鋼箱梁頂推施工技術的應用

孫春梅，王 晉

（山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中 030600）

1 工程概況

本工程位于晉中市榆次區北部地區，起點為鳴謙大街，途經太舊高速、規劃龍城大街東延，直至烏金山旅游消防專用公路一期起點，全長約2.7 km。本工程上跨太舊高速，橋梁中心線與太舊高速中心線交點左幅K0+699.915，右幅K0+704.946，中心線交角76.37°。按兩幅橋設計，錯開布置，每幅橋均為正橋，采用跨徑55 m等截面連續鋼箱梁。

2 分段劃分

考慮到吊裝運輸等要素，鋼箱梁制作時計劃橫向分為5個箱梁制作段，縱向分3個制作段，共15個制作段。

3 安裝方案

根據設計要求、現場環境、吊裝運輸等因素，場內做成運輸節段至現場組成整體55 m梁段，采用100 t連續千斤頂頂推安裝且左右幅同時頂推就位。

3.1 吊裝方案[1]

3.1.1 施工流程（圖1）

3.1.2 臨時支架及導梁設計方案

3.1.2.1 臨時支架設計

支架體系是由拼裝和滑移臨時支架（ZJ3、ZJ1）和牽引支架（ZJ2）組成，總體布置情況如圖2所示。

滑移支架有φ630 mm×10 mm螺旋焊管作為支撐，根據受力情況鋼管傾斜設置，鋼管間通過30a工字鋼進行連接，鋼管上放置50a工字鋼，工字鋼上放置千斤頂、滑道等施工裝置，支架基礎是（3.5×3.5×0.8）m鋼筋混凝土結構，拼裝支架采用（19.1×1.5×0.8）m鋼筋混凝土結構。

圖1 施工流程圖

牽引支架φ630 mm×10 mm螺旋焊管作為支撐，根據受力情況鋼管傾斜設置，鋼管間通過30a工字鋼進行連接，鋼管上放置50a工字鋼，工字鋼上放置100 t連續千斤頂施工裝置，為了保證施工的安全，支架頂部和地面進行錨固[1]。

3.1.2.2 導梁設計

圖2 臨時支架整體布置圖

導梁采用厚20 mm的Q345qD鋼板組焊的桁架結構，長度3 m，為了保證導梁順利通過滑動，導梁前部1 000做成平滑圓弧，各桿件之間焊接焊腳尺寸為8 mm，質量等級為二級，對接焊縫質量等級為二級[1]。

3.1.3 吊車選用及場地要求

3.1.3.1 吊車的選用

本工程吊裝采用一臺250 t汽車吊進行作業。

3.1.3.2 吊車的站位及場地要求

吊裝前對吊裝場地進行平整、硬化，對地面比較松軟的地方進行灰土處理，并在地表鋪設一層200mm厚砂礫，以保證運梁車的順利通行。

3.1.4 吊裝過程設計（如圖3）

a）吊車架設于支架外側，從A段開始由里向外按A5-A4-A3-A2-A1的順序依次吊裝（以西側左幅為例）。

圖3 吊裝過程設計圖

b）吊裝完A段后依次完成B、C段的吊裝。

c）吊裝東側右幅鋼箱梁，完成全橋吊裝。

3.1.5 頂推過程（如圖4）

鋼箱梁采用頂推方案進行現場安裝，把運輸節段在非橋位上組焊成整體，就位后進行千斤頂頂推至橋梁設計位置的施工方案。

首先搭設拼裝用和頂推用臨時支架，其中ZJ3為組裝鋼箱梁拼裝平臺，ZJ2支架為牽引動力支架，支架上設置牽引千斤頂用于頂推時的動力，ZJ1支架分別設置在1號、2號和3號、4號墩中間，和1號、2號、3號、4號墩一起作為頂推時的滑道。

圖4 滑道布置圖

拼裝和滑移臨時支架上設置滑道、限位裝置和牽引千斤頂裝置，其中滑道是由型鋼焊接而成，兩側設置倒角，以方便鋼箱梁和導梁順序滑移至滑道上，滑道上固定不銹鋼板，保證摩擦系數小于0.1，頂推時，聚四氟乙烯板在不銹鋼上滑動，并在前方滑出，通過在滑道后方不斷喂入聚四氟乙烯板，帶動梁身前進。千斤頂放置在橫梁上，是用于在拼裝過程中調整鋼箱梁豎向標高，并用于頂推過程中調整滑道高度，使鋼箱梁和滑道支架不因鋼箱梁線型的問題而造成的接觸不良。

