浅谈钢箱梁顶推施工工艺

秦新

中铁九局集团第七工程有限公司辽宁沈阳110000

摘要：本文以小北关街平改立高架桥工程为实例，详尽地论述了采用顶推施工工艺特点、工艺流程及操作控制要点等内容。顶推施工工艺可以解决在繁忙的交通道路、航运河流上修建桥梁，施工期间不必中断桥下交通。

关键词：顶推施工；桥梁；导梁；钢箱梁

1、工程概况

小北关街平改立工程为沈阳市一座跨铁路高架桥，跨铁路段桥宽11.0米，其余部分桥宽8.0米，工程起点为小北关街202巷北，里程为K7+108；终点为望花南街的新开河北，里程为K7+481,全长373m（单侧）。相对应孔跨为0#-8#，跨径布置为（4x25m）+（2x35m）+（2x29m）=228m。

其中4#-6#高架桥上跨沈吉铁路上行线、新北热电厂专用线及新开河，采用2x35m连续钢箱梁，全宽11m，单箱四室，梁高（中心处）1.678m，底板水平，横坡单向1.5%，横坡通过调整腹板高度形成，钢箱梁重949.4吨（两幅）。受场地限制，该段钢箱梁施工采用顶推法施工。

2、顶推工艺原理

采用现场搭设临时顶推支架，支架上安装顶推系统（顶推器及滑道系统），大型汽车吊吊装梁段，开始顶推施工及顶推过程控制，顶推就位后的落梁，拆除临时支架及箱梁整体维护补漆。

3、适用范围

适用于周围交通环境复杂、施工场地受限制、钢箱梁吨位大、施工精度高、环境保护要求高的中等跨径的桥梁钢箱梁顶推工程施工。

4、工艺特点

4.1顶推施工过程控制的特点

本工程中采用50t、行程500mm液压顶推器顶推的施工工艺，所选用步进式液压顶推器液压顶推器与被推移结构通过销轴连接，传力途径非常直接，启动过程中无延时，动作精确度好，同步控制效果更好。

4.2落梁千斤顶优化的特点

该工程桥梁有6%的纵坡，落梁时，普通千斤顶无法保证垂直受力，考虑到安全及稳定性，对落梁千斤顶进行优化，采用千斤顶端部安装鞍座，附带自锁功能液压千斤顶，这样能够抵消千斤顶的倾角受力，时刻垂直于受力方向。

5、施工工艺流程及操作要点

顶推施工参数：顶推采用四台50t液压千斤顶，备用2台。

最大滑移阻力F阻=桥体自重M*摩擦系数u（平台所受水平力均取竖向力的10%，即取钢材之间的有润滑动摩擦系数0.1）

即M=475t（桥）+22t（导梁）+13t（滑靴）=510t

F阻max=510*0.1=51t=510KN

最大牵引力F牵=千斤顶自身顶推力

F牵max=4*50t=200t*COS20.46°（最大值）=1874KN>2F阻max=1020KN，满足要求。

5.1箱梁顶推施工工艺流程图

5.2基础及支架搭设

本工程单侧共设置临时支架16排（4#墩→6#墩方向），其中第1～2排为第一组支架，第3～4组为第二组支架，余下为第三组支架,第三组支架设置1%的戗坡（第三组支架长度为34米，即轨道顶高差为35mm），使前导梁能够顺利进入下一组支架。第三组平台支架第一排处采用C30混凝土现浇基础，基础尺寸为3.0×9.3m，高0.6m。平台支架按直线布置，每组4根间隔式钢管临时支墩组成。临时支墩用Φ609×16钢管搭设。

组装平台及临时支墩的地基承载力,由具备相关资质的第三方检测机构进行检测,出具检测报告。

5.3滑移轨道布置

设置2条滑道，滑移轨道间距5.8米，轨道平面宽为0.45m，两道滑移轨道之间采用H250×100×6×6，材质Q345B工字钢连接，并设水平支撑（Φ89×3，材质Q235B）。滑移轨道规格为H400×490×12×14(对应顶推平台处)、H800×490×20×30（对应顶推平台靠近6#墩集中受力处）、H1000×490×20×30（对应5#墩小里程侧支架）、H500×490×16×20（对应4#墩小里程侧支架），材质均为Q345B。同时采用双排Φ180×6钢管与墩身纵向焊接，墩身提前下预埋件，滑移轨道下部与Φ609×16支管焊接（如有分配梁与分配梁焊接）。

5.4前导梁设置及滑靴布置

本桥钢导梁长为27m,共分两节，长度为13.5m每节，导梁采用钢板焊接分块制作，然后平联组合。钢导梁采用等截面形式，根部梁高1.5m、最前端梁高1.5m。根部宽5.8m，最前端宽5.8m。

