多支點頂推技術在跨鐵路橋梁施工中的應用

衛紅發

(中鐵十七局集團有限公司，太原 030006)

1 工程概況

石家莊環城公路良村大橋位于石家莊市裕華區，其主橋依次跨越307國道、石德鐵路良村車站、307國道復線、石津灌溉渠。主橋兩幅并置，系梁為單箱三室預應力混凝土箱梁，全寬48.8 m。左右兩幅幅寬24.3 m，梁長 102 m，高 2.630 ～3.014 m，單幅梁達8 030 t。拱肋采用鋼管混凝土結構，每幅拱為兩組平行的啞鈴型鋼管混凝土結構，拱軸線為二次拋物線。吊桿間距為5 m。

主橋立面和橫斷面見圖1。

圖1 主橋立面和橫斷面 (單位:cm)

2 技術方案

良村大橋主橋位于6 000 m豎曲線上，設計為頂推施工跨越307國道和既有線運營鐵路，頂推距離長，重量大，施工難度大，安全風險高。結合傳統工藝和現場實際經驗，經過綜合技術比較，確定采用四滑道多支點頂推技術方案，主橋系梁采用分幅施工，分幅頂推。

主要施工方案為:系梁在引橋12#～15#墩之間利用設計墩柱和臨時墩搭設制梁平臺預制成型;在主橋位15#～16#墩之間的鐵路股道間設置4排臨時墩;利用主梁預制支架作為頂推作業平臺，在臨時墩和永久墩墩頂上布置頂推滑道和頂推千斤頂;頂推滑道布設在9排支撐墩上，總長204 m，每個墩上有四個滑點，頂推進行中支撐系梁滑點20～24個;在預制好的系梁底部安裝拉錨器，采用鋼絞線連接拉錨器和千斤頂，通過主控制臺集中控制8～10臺千斤頂，將制梁臺座上制好的梁體，在滑道上整體不斷頂推系梁前行;頂推過程中，橫向位置糾偏由設在墩頂外側的限位器實現;頂推分七次完成，單次頂推距離10～24 m。主梁頂推到位即為成橋狀態，然后安裝支座，拆除滑道。

主要工藝流程見圖2。

3 主要施工技術

3.1 制梁臺座和臨時墩布置

在主橋與引橋線路位置施做9排永久墩、臨時墩作為箱梁支撐預制和頂推平臺。見圖3。

臨時墩以剛性墩為主，主要受力桿件采用φ1 100 mm鋼管柱，基礎采用鉆孔樁及鋼筋混凝土承臺。承臺上布置預埋件，受力鋼管通過縱向聯結鋼管(焊接)、橫向通過型鋼(螺栓聯結)形成整體框架，其上在依次安裝砂筒、墊梁、滑道板，聚四氟乙烯滑塊補齊滑道高度。鋼管上下端與預埋件和墊梁聯結處澆筑部分C30混凝土以增大此局部的剛度。

圖2 頂推施工工藝流程

圖3 臨時墩總體布置(單位:cm)

3.2 滑道布設

滑道由臨時墩上的墊梁、滑道和滑板組成。滑道墊梁是用鋼板焊接而成的箱形簡支梁，其兩端支撐到鋼管臨時墩上，承受滑道傳遞的荷載。滑道采用3 cm厚鋼板，兩端30 cm范圍內設圓弧(圖4)，滑道上面鋪3 mm厚不銹鋼板。根據箱梁四腹板結構的特點及頂推跨度的布置，滑道設置于箱梁縱向腹板位置處，共四道。

圖4 滑道板構造(單位:mm)

采用國產聚四氟乙烯滑塊，其抗壓強度不低于30 MPa，厚度采用12 mm，長度按40 cm分段。為減小頂推摩擦系數，在滑塊表面涂上耐久、耐摩擦的硅脂油。

3.3 前后導梁的設置

根據頂推跨度布置形式，在頂推過程中前后懸臂最大長度均比較大(分別為26.83 m、35.5 m)，所以采用前后雙導梁結構進行頂推。

鋼導梁設計為四片工字梁，為了保證其自身穩定性，兩兩一組形成空間穩定結構。前導梁全長21.705 m，外伸部分19.905 m，埋入混凝土箱梁內1.8 m，后導梁全長29.685 m，外伸部分27.555 m，埋入混凝土箱梁內2.130 m。為減小導梁根部最大正彎距，在每個導梁下部設置4～6根32 mm精軋螺紋鋼，一端預埋在第一段箱梁內，另一端與導梁上設置的牛腿張拉連接(單根精軋螺紋鋼張拉力300 kN，雙控)。

為了有利于導梁上滑道，在導梁前端專門設有一500 mm×800 mm缺口，當鋼導梁即將到達前方橋墩時，則在聚四氟乙烯滑塊上放置50 t液壓千斤頂來接引鋼導梁上滑道。

3.4 安裝頂推設施

3.4.1 頂推機具的布置安裝

全橋布置8臺100 t連續頂推千斤頂(采用分級調壓、集中控制技術，確保橋墩承受的水平力在設計容許范圍內;但由于開始頂推時克服靜摩擦較大以及上坡的影響，備用兩臺100 t連續頂推千斤頂)。每個頂推點5～6 m的范圍內放置ZLDB油泵及ZLDK主控臺，布置在橋面上。

初期分別在14#墩布置2臺ZLD-100型連續千斤頂，15#墩布置4臺 ZLD-100型連續千斤頂，1#臨時墩處布置2臺ZLD-100型連續千斤頂頂推，見圖5(a)。后期將14#墩布置的2臺ZLD-100型連續千斤頂倒換到16#墩上，備用的2臺ZLD-100型連續千斤頂安裝在13#墩兩中間滑道下墊梁上，見圖5(b)。

