上跨铁路站场预制顶推PC 箱梁落梁施工技术

陈佩 CHEN Pei

（中铁二十五局集团第二工程有限公司，南京 210046）

1 工程概况

长沙市湘府路湘江特大桥跨京广铁路联上部结构采用（40+50+40）m 预应力砼顶推连续箱梁，分南北两幅，整幅箱梁采用双箱单室斜腹板截面，腹板斜率与主桥相同，箱梁外侧为机动车道和人行道板双层结构。箱梁顶宽38.52～37.0m，梁高3.8m，预制梁段长70m，单幅重约4000t。全桥共设置12 个临时混凝土墩，作为顶推平台和滑道，其中70m 预制段设置6 个临时混凝土墩，跨度为2.75～10.5m，墩位布置示意图见图1。70mPC 箱梁顶推就位后，再在两端各现浇30m，然后全桥施加预应力，形成（40+50+40）m 预应力砼连续箱梁。

图1 纵断面示意图

当左右幅70mPC 箱梁的均顶推就位后，箱梁处于临时滑道上，为将箱梁落到永久支座上，必须对箱梁进行单幅落梁施工，单幅总重约4000t，落梁高度7cm。（图2）

图2 横断面示意图

2 落梁准备

2.1 顶推预应力放张

在箱梁顶就位后，拆除钢导梁前，必须将体外预应力束与底板的扁锚束拆除，拆卸过程中主要施工流程为放张预应力钢绞线。

放张预应力钢绞线主要指导思想为利用安装上放张头的小型张拉千斤顶，将一束钢绞线里面每根逐根进行放张。下面就体外预应力束对放张施工流程进行说明：

由于根据设计要求，锚下张拉控制应力为1116MPa；由于一根钢绞线公称截面积为139mm2，因此锚下张拉力=1116*139=155.124kN，因此可以采用30t 小型张拉千斤顶进行施工。施工流程如下：

①将小型穿心千斤顶装上放张头，穿入到体外预应力钢绞线锚具外的预留长度上。②通过千斤顶对钢绞线施加拉力，当钢绞线随着千斤顶活塞伸长而伸长，这时锚具上的夹片开始松弛，脱落。通过放张头上的缺口将夹片取下。③随着千斤顶回油，活塞回缩，钢绞线也慢慢松弛，这时一根钢绞线放张完毕，然后依次放张这一束钢绞线中剩余的张紧的钢绞线。④放张过程同样左右对称放张原则，尽量保证施工过程中箱梁所受应力的左右对称。

2.2 拆除钢导梁

由于前期已经拆卸了钢导梁D4 节段，后续还剩余D3、D2 与D1 节段。拆卸流程如下：

①拆卸D3 节段：

我标段预计将箱梁顶推至设计位置时拆卸后续节段，如图3 所示。拆卸工艺流程如下：

图3 箱梁到设计位置后拆卸后续钢导梁节段

先拆卸D3 节段导梁直接的横向支撑架，先利用气割将纵向连接钢管与斜撑钢管割断，然后再将横向支持架吊下，最后利用气动扳手将D2 节段与D3 节段之间的螺栓松开，将D3 节段吊下。

②拆卸D2 与D1 节段：

拆卸D2 与D1 节段施工流程基本与拆卸D3 节段一致。

③拆卸剪力梁与精轧螺纹钢。

先将固定剪力梁的螺母拆卸完成，然后将剪力梁吊下箱梁。最后利用乙炔将露出梁体的精轧螺纹钢割断。

2.3 张拉预备束

为减小在落梁过程中箱梁所受弯矩，根据设计《关于《长沙市湘府路大桥工程·跨京广铁路联》70m 箱梁顶升落梁时预应力施工注意事项》工作联系单，在落梁前必须将箱梁底板备用预应力束PB1。张拉流程与注意事项如下：

①根据设计文件PB1 为通长预应力束，每束为22 股钢绞线，采用锚具为YM15-22，夹片与锚具配套。锚下控制张拉力为4265.91kN，钢绞线设计伸长量为488.3mm，张拉过程中预计采用20%、40%、100%的逐级加载过程。②张拉过程采用两个千斤顶两端对称张拉，千斤顶采用400t 千斤顶，以及配套的油表油泵。相应油表读数根据标定证书上的线性回归方程计算。③张拉时必须记录好油表读数与不同阶段的千斤顶活塞伸长量，以及夹片锚具的回缩值，以作为后续张拉钢绞线伸长量计算的原始数据。

3 落梁施工

3.1 安防落梁设备

落梁时在E3、E4 主墩墩顶放置千斤顶进行落梁，在E3、E4 墩顶各配备8 台320t 千斤顶（半幅）。共计配置16台320t 千斤顶（半幅）。全幅共计32 台。每台千斤顶上下各设置一块钢板，以确保单位面积上的顶升力小于混凝土抗压强度。详细位置如图4 所示。

图4 千斤顶布置示意图

3.2 顶升箱梁、并安放临时钢支墩

落梁千斤顶安装完毕后，即准备进行箱梁顶升作业。同时又由于千斤顶无法长时间受压，为保证拆卸临时滑道时的施工安全与箱梁受力，需要在箱梁顶起后在箱梁底板与E3、E4 墩顶之间放入临时钢支墩作为箱梁临时支持体，临时钢支墩采用2cm 厚钢板焊接而成，内部填充混凝土，外部尺寸如图5 所示。

