复杂条件下大跨度钢箱梁分阶段顶推技术的研究与应用

吴彪

中国水利水电第三工程局有限公司    陕西西安   710024

摘要：本文对大跨度钢箱梁顶推技术进行了深入的研究和应用探讨。首先，对大跨度钢箱梁顶推技术的背景和原理进行了综述。随后，通过对相关文献和真实数据的分析，总结了该技术在工程实践中的应用情况和成果。进一步，重点探讨了平台支架有限的条件下，分阶段顶推施工工艺等关键技术要点。本研究为该技术的进一步推广和应用提供了理论和实践依据。

关键词：大跨度钢箱梁；顶推技术；装置设计；施工工艺

一、引言

钢箱梁顶推是一种适用于大跨径桥梁建设的工法,可以提高大跨径钢箱梁施工安全可靠性。钢箱梁顶推施工技术具有占地面积小，施工平稳，噪声低等优点，并且不需要中断交通，可以最大限度的减小对已有交通运营安全及结构安全的影响，因此得到广泛应用。本文以承建的襄阳内环提速改造二期工程EPC工程主线第22联钢箱梁桥跨越既有东西轴线高架桥施工过程为基础，据此总结出复杂条件下大跨度钢箱梁分阶段顶推施工技术，技术应用后取得了了显著的技术、经济和社会效益。

二、大跨度钢箱梁顶推技术的背景和原理

1、大跨度钢箱梁的特点

在既有高架桥南北两侧设置临时顶推支架，钢箱梁在北侧整段吊装后集中焊接组拼；在既有高架桥南北两侧临时支架顶均设置顶推设备，所有的顶推设备通过计算机控制系统进行统一控制，受环境干扰小，质量、安全可控。不需要大型的吊装设备和大量的临时支架，顶推时对桥下净空要求小，解决了桥梁在大跨度上跨道路、建筑物或保护区的施工问题。

2、步履式顶推设备原理

步履顶推设备是由步履顶推器、液压系统、同步控制系统等组成的独立完整的液压顶升平移装置,具有承载能力大、调整精度高、操作方便、适应性强、性能优良等特点，是集顶升、平移、横向调整于一体，实现主桥的竖向、顺桥向、横桥向的移动或调整，从而保证主桥的坡度、全桥线型。顶推设备主要由一套带支撑顶升油缸、顶推平移油缸、横向调整油缸的机械结构系统，利用液压泵站的驱动来实现顶推。设备利用“顶”“推”“降”“缩”的四个步骤交替进行，先将主桥整体顶升托起；然后顶推平移油缸向前推送一个行程；之后将主桥整体下降置于临时垫梁上；顶推平移油缸再缩缸到底，完成一个行程的顶推；继续进行下一个循环，通过往复顶推步骤，最终将主桥顶推到预定的位置。

三、大跨度钢箱梁顶推技术的施工工艺流程

主线桥22联顶推段共划分为76个节段进行分节段加工、拼装，箱间横撑做为散件现场焊接拼装。

1、本工程钢桥采用累计顶推，第L11～L15段（49个节段）与导梁组装形成第一个顶推单元。

2、第一顶推单元顶推后（顶推14.4米），开始第L9～L10段（16个节段）与第一顶推单元组装形成第二个顶推单元。

3、第二顶推单元顶推后（顶推12.9米），开始第L8段（11个节段）与第二顶推单元的组装形成第3个顶推单元，焊接完成后顶推到位（顶推37.7米）。

4、顶推施工流程如下：

步骤一：

1）桥墩施工完成后，进行交通管制，封闭桥址所在处道路；

2）按照图示要求利用50t汽车吊安装临时支架。

步骤二：

利用1台220t汽车吊安装导梁上跨既有高架桥。

步骤三：

将钢梁用运梁车运至指定位置，用1台220t汽车吊将其按照自西向东的顺序拼装钢梁节段L15-L14，吊机站位钢梁小里程侧侧向吊装钢梁节段。

步骤四：

将钢梁用运梁车运至指定位置，用1台220t汽车吊将其按照自西向东的顺序拼装钢梁节段L13,吊机站位钢梁东侧退行吊装钢梁节段。

步骤五：

将钢梁用运梁车运至指定位置，用1台220t汽车吊将其按照自西向东的顺序拼装钢梁节段L12，吊机站位钢梁小里程侧侧向吊装钢梁节段。

步骤六：

50t汽车吊安装ZL1拼装支架，220t汽车吊站位钢梁小里程侧侧向安装钢梁节段L11。

步骤七：

顶推设备起顶钢梁向前顶推一个节间长度（约14.4m），220t汽车吊站位钢梁端部安装钢梁节段L10-L9。

步骤八：

顶推设备起顶钢梁向前顶推一个节间长度（约12.9m），220t汽车吊站位钢梁端部安装钢梁节段L8。

步骤九：

1）重复顶推步骤，顶推钢梁至设计位置，体系转换，落梁至支座。

2）拆除导梁；拆除支架ZL1、ZL2、ZL3，其中ZL1支架原位吊装施工阶段重复使用。

5、落梁工作

顶推设备起顶顶升油缸，将钢梁顶起一定距离，利用导链将顶推设备两旁的临时垫块抽掉适当数量；回缩顶升油缸，将钢梁再次停放于临时垫座之上，同时调整顶推设备顶部垫块数量；重复落梁操作，直至落梁至设计位。

本项目因施工场地受限影响，无法在顶推平台拼装一次顶推，需分阶段拼装顶推，很好的将顶推工艺应用于场地受限工况下施工，顶推期间有监测单位对全过程监控，应力及变形均在允许范围内。

四、结语

大跨度钢箱梁顶推技术作为一种高效、安全的施工方法，在桥梁工程中具有广泛的应用前景。通过本文的研究，我们深入了解了复杂条件下分阶段钢箱梁顶推技术的原理和施工流程。该技术可以显著提高施工效率，减少对交通的影响，并确保施工质量和结构稳定性。相信随着大跨度钢箱梁顶推技术的不断发展和改进，它将在桥梁工程中发挥越来越重要的作用，为建设更安全、高效的桥梁贡献力量。

参考文献：

[1]陈政, 赵立明. 大跨度钢箱梁顶推过程的力学模拟与分析[J]. 结构工程师, 2022, 28(2): 45-52.

[2]王刚, 李明治. 大跨度钢箱梁顶推施工中的安全管理与控制[J]. 建筑科学, 2021, 38(4): 89-95.

[3]周立新, 赵家辉. 大跨度钢箱梁顶推技术的发展趋势及应用展望[J]. 桥梁建设, 2022, 52(6): 56-63.