大跨徑鋼桁梁步履式多點(diǎn)同步頂推施工技術(shù)

白文虎，王超，李泰霖，劉瑞

（中交第二航務(wù)工程局有限公司，湖北　武漢　430040）

大跨徑鋼桁梁步履式多點(diǎn)同步頂推施工技術(shù)

白文虎，王超，李泰霖，劉瑞

（中交第二航務(wù)工程局有限公司，湖北武漢430040）

北盤江特大橋邊跨鋼桁梁采用步履式頂推施工工藝，文中主要從施工特點(diǎn)、臨時(shí)措施、施工關(guān)鍵技術(shù)等方面對(duì)施工工藝進(jìn)行了闡述。采用步履式頂推工藝進(jìn)行鋼桁梁施工具有臨時(shí)措施簡(jiǎn)單、設(shè)備使用少、同步精度高、糾偏方便等特點(diǎn)，同時(shí)有效地解決了鋼桁梁在頂推過(guò)程中需節(jié)點(diǎn)受力的難題。

大跨徑；鋼桁梁；步履式；多點(diǎn)同步頂推

1　工程概況

北盤江特大橋位于貴州省六盤水市都格鄉(xiāng)，是貴州省畢節(jié)至都格（黔滇界）高速公路的控制性工程。主橋全長(zhǎng)1 232 m，為雙塔雙索面7跨連續(xù)鋼桁梁斜拉橋，橋跨布置為（80+2×88+720+ 2×88+80）m。大橋縱斷面設(shè)置1%的對(duì)稱縱坡，主跨立面成橋線形為凸型豎曲線，切點(diǎn)在主塔處，邊跨立面成橋線形為直線，橋梁總體布置圖如圖1所示。

鋼桁梁由主桁、主橫桁架、中縱梁、下平聯(lián)組成。主桁采用普拉特式結(jié)構(gòu)，桁高8 m，主桁中心間距為27 m，節(jié)間長(zhǎng)度有12 m、8 m、6 m三種。橋面板采用正交異性剛橋面板，頂面與鋼桁梁頂面齊平，如圖2。

2　施工工藝

結(jié)合鋼桁梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及施工現(xiàn)場(chǎng)情況，邊跨（80+2×88）m共19個(gè)節(jié)段鋼桁梁采用步履式頂推施工工藝，頂推方向由0號(hào)墩頂推至3號(hào)主塔，頂推長(zhǎng)度共計(jì)326.5 m。

首先在0號(hào)墩處施工拼裝平臺(tái)，1號(hào)、2號(hào)墩處安裝頂推墩旁支架，3號(hào)主塔安裝頂推滑道，然后安裝頂推設(shè)備以及滑塊，采用60 t龍門吊在0號(hào)墩處的拼裝平臺(tái)上拼裝鋼桁梁，每拼裝完成1個(gè)節(jié)段進(jìn)行1次頂推施工，依次循環(huán)至鋼桁梁頂推就位。鋼桁梁頂推就位后將其豎向降至設(shè)計(jì)標(biāo)高，安裝支座進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，完成邊跨鋼桁梁頂推施工，開始施工主跨鋼桁梁，如圖3。

圖1　橋梁總體布置圖Fig.1　Engineering drawing of bridge

圖2　主梁斷面示意圖Fig.2　Schematic diagram of cross-section of main truss

3　施工特點(diǎn)及難點(diǎn)

1）鋼桁梁在邊墩完工后即可施工，不需要等待主塔完工，塔、梁平行施工的方式可有效加快施工進(jìn)度。

2）鋼桁梁桿件可經(jīng)引橋運(yùn)至拼裝平臺(tái)，采用2臺(tái)60 t龍門吊即可完成桿件拼裝作業(yè)。相比于鋼桁梁對(duì)稱懸拼工藝，不需在主塔上配置大起重量設(shè)備，同時(shí)減小了桿件的起吊高度、難度及工作量。主跨鋼桁梁施工時(shí)，已完工的邊跨鋼桁梁可以作為施工通道，減小了主跨鋼桁梁桿件的上墩難度。

圖3　鋼桁梁頂推流程圖Fig.3　Procedure of pushing steel truss

3）頂推施工采用6套頂推設(shè)備、千斤頂及1套同步控制系統(tǒng)，同步精度高，操作簡(jiǎn)便。頂推設(shè)備可自行行走，頂推作業(yè)及偏位糾正依靠頂推設(shè)備及支承千斤頂即可完成，相比于拖拉頂推施工，不需要設(shè)置拖拉、頂推措施及相對(duì)應(yīng)的糾偏措施。