在永久橋墩1號、2號、3號、4號橋墩上設置滑道和千斤頂，滑道組成和滑移支架相同，千斤頂是用于在拼裝和頂推施工過程中調整鋼箱梁豎向標高；ZJ2號支架為牽引支架，上面設置連續牽引千斤頂，作為鋼箱梁進行頂推施工時的動力。

鋼箱梁底板上吊耳和牽引鋼絲繩錨接。錨板和構件之間采用高強螺栓連接，采用M24×130高強螺栓（等級10.9s）。錨板耳板和錨板底板的焊接采用CO2氣體保護焊，全熔透焊接，焊絲用ER50-6[1]。

a）支架和頂推系統搭設完畢后，把運輸節段鋼箱梁全部吊裝非橋位臨時支架位置，就位后進行焊接連成整體，并安裝導梁（如圖5a）。

b）開始頂推至設計位置，拆除導梁（如圖5b）。

圖5 頂推過程圖

3.1.6 落梁過程

a）放置千斤頂，使千斤頂頂起鋼箱梁底部；

b）除去滑道，在永久墩上放置沙箱、千斤頂；

c）移去千斤頂，通過調節沙箱的高度來調節鋼箱梁的高度；

d）調節沙箱高度直至鋼箱梁落到永久墩的支座上，移走沙箱，拆除加勁板[1]。

3.2 橋位上連接

3.2.1 臨時支架的就位

a）根據現場坐標系和設計高程確定鋼管支架的位置和鋼管長度，鋼管支架搭設完畢后放置滑道、千斤頂和糾偏裝置。在永久墩上放置沙箱，用水平儀測量沙箱高程，保證沙箱高程要高出實際高程3～5 cm。

b）根據現場坐標系用全站儀在永久墩上測量出兩端頭定位點，每個端頭至少測量出兩個點，來保證梁段的位置[1]。

3.2.2 梁段就位

a）在調整相鄰梁段間頂板和底板的間隙時，應同時調整相鄰梁段端口的標高。

b）待梁段就好位后按順序調整底板、腹板、頂板，使其分別就位并用馬板固定。

c）落梁過程中，同時要用全站儀監控梁段的位置坐標。

d）待箱梁頂推完畢，再通過掏出沙箱里的沙子來和調節千斤頂進行落梁，在落梁過程中要隨時用水平儀檢測箱梁頂板高程，直到達到設計高程為止。

3.2.3 節段間的連接

鋼箱梁吊裝完畢且線形調整到位經檢查合格后進行橫向的焊接，焊接方向應從橋軸中心線位置向兩側對稱施焊，焊接順序是：

a）底板對接焊接；b）腹板對接焊接（粘貼陶瓷襯墊從下往上進行焊接）；c）翼板對接焊接；d）梁段間焊縫經檢查合格后，按照先對接后角接的順序焊接加勁肋等嵌補件。

3.3 鋼梁防護

防護涂裝材料的品種、規格、技術性能指標必須符合設計和技術規范的要求，具有完整的質量合格證明書，并經涂裝施工單位和監理工程師復檢合格后方可使用。涂裝過程中的環境條件、每層涂裝間隔以及使用的機具設備等均應滿足涂裝施工工藝和涂料說明書的要求。由運輸等造成的防護涂裝損壞必須修復[2]。

4 安全措施

4.1 吊裝及支架拆除安全保證措施

a）吊裝及拆除作業前各工種按工作需要準備合格的千斤頂、手拉葫蘆、鋼絲繩、割刀、焊線、馬板、耳板等必需的工具；穿戴好安全防護用品：安全帽、工作服、軟底防滑鞋、安全帶等。

b）裝配作業時，千斤頂等應生根牢固，必要時用鐵絲拴牢，防止滑落。

c）鋼構件內作業前要保證照明充足，通風設備安全可靠。

4.2 高處作業及立體交叉作業安全技術措施

a）臨邊作業要設置防護欄桿，欄桿高度1.0～1.2 m，外側周邊應用安全網封閉，下側拉上安全網。

b）進行交叉作業時，不得在同一垂直方向上下同時操作，下層作業的位置必須處于依上層高度確定的可能墜落范圍半徑之外。