钢导梁各段之间采用螺栓及焊接连接，上翼缘及下翼缘采用焊接，腹板采用高强螺栓连接，钢导梁横联均采用加劲肋；横联整体焊接完成后，与预先焊接到钢导梁上的无缝钢板采用高强螺栓连接，上下翼缘采用焊接连接方式，前导梁与主桥连接，在深化设计时预先设置1.8°转角。

滑靴由钢板拼接而成，底板和顶板采用30mm钢板，纵立面采用18mm厚钢板，横立面（顶推方向）采用16mm厚钢板，内部加劲肋采用16mm厚钢板，材质均为Q345B。分14个节段建模测量确定滑靴高度。

5.5顶推施工流程

（1）顶推施工前先将临时支撑及滑移平台安装，根据滑移平台施工图，按图进行施工，其中轨道严格控制轨道平行度及轨道间距、平台高程，在顶推过程中，安装防雷接地系统。

（2）滑移平台安装完毕后进行第一段安装，第一段设置2对滑靴，全部为螺栓连接。

（3）第一段安装完成后，安装前置导梁。

（4）第一段钢箱梁和导梁焊接完成后，在平台上进行顶推滑移至设计位置处。

（5）安装第二段钢箱梁位置处滑靴并进行吊装第二段钢箱梁，就位后进行一、二段钢箱梁焊接作业。

（6）前两段钢箱梁滑移就位后，安装第三段钢箱梁并与之前端进行焊接。

（7）后续端依上述顺序依次进行施工。

（8）前导梁上5#墩后，继续顶推，后续钢箱梁继续吊装，利用铁路封锁点，前导梁及钢箱梁进入铁路范围内。

（9）前导梁及钢箱梁进入铁路范围后，继续顶推，直至钢箱梁通过铁路，达到预定位置。

（10）钢箱梁全部吊装完成，导梁滑移至B4#永久墩处临时支墩。此区域施工作业时，需在铁路封锁时进行顶推作业，以免影响铁路运营。

（11）钢箱梁整体滑移就位。

5.6落梁施工

落梁准备工作,包括拆除临时支架、前导梁、滑靴，及垫石上方分配梁，更换为临时支墩。落梁前为防止落梁过程中桥体失稳，在永久墩附件对桥身增加安全支撑。该工程桥梁有6%的纵坡，落梁时，普通千斤顶无法保证垂直受力，考虑到安全及稳定性，对落梁千斤顶进行优化，采用千斤顶端部安装鞍座，附带自锁功能液压千斤顶（如发生油管破损，自动保持状态自锁），这样能够抵消千斤顶的倾角受力，时刻垂直于受力方向。落梁千斤顶倒焊在梁底板上，对应位置梁底加焊一块垫板，落梁完成后割除打磨。

落梁方式如下：

（1）钢箱梁顶推到位后，在钢箱梁下方设置支撑一、支撑二。

（2）调试液压顶升系统，确认无异常情况后，开始落位作业。支撑一顶升器伸缸，顶升器底部落到垫板上，继续伸缸将钢箱梁顶起，拆除顶推临时措施。

（3）在支撑二上放置一块垫板。支撑一顶升器缩缸，钢箱梁重量转移到支撑二上，两台顶升器底部各拆除一块垫块。

（4）支撑一顶升器伸缸，顶升器底部落到垫板上，继续伸缸将钢钢箱梁顶起，拆除支撑架二处的一个垫块。

（5）支撑一顶升器缩缸，钢箱梁重量转移到支撑二上，两台顶升器底部各拆除一块垫块。（第四步、第五步为一个循环，支撑一和支撑二各拆除一个垫块）

（6）重复第四步、第五步，支撑一，支撑二各拆除垫块。

（7）顶升器伸缸，顶升器底部落到垫板上，继续伸缸将钢钢箱梁顶起，拆除支撑架二处的一个垫块。

（8）顶升器缩缸，钢箱梁重量转移到支撑二上，两台顶升器底部拆除所有垫板。

（9）顶升器伸缸，顶升器底部落到墩顶，继续伸缸将钢钢箱梁顶起，拆除支撑架二处所有垫板和垫块，安装钢箱梁支座。

（10）顶升器缩缸，钢箱梁重量转移到钢箱梁支座上。拆除所有临时措施。

6、结束语

综上所述，钢箱梁顶推施工关键技术包括基础及支架搭设，滑移轨道布置，前倒梁安装及滑靴布置，顶推施工和落梁施工等。在工程实施过程中，按照工艺流程操作，保证施工安全，实现钢箱梁准确落位。顶推施工工艺在本工程的成功应用，对未来桥梁顶推施工起到推动作用，并可为同类桥梁施工提供借鉴。

参考文献

【1】苏魁.钢箱梁斜拉桥顶推施工关键问题研究[D].上海：同济大学，2006

【2】晏顺元.浅谈桥梁顶推施工方法[J].科技信息，2008，（2）：144.

【3】张晓东.桥梁顶推施工技术[J].公路，2003，（9）：45-50.