4）墩旁支架只承受頂推設(shè)備及千斤頂傳遞的豎向荷載，不承受頂推施工產(chǎn)生的水平荷載，降低了墩旁支架的受力要求及施工難度。

5）頂推設(shè)備高度為1.7 m，頂推施工中鋼桁梁置于頂推設(shè)備上，鋼桁梁頂推就位后需整體落至設(shè)計(jì)標(biāo)高，落梁過(guò)程復(fù)雜且精度要求高。

4　主要臨時(shí)措施

4.1頂推鋼導(dǎo)梁

為減小鋼桁梁懸臂端撓度，滿足結(jié)構(gòu)受力要求，鋼桁梁前端設(shè)置鋼導(dǎo)梁。鋼導(dǎo)梁長(zhǎng)46.5 m，采用三角桁架結(jié)構(gòu)，主桁中心間距為27 m。主桁之間設(shè)4道橫聯(lián)及上、下平聯(lián)。主桁桿件均采用箱形截面，橫聯(lián)、平聯(lián)采用［32a型鋼。主桁采用變高度形式，前端上、下弦桿中心間距為6 m，后端為8 m。

主桁弦桿之間采用高強(qiáng)螺栓栓接，其余連接均采用焊接。栓接范圍內(nèi)各板件做噴砂處理，滿足摩擦面抗滑移系數(shù)大于0.45[1]，拼裝完成后對(duì)栓接范圍進(jìn)行局部補(bǔ)涂防腐涂裝。

4.2墩旁支架

在1號(hào)、2號(hào)墩順橋向兩側(cè)設(shè)置墩旁支架，由于支架承受的最大荷載約1 200 t，因此采用落地式鋼管支架，且為避免地基沉降對(duì)支架造成影響，支架支承于橋梁承臺(tái)上。每側(cè)支架采用橫橋向并排4根φ1 000 mm×10 mm鋼管作為立柱，鋼管每隔一定高度采用δ=16 mm鋼板連接，同時(shí)在此高度采用φ720 mm×8 mm鋼管將立柱與墩身連接。立柱頂端安裝1榀橫橋向支撐梁用于傳遞荷載及保證4根鋼管均勻受力。在墩頂順橋向兩側(cè)設(shè)置缺口，在缺口內(nèi)和支撐梁上安裝1榀順橋向水平梁，頂端與墩頂齊平。如此墩頂及兩側(cè)水平梁則組成頂推滑道，長(zhǎng)度為16.5 m，可滿足最大節(jié)段長(zhǎng)度12 m的頂推要求。支架、水平梁、支撐梁設(shè)計(jì)應(yīng)力按190 MPa控制[2]。

4.3主塔滑道梁及滑塊

由于施工中主塔處最大荷載約400 t，因此不設(shè)頂推設(shè)備，僅在下橫梁上設(shè)滑道梁采用滑塊被動(dòng)行走即可。滑道梁左、右幅各設(shè)1道，長(zhǎng)度為10.86 m，位置與主桁中心重合，采用4拼HN800 ×300和4拼HM588×300型鋼制作，滑道梁頂部設(shè)3 mm厚不銹鋼板。每幅滑道梁上設(shè)1個(gè)滑塊，滑塊采用型鋼焊接制作，為減小摩擦力，滑塊底部鑲δ=20 mm的聚乙烯四氟板。

5　主要施工技術(shù)

5.1頂推系統(tǒng)

頂推系統(tǒng)由6套子系統(tǒng)和1個(gè)控制總站組成，每套子系統(tǒng)由1臺(tái)頂推設(shè)備、1臺(tái)液壓泵站和1臺(tái)控制柜組成。在拼裝平臺(tái)左、右幅滑道及1號(hào)、2號(hào)輔助墩左、右幅墩頂分別設(shè)置1個(gè)頂推子系統(tǒng)，全部子系統(tǒng)采用通訊線與控制總站連接，由控制總站統(tǒng)一控制。

頂推設(shè)備尺寸為3 000 mm×1 100 mm×1 100 mm，重7 t，由橫推板、縱推板、基座及頂升油缸、頂推油缸、糾偏油缸共11個(gè)液壓缸組成。橫推板置于縱推板上的滑槽中，通過(guò)4個(gè)糾偏油缸能夠產(chǎn)生左右滑動(dòng)，縱推板置于基座上的滑槽中，通過(guò)3個(gè)頂推油缸能夠產(chǎn)生前后滑動(dòng)，基座由4個(gè)頂升油缸支撐，通過(guò)頂升油缸能夠上升、下降，如圖4。

