下承式簡支鋼桁梁頂推施工方法

徐勇

中鐵二十五局集團第四工程有限公司 廣西柳州 545007

深圳市城市軌道交通6號線二期主體工程民樂停車場工程項目位于深圳市龍華新區，其中運用庫一區中間為鋼桁架結構，兩側為混凝土結構。運用庫一區共16座鋼桁橋，其中場區消防車道共3座橋梁，主桁跨度60m、93m。運用庫與廈深鐵路隧道的交叉覆土為8-10m。下承式鋼桁梁具有自重輕、跨越能力強、建筑高度小、施工速度快的特點。

1 主橋架設方案

結合現場條件及工期安排，鋼桁梁上跨高速鐵路隧道，安全隱患較大，吊車沒有辦法直接進行架設等影響因素，現場擬采用在拼裝場區域處搭設拖拉滑道，采用頂推法施工，可以快速、安全的進行鋼桁架安裝，具體流程如下：

（1）工廠匹配制造鋼梁桿件，在工廠預拼合格后，由公路直接運輸至工地桿件存放場地，履帶吊配合吊運至存放區。

（2）利用在滑道兩側履帶吊吊裝桿件拼裝單跨鋼桁梁，先拼裝好下弦桿、下橫梁、下平聯，然后拼裝斜桿、腹桿、上弦桿、上橫梁、上平聯等。

（3）拼裝61m長導梁，在所有鋼桁梁下弦桿節點處底板下安裝滑塊箱及MGE頂推滑塊，在端頭橫梁接頭下使用螺栓連接拉錨器。

（4）連續千斤頂拖拉鋼桁梁及導梁沿線路向0#墩側進行移動，兩跨鋼桁梁中間使用桿件進行剛性連接，直至鋼桁梁移動到設計平面位置，見圖1。

2 頂推主要施工方法

2.1 臨時支撐及滑道體系設置

為滿足鋼桁梁拼裝、頂推要求，需要在鋼桁梁拼裝場搭設支撐及滑道，在鋼桁梁相應節點位置設臨時支撐。

拼裝場采用砼硬化，砼基礎上設置φ529×8mm鋼管立柱，上面再放置三拼45a工字鋼滑道，滑道頂布置不銹鋼鋼板。

墩頂支架在臨時基礎上預埋鋼板，滑道安裝在墩頂支架上，墩頂支架采用φ529×8mm、φ630×16mm來做立柱鋼管，橫梁采用三拼、四拼的I45a工字鋼，橫梁頂設置縱向滑道，滑道采用四拼加勁的I56a工字鋼，鋪設不銹鋼板，見圖2。

2.2 頂推導梁體系設置

在梁體前安裝長度為頂推跨徑0.6-0.7倍左右的鋼導梁，頂推最大跨徑按93m計算，導梁設置長度61m。鋼導梁為變高度鋼桁梁，由三片主梁加連接系組成，材質為Q345b。底面線形與鋼桁梁一致，與鋼桁梁用高強螺栓連接，接頭處拼接板、填板及接頭兩端板面均需做表面處理，使得其抗滑系數滿足設計要求。

導梁結構形式：導梁采用桁架梁結構形式，長61m，前端30m長部分高6.275m，弦桿采用雙拼45a工字鋼，尾端24m長部分高12.55m，中間6m變截面，導梁寬16.75m，腹桿采用單45a、雙45a工字鋼，尾端24m范圍內上下弦桿采用Q345材質的490×450mm鋼箱。其余采用Q235B材料。導梁橫向連接系采用φ426×8mm鋼管，鋼管之間采用L160×10mm角鋼連接。

3 頂推體系設置

3.1 拖拉連續千斤頂、反力架、拉錨器、限位器

鋼桁梁拖拉采用采用2臺350噸同步連續千斤頂，拖拉鋼桁梁、導梁總重2500t，采用平坡。千斤頂通過鋼絞線與鋼桁梁拖拉拉錨器連接，伸縮千斤頂活塞拖拉鋼桁梁前進，鋼絞線單側設置6根。全橋設置1組拉錨器。

