大跨度鋼桁梁跨越通航河道浮托頂推法架設施工技術

陳哲紅

摘 要：浮托頂推法加設鋼桁梁的施工設施主要由膺架、滑道、水上浮托、頂推縱移、方向及定位控制等系統構成，該文結合丹陽人民大橋改建工程主橋施工實際，介紹了一種在一般浮拖法架設梁基礎上的創新方法，即采用鋼桁梁后端的頂推裝置代替前方的牽引設備，具有設備簡單、操作方便、速度均勻、運行平衡、有利安全等特點，通過對其工藝原理、工藝流程、操作步驟和主要安全質量措施，對修建同類橋梁具有重要的指導和借鑒意義。

關鍵詞：鋼桁梁 浮托 頂推 架設 施工技術

中圖分類號：U24 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（b）-0065-04

鋼桁梁安裝過程中，國內一般采用門吊、走行吊施工法、懸臂施工法、橫移施工法等施工方法。對于跨度大且跨越通航河道的鋼桁梁安裝施工時，若采用上述方法，通航河道繁忙，不允許船只長時間占用且不允許在河道中設置臨時支墩，故上述方法不適宜該類橋所處環境的施工。

1 工程概述

丹陽市人民橋主橋設計為跨徑104 m鋼桁梁，橋面寬32.9 m。采用帶豎桿的華倫式三角形腹桿體系設計，主橋分為左右兩幅，單幅重量達1 300 t。橋址所在蘇南運河是全國水運主通道之一，是京杭運河的重要組成部分。航道規劃等級為三級，施工期間要保證航道通航，主橋施工技術難度大，風險高，施工中采用浮托頂推施工技術，解決了該條件下大跨度鋼桁梁安裝就位的施工難題，有效地縮短了工期，降低了橋梁施工對通航的影響，確保了橋梁施工安全。

2 工藝概述

浮托頂推法架設方法是將鋼桁梁先在岸邊膺架上組拼完畢，利用液壓千斤頂連續頂推縱移鋼桁梁，使其懸臂適量，再將鋼桁梁一端置于由駁船組成的承梁托架支撐體系上，駁船排水上升、托梁。繼續頂推鋼桁梁前進，實時調整方向直至到位，駁船注水、轉換支承，墩頂落梁、安裝支座。

3 施工工藝

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程圖見圖1所示。

3.2 操作要點

3.2.1 工藝綜述

鋼桁梁桿件單元在工廠加工好后運輸至施工現場，然后在河岸的膺架平臺上進行組拼，組裝完成并驗收合格后，采用千斤頂連續頂推裝置進行頂推，借助MGE自潤滑板與不銹鋼板特制的滑動裝置，將鋼桁梁向對岸頂進，達到預設懸臂量后，再將鋼桁梁一端置于由駁船組成的承梁托架支撐體系上，駁船排水上升、托梁。繼續頂推鋼桁梁前進，實時調整方向直至到位，駁船注水、轉換支承，墩頂落梁、安裝支座。

3.2.2 膺架平臺搭設

根據現場條件，利用河岸已經施工完成的鋼筋混凝土連續梁橋面及空地，搭設膺架平臺，在平臺上組拼鋼桁梁，避免水上作業，較容易保證安全質量，膺架膺架平臺分為兩個邊支架和一個中支架平臺，設計采用鋼管樁+鋼筋混凝土擴大基礎+鋼管立柱結構形式，鋼管立柱之間采用角鋼焊接成剪刀斜撐及橫聯系。柱頂部設置橫向分配梁及縱向下滑道梁。

3.2.3 頂推滑道構造

滑道的布置采用下滑道連續、下弦節點上滑道間斷的方法，根據鋼桁梁受力的要求，上滑道設置于主桁下弦節點下方，考慮下弦節點拼接螺栓、縱坡及預拱度的影響，采用在下弦點與上滑道之間加塞不同厚度木板調節高度的方法，使上滑道底面處于同一標高上，頂推滑道構造圖見圖2。

3.2.4 鋼桁梁桿件單元出廠驗收及現場組拼

鋼桁梁桿件單元在工廠預處理并加工好以后運輸至施工現場，在現場進行組拼，然后完成鋼桁梁的組拼、無損檢測和涂裝等工作，最后按照設計圖紙和《鐵路鋼橋制造規范》（TB 10212-2009）進行驗收，鋼桁梁桿件單元及連接同時應符合國家和行業現行的標準驗收，合格后開具出廠合格證。鋼桁架組拼主要采用250 t履帶吊在組拼平臺上進行吊裝組拼，嚴格按設計及規范要求進行，確保組拼質量滿足要求。

