市政道路钢箱梁桥顶推设计与施工技术探讨

市政道路钢箱梁桥顶推设计与施工技术探讨

摘要：顶推法施工是在沿桥纵轴方向的台后设置预制场地，分节段预制梁，并将预制节段与施工完成的梁体连成整体，然后通过水平千斤顶施力，将梁体向前顶推出预制场地，然后继续在预制场进行下一节段梁的预制，直至施工完成。本文结合湖南永州市某市政道路桥梁工程实例，根据现场场地条件，利用顶推技术进行钢箱梁架设施工。实践证明此方法架设钢箱梁既平稳安全，又能使钢箱梁不产生变形，满足拱度需要，具有较强的推广和实际应用价值。 关键词：连续钢箱梁桥；节段；顶推法；施工技术 中图分类号：u448.21+5 文献标识码：a文章编号： １工程概况

湖南永州市某市政道路桥梁，为三跨连续钢箱梁桥，桥长70ｍ（２２＋２６＋２２），宽３３ｍ，钢箱梁为单箱多室（十室）截面（见图１）。桥位处场地在深度２０ｍ范围内主要由人工填土，淤泥构成；下伏基岩为粉砂质泥岩，地质条件差。 图１总体布置示意 ２钢箱梁施工方案比选

钢箱梁架设施工方法较多，结合该桥实际情况对以下３种方案进行比选。（１）支架法安装。采用支架法安装，简单快捷、技术成熟。但由于桥位区域内地质条件差（淤泥层厚约１２ｍ），支架地基基础需进行处理，地基处理费用高，且工期不允许，该方案无法实施。

（2）悬臂顶推安装。悬臂顶推安装可采取２种方式：①在台后设置钢箱梁拼装场，在拼装场内进行钢箱梁节段拼装，若干节段钢箱梁全部拼装完成后向前顶推钢箱梁，钢箱梁悬臂过跨（其尾部作平衡）；②钢箱梁在拼装场逐段拼装，然后逐段向前顶推，直至全部顶推到位。该方案不需导梁，仅需设置一段下滑道，但由于该桥距台后２０ｍ左右处有一矩形涵洞，钢箱梁拼装场（需要较大拼装场地）难以布置，该方案实施较为困难。

（３）分节段顶推安装。分节段顶推安装时在０号台与１号墩之间搭设拼装平台（解决台后场地不足问题）作为钢箱梁节段拼装场（１个节段长度即可）；在桥的两侧通长布置下滑道，钢箱梁完成节段拼装后，通过下滑道顶推就位，先期就位的各节段即可进行节段总拼和环缝焊接等直至完成钢箱梁安装。该方案场外占地少，钢箱梁节段拼装、顶推和总拼可平行作业，工效高，工期短，作为该桥钢箱梁施工方案较适宜。 ３总体施工方法

该桥最终采用分节段顶推法安装钢箱梁。具体施工方案为：钢箱梁沿纵向分成７个顶推节段，为便于运输每个节段横向分成６个分节段，全桥共分４２个分节段，顶推节段长度为９.２～１２.５ｍ，最大顶推节段重２４１ｔ，最大分节段重４１ｔ；节段顶推下滑道沿两外侧墩柱通长布置，下滑道通过钢管柱支承在承台上；钢箱梁节段拼装平台设在０号台与１号墩间，拼装平台由纵向和横向工字梁组成（含部分下滑道），通过钢管柱支承在承台上；节段拼

装吊车（２００ｔ汽车吊）停放在０号台台后路基上，单个节段拼装完成后，将拼装好的节段顶起通过滑块支承在下滑道上，采用设在节段梁尾部的２台１５０ｔ千斤顶将单个节段梁向前顶推，腾出拼装平台后即可进行后续节段的拼装，同时继续顶推节段梁直至就位，后续节段梁拼装完成后，如同前节段梁向前顶推直至就位，同时继续拼装剩余节段，如此循环完成拼装的节段逐一顶推就位。在节段梁拼装和顶推的同时，可对先期到位的节段梁进行总拼和线形调整及环缝焊接，直至完成全桥钢箱梁拼装和安装。 ４下滑道、拼装平台及滑块设计 ４.１下滑道

下滑道沿两外侧墩柱通长布置（共分３跨），每侧下滑道由２片工字梁组成，边跨下滑道梁高１.８ｍ，中跨梁高２.０ｍ，各跨下滑道按简支梁布置（见图２）。为便于滑块在下滑道上滑移，将下滑道工字梁上翼缘连成整体，并对接头进行打磨，下滑道呈水平设置。下滑道顶面距钢箱梁底３５～３８ｃｍ（便于支顶即可）。下滑道荷载按均布荷载计，并按简支梁计算，则单侧滑道承担重量为１.２×１４５０ｔ／２＝８７０ｔ（安全系数按１.２计）。工字梁采用ｑ３４５钢制造。 图２下滑道布置示意 ４.２拼装平台

