成单块底膜，在单块底膜的顶部设置了升降千斤顶，调试由外侧模骨架及升降千斤顶等构成的外侧膜，保证箱梁的顶推效果。在预制台座前布置小距离的过渡墩，保证梁段从预制台座能实现标准化过渡。由于纵向预应力索是错位张拉状态的，因此需要使用距离过渡法来支撑控制梁的挠曲变形，避免梁尾出现竖直转角，产生较高的作用力导致桥梁失稳，箱梁顶推现场如图3所示。

图3 箱梁顶推现场

预制台座的过渡墩必须使用滑道支撑法进行连接，且必须保证连接作用力始终与过渡段的摩擦力相平衡。施工过程中，还需要慢慢调试钢导梁的受力，降低钢导梁的实际剪力，避免负重过高导致的使用强度不足及动力系数下降问题，常见的钢导梁包括钢析梁、钢板梁2种，在实际施工的过程中需要根据施工工程的状态选取符合的钢导梁，增加施工效率，保证施工的稳定性。

2 实例分析

2.1 概况及准备

为了验证本文设计的连续箱梁桥顶推施工工艺的有效性，选取了某桥梁工程进行了实例分析。该工程横跨某市的2个相邻区，走势自西向东，全长共18 km，该桥梁限速80 km/h，本次实例分析选取的施工范围为K3+665.564～K4+465.565，线路相交总里程符合顶推桥梁施工需求，工程使用上下桥分布式顶推方法进行施工，根据各个高度箱的截面大小设计实际的桥梁宽度，拟定桥梁的梁高2.5 m，顶板宽30 m，底板宽25 m，桥梁的两侧还设置了悬臂板。整个桥梁的全部建筑面积为3 565.65 m2，采用钢箱梁顶推法进行施工，施工现场如图4所示。

图4 钢箱梁顶推法施工现场

受现场施工环境的限制，某桥梁施工工程的施工场地较小，施工的立面构造如图5所示。

图5 施工立面构造

在正式开始桥梁顶推施工前需要将施工线路封闭，设置100 m的预留距离，准备工作完成后需要安装桥梁顶推设备，设置顶推设备的顶推速度，根据桥梁的速度要求，测试桥梁的基础顶推数据，结合桥梁的实际方向设计顶推位置，安装顶推系统，设计的顶推系统包含ZLD100千斤顶、ZTB88.0泵站、JDHK-4顶推控制台及控制电缆，选取的施工设备的型号及名称见表1。

表1 施工设备型号及名称 个

根据上述的施工设备，设计施工拉锚器，将拉锚器的牵引系数设置为2.465，并与孔钢绞线相连接。连接后可以设置后续的施工方案，顶推法施工现场如图6所示。

图6 桥梁顶推施工现场

2.2 应用效果与讨论

分别使用本文设计的连续箱梁桥顶推施工工艺和传统的桥梁施工工艺对桥梁的多处墩柱进行稳定性检测，分别计算2种施工工艺的稳定性数值，应用效果见表2。

由表2可知，在相同条件下本文设计的连续箱梁桥顶推施工工艺的墩柱施工稳定性数值较高，证明设计的桥梁顶推施工技术的施工效果较好，具有可靠性。

表2 应用效果

3 结语

综上所述，研究桥梁施工技术对我国的交通运输和交通安全性有重要意义，在传统的桥梁施工过程中，经常受到施工技术的限制导致桥梁的墩柱失稳，因此本文在传统施工技术的基础上设计了新的连续箱梁桥顶推施工工艺，并通过实例验证了设计施工工艺的可行性，取得了初步结论。未来将就此方向作出扩充研究，希望为桥梁施工工艺发展尽绵薄之力。