圖4　頂推設(shè)備示意圖Fig.4　Schematic diagram of equipment for pushing steel truss

5.2頂推原理

因頂推時(shí)須保證鋼桁梁節(jié)點(diǎn)為受力點(diǎn)，因此采用可行走的步履式頂推設(shè)備。頂推過(guò)程如圖5所示。

每套頂推設(shè)備配置2臺(tái)800 t千斤頂用于倒換行程。頂推時(shí)鋼桁梁置于頂推設(shè)備上，啟動(dòng)頂推系統(tǒng)將鋼桁梁向前頂推1個(gè)節(jié)間的長(zhǎng)度（12 m或8 m），然后用800 t千斤頂將鋼桁梁向上頂升5 mm，使鋼桁梁與頂推設(shè)備脫離，再將頂推設(shè)備移至后一節(jié)點(diǎn)下方，最后將800 t千斤頂卸載使鋼桁梁落于頂推設(shè)備上，完成1個(gè)頂推循環(huán)。

5.3鋼桁梁拼裝

因邊跨鋼桁梁設(shè)1%的豎向縱坡，為保證鋼導(dǎo)梁上墩，鋼桁梁拼裝、頂推需按設(shè)計(jì)線形進(jìn)行。每次頂推完成后進(jìn)行精確糾偏，確保下一個(gè)節(jié)段的拼裝精度。拼裝前對(duì)桿件位置、高程精確放樣，拼裝時(shí)同步調(diào)整，復(fù)核拼裝精度，使平面誤差≤2 mm，高程誤差≤3 mm[3]。高強(qiáng)螺栓施工時(shí)嚴(yán)格按照相應(yīng)規(guī)范進(jìn)行，每個(gè)節(jié)段高強(qiáng)螺栓全部施擰完成后方可進(jìn)行頂推施工。

5.4落梁及體系轉(zhuǎn)換

由于頂推設(shè)備高度為1.7 m，鋼桁梁置于頂推設(shè)備上面后會(huì)高于設(shè)計(jì)高程，因此鋼桁梁頂推就位后需整體落至設(shè)計(jì)標(biāo)高。落梁前對(duì)鋼桁梁進(jìn)行精確糾偏，確保在設(shè)計(jì)線形上平面誤差≤2 mm，高程誤差≤3 mm[3]。在各個(gè)墩頂處的鋼桁梁節(jié)點(diǎn)下方設(shè)置800 t千斤頂及多層墊塊，通過(guò)800 t千斤頂及多層墊塊的行程倒換完成落梁。落梁時(shí)各點(diǎn)800 t千斤頂由總控臺(tái)統(tǒng)一控制下落，同時(shí)對(duì)鋼桁梁偏位及高程進(jìn)行監(jiān)控，出現(xiàn)偏差時(shí)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。落梁完成后立即安裝支座及臨時(shí)約束，完成體系轉(zhuǎn)換，防止鋼桁梁因臨時(shí)荷載或溫度影響出現(xiàn)偏位。

6　結(jié)語(yǔ)

采用步履式頂推工藝進(jìn)行鋼桁梁施工具有臨時(shí)措施簡(jiǎn)單、設(shè)備使用少、同步精度高、糾偏方便等特點(diǎn)，同時(shí)有效地解決了鋼桁梁頂推過(guò)程中需節(jié)點(diǎn)受力的難題。本橋采用步履式頂推工藝進(jìn)行鋼桁梁施工在國(guó)內(nèi)尚屬首次，施工效果良好，工藝優(yōu)勢(shì)明顯，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益，值得在類似工程中借鑒推廣。

[1]JGJ 82—2011，鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)規(guī)程[S]. JGJ 82—2011,Technical specification for high strength bolt connections of steel structures[S].

[2]GB 50017—2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. GB 50017—2003,Code for design of steel structures[S].

[3]JTG/T F50—2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S]. JTG/T F50—2011,Technical specification for construction of highway bridge and culverts[S].

Technique for pushing long-span steel truss to position with walking type mechanism from multiple points synchronously

BAI Wen-hu,WANG Chao,LI Tai-lin,LIU Rui
（CCCC Second Harbour Engineering Co.,Ltd.,Wuhan,Hubei 430040,China）

The side-span steel truss for Beipanjiang Bridge was installed with the technique of pushing steel truss to its position with a walking type mechanism from multiple points synchronously.We expound on the technology from the features of construction,temporary measures and key technology for bridge building.When the walking type mechanism to push the steel truss to position is used,the technique has lots of advantages,such as simple temporary measures,less equipment used,high precision synchronization,and simple correction of deviation,and has effectively solved the problem that the nodes of steel truss had to take the weight when the steel truss girder was being pushed.

long span；steel truss；walking type；pushing from multiple points synchronously

U448.211

B

2095-7874（2016）09-0058-04

10.7640/zggwjs201609014

2016-01-12

2016-02-19

白文虎（1986— ），男，內(nèi)蒙古赤峰市人，工程師，道路橋梁與渡河工程專業(yè)。E-mail：363839652@qq.com