拼装平台由纵梁和横梁组成，纵梁为梁高１０００ｍｍ工字梁，通过６３０ｍｍ×１０ｍｍ钢管立柱支承于承台上；横梁为梁高６

００ｍｍ工字梁，支承于纵梁之上或在下滑道工字梁侧面牛腿上。 钢箱梁组拼时，钢箱梁支承在２根横梁和下滑道上（见图３），纵梁和横梁均按简支梁计算，横梁荷载按均布荷载计，最大均布荷载为４３.８ｋｎ／ｍ；纵梁荷载按集中荷载计，最大集中荷载为１９５ｋｎ。纵、横梁采用ｑ３４５钢制造。 图3拼装平台布置示意 4.３滑块

滑块为箱形垫块（内部加劲），垫于钢箱梁与下滑道之间，滑块顶部镶嵌方木顶托钢箱梁底部，滑块底部为δ＝４０ｍｍ厚钢板（四边倒角）与下滑道接触，单个节段底部共布设１６个滑块［见图４（ｂ）、（ｃ）］。 图4滑块布置示意

假定滑块仅受竖向力，单个顶推节段由多个滑块支承，滑块安装（拆除）均需将钢箱梁顶起，箱梁顶起时滑块极易产生两点受力现象，滑块受力按此工况计算，荷载按最大钢箱梁节段重量的１／２（安全系数１.２）计；因滑块由２种材料组成，应分别对其抗压强度进行检算。 ５钢箱梁安装关键技术 ５.１钢箱梁分节段组拼施工

５.１.１分节段组拼吊机的选用根据钢箱梁节段、分节段划分情况可知，最重吊装分节段外形尺寸为１４.５ｍ×６.１ｍ×１.５ｍ，重量约４１ｔ，选用２００ｔ汽车吊（臂长２６.２ｍ，作

业半径１２ｍ时，最大吊重４８ｔ）满足吊装要求。 ５.１.２钢箱梁分节段组拼

采用２００ｔ汽车吊站位在０号台台后路基上配合分节段吊装，分节段从中部向两侧对称吊装，分节段置于组拼平台横梁上，采用２００ｍｍ无缝钢管支承［见图３（ｂ）］。分节段采用４０ｔ液压千斤顶调整标高，平面位置采用手拉葫芦或螺旋顶微调，调整到位后用码板固定，然后进行分节段纵缝焊接。 5.２钢箱梁节段顶推施工

５.２.１顶推千斤顶的选用钢箱梁最大节段重ｇ＝２４１ｔ，滑块与下滑道间为钢与钢接触，钢与钢之间的滑动摩擦系数（涂覆黄油后）μ＝０.０５～０.１，钢与钢之间的最大静摩擦系数μ＝０.２。考虑阻力取扩大系数ｋ＝３，滑块与下滑道间的最大静摩擦力ｆ１＝ｇμｋ＝１４４６ｋｎ，故选用２台１５０ｔ千斤顶。 ５.２.２顶推反力架结构形式

顶推反力架由反力架和调节行程方管组成，反力架通过螺栓锚固在下滑道工字梁的上翼缘上，调节行程方管可根据需要向外抽出，以弥补千斤顶的行程不足，减少反力架前后移动安装的工作量。反力架承受顶推千斤顶施加的水平推力，对反力架固定螺栓群的抗剪和抗拉进行检算。 5.２.３钢箱梁节段顶推

钢箱梁分节段组拼完成后，将钢箱梁顶起，在梁底下滑道工字梁上安装滑块，并在滑块与下滑道间涂抹黄油减少摩擦力，落顶后

使梁落在滑块上（要求各滑块均匀受力）。

在钢箱梁节段尾部对称（与下滑道内侧工字梁一致）安装顶靴、顶推千斤顶等装置，并在其对应位置将反力架固定在工字梁上，顶推千斤顶顶推反力架使钢箱梁前行，当顶推千斤顶行程到达极限后，缩回千斤顶将反力架行程方管向外抽出或将反力架前移，顶推千斤顶再次顶推，循环往复直至将钢箱梁节段顶推到位。为便于控制和调整钢箱梁两侧移动速度，２台顶推千斤顶分别由２台油泵控制。

5.２.４钢箱梁顶推偏差观测及纠偏