图5 临时钢支墩示意图

梁体顶梁的操作程序如下：

①墩上的千斤顶同步顶梁，并将梁体向上略微抬升，直到箱梁底板与墩顶间距达到60cm。起梁时必须保证梁体横向水平，高差不得大于±1mm。②这时同时放入临时钢支墩，钢支墩的布置位置如图6 所示。③所有千斤顶顶升，千斤顶顶升高度必须在同一平面上，通过千斤顶油泵控制千斤顶油压，确保所有千斤顶所受反力一致。④在临时墩L8、L9、L10 墩滑道上放置钢板，确保标高临时钢支墩顶一致。⑤临时钢支墩安装完毕后，即开始进行落梁。顶升时一样千斤顶回油都必须同时进行，回油后，箱梁缓缓落到临时钢支墩与L8、L9 与L10 墩的滑道钢板上，确保箱梁5 点受力。

图6 钢支墩布置示意图

3.3 落梁前纠偏

桥梁顶推过程，由于多种原因会造成箱梁横向偏位。为了保证梁按设计轴线滑动，导向工作是必不可少的，而且是非常重要的工作。利用顶推行进状态，导向纠偏的力不是很大的特点，本工程可采用平滚式限位导向装置。靠近桥梁中心线一侧的限位装置通过与预埋在桥墩上的钢板焊接的方式与桥墩连接，远离桥梁中线一侧的限位装置通过对人行道外沿限位来保证顶推时箱梁中线在设计位置上，因此限位装置安装在直径850mm 的钢管柱上。钢管柱通过25a 槽钢与混凝土临时墩或者永久墩相连接，以保证钢管柱有足够的反力对箱梁进行限位。正式落梁前，已经顶升起的梁体再次进行高精度的就位复核，利用过程纠偏装置严格控制落梁精准度。

3.4 拆除滑道，安装永久支座

箱梁顶升后，利用氧割将E3、E4 墩上覆盖着永久支座的滑道、滑道支持钢板割掉，同时利用风枪将滑道支撑钢板间填充的混凝土凿除干净。所有阻碍永久支座定位的东西都去除后，即对永久支座进行定位安装。流程如下：

拆除墩顶临时支座→定位永久支座→位能法注浆→砂浆强度达到80%后→进入下道工序。

梁体落至设计高程后，用跳跃式焊接连接上支座板与箱梁底预埋支座板。支座安装完毕后，应尽快拆除上、下支座连接板，以防止其约束梁体正常转动。

3.5 落梁施工

落梁时从E4#墩、E3#墩千斤顶同步回油，同时落下梁体，落梁高度约为10cm，直至达到设计高程。按设计要求，在落梁的过程中，规定相邻两墩支点高差任何时候不超过设计容许数值，同墩两侧梁底顶起高差不得大于2mm。施工流程如下

①墩上的千斤顶同步顶梁，并将梁体向上略微抬升，以能取出墩顶临时钢支墩为准。起梁时必须保证梁体横向水平，高差不得大于±1mm。②所有千斤顶顶升与回油都必须同时进行，千斤顶顶升高度必须在同一平面上，通过千斤顶油泵控制千斤顶油压，确保所有千斤顶所受反力一致。③临时锁定千斤顶，拆除墩顶钢支墩、临时墩L8、L9、L10 墩上滑道等施工临时设施。④16 台千斤顶同步回油，将梁体落到永久支座上。⑤16 台顶并联使用必须保证油泵的截止保压性能，同时拆除滑道时必须快速进行，减少16 台千斤顶持荷时间。

4 注意事项

①预应力放张需严格执行设计文件。如本桥体外预应力束L1、L2 与底板扁锚钢束的放张要在拆卸钢导梁前进行，而顶板体外束L3，则要在拆除钢导梁后进行放张。②核对永久支座型号及安装方向。支座出厂前，生产厂家已将支座调平，并已拧紧调平螺栓，以防止支座在安装过程中发生移动和倾覆。安装活动支座时，要按落梁时的气温调整其具体位置（注意落梁时气温按设计规定）。③千斤顶防止位置必须严格按方案执行。底部采用必须保证平整，可采用细砂找平，千斤顶与钢板之间铺设一层土工布，防止千斤顶与钢板发生相对滑移。④调试落梁设备中使用及备用的千斤顶，确保其处于正常工作状态，并对每一位操作手进行培训，对总指挥下达的口令及时准确识别，并做出正确的操作。⑤为防止梁体在顶升过程中发生横向位移，如有必要则应在墩顶两侧设置防侧移的限位装置。⑥全过程施工中，必须安排专业人员对梁体及设备进行检查。发现异常情况，及时通知现场负责人停止作业。⑦既有线施工严格按照铁路施工管理规范、铁路营业线施工安全管理办法、有关安全管理规定，加强既有线施工安全的防护措施。⑧在露天有六级及以上大风或大雨、大雾等恶劣天气时，必须停止落梁施工。

5 结束语

本此跨京广铁路预应力混凝土顶推连续箱梁落梁施工，具有安全风险大、自重大、梁体断面不对称、精度高、工艺复杂等特点，通过严格执行方案各项施工工艺流程和施工注意事项，确保了施工安全和工程质量。本此落梁施工的成功，可为今后类似施工提供较好借鉴意义。