3.2.5 頂推縱移系統

頂推縱移系統由2臺ZLD100連續頂推千斤頂、鋼絞線、后錨梁、油泵及液壓控制柜、計算機系統等構成。在設計的兩個頂推反力平臺上安裝千斤頂，由鋼絞線與后錨梁相連接形成頂推反力，從而頂推鋼桁梁縱移。該系統具有機械化程度高，而且設備簡單、操作方便、速度均勻、運行平穩、安全可靠的特點。

3.2.6 駁船承梁托架系統

利用駁船作為水上承載設施，在駁船上搭設承梁托架，首先在船體加勁面板龍骨處設置鋼管臨時支架立柱，鋼管之間設置單肢角鋼水平連桿和剪刀撐，頂面橫橋向設置型鋼分配橫梁，橫梁上設置縱滑道梁，主鋼管立柱外圍設鋼管斜撐（見圖3）。

3.2.7 駁船方向定位系統

為保證安全及駁船的方向精準控制，設置駁船方向控制纜，在河兩岸設置鋼筋混凝土地錨，通過鋼纜繩與駁船上的慢速卷揚機相連接（見圖4）。

3.2.8 頂推作業

（1）頂推作業步驟見表1。

（2）頂推前對膺架及承梁托架焊接部位、千斤頂等進行嚴格檢查，對重要結構部位的焊縫采用探傷方法進行檢測，確保頂推過程中的結構安全。頂推設備，除進行空載運行檢查外，還要對各頂推機具的同步性進行調試。

（3）準備工作完成后，起頂鋼桁梁，同時整理下滑道并涂油，在各下弦桿節點下安置滑道及滑塊，然后落梁，安裝頂推設備。

（4）人員就位，開始頂推縱移，并逐個取掉懸出的上滑道，當頂推至懸臂16 m位置時停止頂推，此時梁體懸臂合適，完成第階段頂推。

（5）第二階段，浮托頂推階段，駁船駛至設計預定位置上定位，完成駁船方向定位系統安裝，然后安裝駁船承梁托架位置上滑道，駁船排水上升托梁，經檢查各系統完好后，開始浮托頂推。

（6）當梁體頂推到位后停止頂推，駁船注水落梁至墩頂臨時支墩上，駁船駛出，拆除頂推系統。（見圖5）

3.2.9 頂推過程中的糾偏措施

為保證梁體按設計軸線滑動，有效地解決頂推過程中偏轉問題就必須采用橫向糾偏裝置施加橫向力進行糾偏，采用滾輪裝置進行糾偏，糾偏受力點設在鋼桁梁兩端，糾偏裝置見圖6。在頂推的同時高程的偏位也同樣存在，即桁架橋端部下撓，為此也必須進行糾偏，主要采用船舶排水浮托頂升的方法，控制在下撓5 cm左右進行糾偏，禁止上撓浮托頂推。

3.2.10 安裝支座和落梁就位

（1）落梁前的準備工作。

第一，拆除滑道及支架，檢查各部位平面及高程位置。

第二，千斤頂、液壓泵站就位。梁體4個支點分別設置2臺DCG8012型同步千斤頂，千斤頂放置在橋墩預留平臺上。

第三，安裝支座，安裝前仔細檢查支座銘牌，噸位、類型、安裝方向是否正確，支座吊裝過程中注意保護支座，防止油漆面受損或被污染。

第四，準備各種規格百度鋼板或墊塊，指揮人員和操作人員就位。

（2）落梁施工。

梁體在兩墩之間交替下落，嚴禁同時落梁，每個墩處單次下落按10 cm控制，直到落至設計標高，支座完全受力，測試并調整梁體線形達到設計和規范要求，錨固支座。

4 結語

該橋采用浮托頂推法架設主橋鋼桁梁，所用設備簡單，操作方便，不污染河水，不損壞河堤，施工封航時間短，對航運干擾小。主要工序如鋼桁梁組拼、駁船托架都可以平行作業，有利于縮短工期。支墩頂部設置MGE自潤滑板滑道，頂推水平力較小，采用液壓千斤頂頂推設備連續頂推，設備輕型簡便，頂推啟動和停止控制平穩，保證臨時膺架的穩定，施工安全系數高。采用結構分析計算軟件建立工況分析模型，設定預警值，在頂推過程中實時監測鋼桁梁線型、膺架位移，比照計算軟件分析結果，及時調整頂推狀態，保證鋼桁梁姿態符合要求。該方法簡單易行，勞動強度低，成本投入低，施工效率高，易于推廣。

參考文獻

[1] 徐嬌鳳，徐文平，楊梓.浮托施工技術在某跨航道鋼管混凝土拱中的應用[J].公路，2011（4）：42-45.

[2] 趙飛.長大柔性鋼梁的整體浮托架設施工控制技術[J].鐵道建筑，2010（7）：1-4.

[3] 張云昭.浮托頂推法架設64 m鋼桁梁技術[J].鐵道工程學報，2011，28（3）：58-63.