變截面橋梁頂推施工技術研究

鄭四卿

隨著城市建設步伐的加快，鋼結構橋梁因其施工工期短，對主要交通影響較小且環保、施工方便，正越來越多地運用于公路橋梁的設計中；但由于受現場施工環境條件的影響，正常吊裝法常常不能滿足現場施工需求，此時頂推法是一個很好的選擇。同時隨著人們對橋梁跨越能力要求的提高，欲提高梁的跨越能力，就需要設法降低梁的彎曲應力，其中增大橋梁的截面高度是一個很好的辦法。本文以重慶郁江大橋拆除重建工程為例，介紹變截面鋼箱梁頂推施工技術的研究。

一、工程概況

郁江大橋位于彭水縣漢葭街道文廟社區。范圍為K0+000～K0+229，全長229m。跨徑布置為22m簡支鋼箱梁引橋+（62+73+62）m變截面連續鋼箱梁主橋，其中引橋橋寬為9m，主橋寬度為9m～14.5m。主梁采用單箱單室斷面，主橋橋寬為9m和14.5m兩種，采用變截面箱梁，梁高為2m～3.5m，梁高按照圓曲線漸變。

郁江大橋立面布置圖

二、施工難點分析

1.郁江大橋為鋼箱梁橋，且橫跨郁江，若采取常用法吊裝法安裝施工費用成本及施工難度較大，且對橋下路面的正常交通影響較大，因此選用頂推施工法。但根據現場的實際工況，頂推施工場地及橋梁限重20t的限制，全橋采取步履頂推的方法不可取。經研究設計決定采取引橋與主橋一端步履式頂推，主橋尾端2節鋼箱梁滑移頂推的方法將橋梁頂推至設計位置的頂推方法。鋼箱梁總體頂進長度約為150m，同時由于鋼箱梁拼裝區域較小，頂推時采用前端頂推、尾端拼裝的組合方式。

2.郁江大橋為跨徑分布62+73+62 m的連續鋼箱梁橋，作為簡支梁橋型來看，跨徑較大，需要考慮降低橋梁的彎曲應力；同時考慮連續鋼結構橋的受力特性，需要保證箱梁的構造與結構實際受力狀態偏差降到最低。該橋在橋墩處的受力較大且復雜，通過提高橋墩處鋼箱梁的截面高度，可解決該點處的受力問題，同時也可提高全橋的安全性能。至此，涉及到變截面橋的頂推施工，施工難度較大為本工程的施工難點。

三、變截面橋調平托架設計

此次頂推鋼箱梁為變截面鋼箱梁，鋼箱梁最薄弱處與支座處最大高度相差1.5m，為了頂推施工的安全，需將梁體底部調平，然后再進行頂推施工作業。調平托架與鋼箱梁之間采用焊縫連接，調平托架采取“倒T字形”截面，下板厚為20mm，腹板厚度20mm，腹板加勁肋為16mm，與箱梁腹板對應；中部水平撐與斜撐采用?165×5.5的鋼管連接；托架腹板兩側橫向加勁肋與鋼箱梁橫隔板對應，并在兩橫向加勁肋中部再加一道加勁肋，水平撐為每3m一道，斜撐為每6m一道；調平托架腹板底部兩側需布置加勁肋，加勁肋交錯布置，每30cm一道，在無調平托架處，鋼箱梁底部需設置加勁肋，加勁肋分布于鋼箱梁腹板內側，每30cm一道。調平后頂推整體重量增加約146t。其調平措施如下：

調平托架部分立面示意圖

四、頂推施工方案

此次頂推涉及到步履頂推及滑移頂推，因此存在步履式頂推的支架布置和另外裝設滑移頂推支架布置。

1.步履式頂推支架布置圖

根據現場情況及步履機性能，擬布置12臺步履機，對應布置12組步履機支架。其中3#、4#頂推支架立柱采用四根Φ529×8mm的鋼管，鋼管柱之間用Φ325×6mm的鋼管和I22b工字鋼連接。其余頂推支架采用兩根Φ630×10mm的鋼管，鋼管柱之間用Φ325×6mm的鋼管與I22b工字鋼連接。其具體結構如下圖：

2.滑移頂推支架布置圖

為滿足吊裝空間，滑移滑道總長為25m。考慮到拼裝場地的限制，滑移頂推的部分支架與拼裝支架轉換使用，部分拼裝支架立柱通過法蘭盤接高后用于滑移頂推，滑移頂推結束后，拆除接高部分立柱，安裝鋼梁現場拼裝平臺。

頂推滑移支架主體結構采用?529×8mm的鋼管，縱向連接系與橫向連接系采用?325×6mm的鋼管，支架上部滑道梁采用雙拼I45b的工字鋼。其結構示意圖如下：

滑移頂推支架立面圖

3.頂推施工流程

（1）鋼箱梁節段在工廠制造完成后，經特殊的運輸車輛運至現場，通過起吊設備按相應節段順序架設至臨時支架上（臨時吊點和臨時支點的位置必須設在縱向腹板和橫隔板的交叉處）。調整各節段高程、平面線形及節段間距，并確認無誤后，在現場焊接鋼箱梁節段，然后進行外涂裝防護，調試步履式千斤頂。

（2）臨時胎架施工前先進行場地平整，施工臨時胎架擴大基礎，安裝胎架立柱及頂推設備，頂推設備必須安裝鋼箱梁加強肋的下方。

（3）拼裝引橋與主橋鋼箱梁頂推節段，將拼裝好的鋼箱梁節段向前頂推，頂推設備必須同步，頂推過程中必須控制好頂推方向及高程，確保箱梁在頂推過程中鋼箱梁定位準確及頂推設備均勻受力，并隨時檢查鋼箱梁是否存在局部變形問題。

（4）前方鋼箱梁節段頂推至適當位置后，再在尾端拼接鋼箱梁節段，以保證鋼箱梁在頂推工程中的抗傾覆穩定性滿足要求。

（5）依次頂推、依次拼裝，直至將鋼箱梁頂推至指定位置，然后拼裝剩余節段鋼箱梁。

（6）拼裝主橋尾端兩個節段，滑移頂推至設計位置。

（7）鋼箱梁頂推施工完畢后，拆除臨時支架。最后在鋼箱梁頂面鋪設橋面鋪裝層，施工防撞護欄，安裝伸縮縫等附屬結構工程。

五、結語

通過應用調平胎架進行梁底調平、步履式和滑移式頂推的施工工藝，重慶郁江大橋變截面鋼箱梁的安裝施工在4個月內順利完工，保證了整個項目的施工工期，大橋于2019年2月建成通車，極大地方便了當地交通。變截面橋梁無論在外觀設計美觀度方面還是橋梁力學設計結構要求方面都有很好的優勢，通過上述技術可以有效地克服施工過程中的疑難點，使變截面橋梁在現代橋梁的建設中得到廣泛應用。