圖5 頂梁千斤頂布置

根據不同結構形式，千斤頂安裝有如下三種方式:

1)以臨時墩墊梁為反力裝置(圖6)

圖6 墊梁端頭反力裝置

它利用墊梁端頭板和中間加勁板開孔，以便于穿牽引索，千斤頂安裝在墊梁前端千斤頂托架上。頂推時千斤頂的反力克服一部分梁體行走時的摩擦力，減少臨時墩的水平力。該反力裝置配合錨固型拉錨器使用。

2)以永久墩上預埋鋼板為反力裝置(圖7)

這種類型的反力裝置直接安裝在永久墩上，可以配合錨固型拉錨器使用。

3)以臨時墩小墊梁上焊接鋼板為反力裝置

這種類型的反力裝置直接焊接安裝在臨時墩小墊梁上(圖8)，可以配合插入式拉錨器使用。

圖7 永久墩上設反力裝置

圖8 墊梁上設反力裝置

3.4.2 安裝拉錨器

根據頂推要求，拉錨器分插入式和錨固式兩種。插入式由2［40焊接而成，用于箱梁無腹板處，頂底板同時受力。錨固式直接錨固在箱梁的橫隔板、腹板處，用精軋螺紋鋼錨固。

拉錨器和千斤頂間采用8根φ15.24的鋼絞線連接，拉錨器上采用OVM15-9配套錨墊板錨固鋼絞線。千斤頂處采用夾持器錨固鋼絞線。所用的鋼絞線采用左、右旋兩種搭配使用，以免使用同一旋向鋼絞線而引起千斤頂活塞旋轉，造成設備損壞。

3.4.3 側向限位與糾偏裝置

為防止箱梁在頂推過程中出現過大的偏斜，在每個臨時墩左右側安裝側向限位裝置，限制箱梁的橫向移動。側向限位裝置的作用是引導、限制箱梁梁體沿中線方向滑動，當發生橫向偏移時，通過它來糾偏。本橋外側采用的是絲桿式側向限位裝置，內側由于空間限制，直接安裝導向輪，限位裝置在箱梁兩側對稱安裝。頂推過程中，發現梁體有少量偏移時，可隨時通過兩側限位器進行糾偏。

3.4.4 安裝牽引索

穿索前先用油泵打開ZLD-100頂前后夾持器的夾片，再將鋼絞線逐根從頂的尾部向頂部穿入，而在鋼絞線的另一端對稱地穿入拉錨器的錐孔。鋼絞線束在拉錨器及ZLD-100頂端面外露長度不小于50 cm。左右捻向的鋼絞線間隔排布，為便于穿索，可用引線桿導向。每臺千斤頂穿完鋼絞線后，松開ZLD-100頂前后夾持器，壓緊夾持器及拉錨器的夾片。

3.5 系梁頂推

3.5.1 頂推實施

本橋系梁采用分幅施工，分幅頂推。采用多點自動連續頂推方案，即對全橋的頂推千斤頂進行集中控制，再通過各墩油泵分級調壓，確保同步運行。頂推時，所有人員必須分工明確，定人定崗、各就各位(總控臺、各墩開千斤頂、喂滑板、看限位器、拉錨器安裝、測量觀測等)，服從統一指揮，確保頂推的順利進行。

根據臨時墩間距及拉錨器位置，系梁頂推過程中需多次倒換拉錨器及千斤頂。整個系梁需分七次要點進行頂推，頂推距離分別為11 m，12 m，10 m，24 m，23 m，10 m，12 m，合計頂推距離 102 m。

3.5.2 頂推作業注意事項

1)接通總電源，采用集中控制、分級調壓、差值限定的方式同步頂推，按主控制臺工作按鈕，各液壓站同時起動，按主控臺頂推按鈕，各液壓站按五級調壓的最低一級向千斤頂供油，按從小到大的順序依次按主控臺控制各液壓站等級的按鈕，各液壓站向各千斤頂的供油壓力逐級增大，最后達到設計值。

2)在梁體前進的同時，各墩頂喂接滑塊人員不斷地將滑塊從滑道后端喂入，并將隨梁體前移從滑道前端滑出的滑塊接住備用。

3)在頂推的過程中，不斷觀測梁體中線，如偏差大于2 cm時，利用安裝在兩側的限位和糾偏裝置對箱梁施加側向力來糾偏。

3.6 安裝支座

系梁頂推到位后，采用4臺500 t的扁平千斤頂將梁端頂起，頂起高度不超過10 mm，拆除滑道、滑板，安裝永久支座。

4 結束語

本橋系梁頂推應用四滑道多支點頂推施工技術，取得了圓滿成功，達到了預期效果。系統操作方便，工藝先進，工期短，機具設備能重復使用，可節省費用，降低造價，經濟效益和社會效益顯著，為類似橋梁工程施工提供了重要的參考依據。

［1］陳寶春.鋼管混凝土拱橋發展綜述［J］.橋梁建設，1997(2):8-13，22.

［2］嚴朝鋒.貝雷梁支架體系在混凝土系桿拱橋施工中的應用［J］.鐵道建筑，2010(10):14-16.

［3］中華人民共和國交通部.JTJ 041—2000 公路橋涵施工技術規范［S］.北京:人民交通出版社，2000.

［4］中華人民共和國交通部.JTJ071—94 公路工程質量檢驗評定標準［S］.北京:人民交通出版社，1994.