拖拉力：

鋼桁梁在拖拉過程中為防止橫向偏位脫離滑道，設橫向限位器，橫向限位器設置在MGE滑塊箱左右側，在拖拉時在限位鋼板除涂抹硅脂潤滑。

3.2 滑道設置、MGE滑塊

縱向設置4I56a工字鋼滑道，在導梁下弦桿節點處、鋼桁梁下弦桿節點處螺桿固定滑塊箱，滑塊箱底板與MGE滑塊螺栓固定，本橋頂推滑塊MGE滑板尺寸為700×700×32mm。導梁上滑塊箱焊接至導梁節點下方，縱向間距6m。鋼桁梁上滑塊箱使用螺桿將滑塊箱抱箍在下弦桿節點上，縱向布置間距11m，均未布置在桁架節點上。滑塊在頂推前涂抹潤滑硅脂，滑塊箱見圖3：

本橋頂推滑塊采用MGE滑板，MGE滑板是專門為橋梁頂推法滑移定制的一款新型專利產品。該產品MGE滑板屬于工程塑料合金的一種，具備了其優異性能具有：耐磨、摩擦系數低、承載力大、抗剪抗沖擊能力強、與滑塊易于連接固定等特點[1]。

4 鋼桁梁頂推設備

（1）鋼桁梁頂推后錨固反力座設在鋼桁梁邊桁下弦桿外側。在鋼桁梁部分邊下弦桿節點位置外側焊接兩塊耳板，（鋼桁梁頂推到位后，切割、磨平、油漆），兩塊耳板與弦桿頂板和底板對齊，均采用全熔透焊，耳板上設螺栓孔，與頂推錨箱連接，前端頂推反力座設在墩旁托架滑道梁連接系分配梁上，三片主桁下均設置滑塊。根據鋼梁頂推計算，鋼桁梁頂推過程中，每個頂推點配備1臺350t連續千斤頂頂推，一次頂推6個節間的鋼桁梁，正常頂推速度控制在5m/h。

（2）鋼導梁上臨時墩墩頂的鋼墊梁時，在臨時墩頂布置豎向千斤頂及臨時支墊調整導梁前端撓度。

在安裝平臺頂、各墩位布置滑道，滑道為左右兩條，中心距為16.75m，滑道頂鉚焊不銹鋼鋼板，不銹鋼板表面粗糙度小于Ra5μm。滑道進口30cm范圍設圓弧，出口也設圓弧段。

5 鋼桁梁頂推施工

用2臺千斤頂連續頂推施工，是將鋼桁梁梁體擱置在鉚接了不銹鋼板的鋼墊梁滑道上，鋼桁梁與滑道之間設置MGE滑塊作為滑板，在滑板下面涂上硅脂油，當水平千斤頂工作時，通過設置在鋼桁梁的拉錨器和拉索施力于梁體，帶動梁體向前滑動。

5.1 主要桿架拼裝要點

（1）鋼梁拼裝順序除按設計文件辦理外，還要注意吊機的運行、最大吊距、桿件的供應方法等。主桁兩側對稱拼裝，先裝桿件不得妨礙后裝桿件的安裝及吊機的行走。

（2）主桁桿件閉合成三角形，節點高強度螺栓50%初擰和終擰后，再分2批換下其余50%的沖釘，將換上的高栓初擰后再全部達到終擰，這時下弦桿前端節點底面與支架支點墊塊之間才用鋼板抄死。一節間高栓全部終擰后，再拼裝下一節間。

5.2 頂推施工要點

（1）在完成高強螺栓終擰后方可進行頂推工作。

（2）頂推一孔梁搭上橋墩后，應對臨時支架高程進行全面檢查，當發現與原有高程不符時應調整。頂推過程中兩側應保持同步。

（3）當導梁前端到達墩頂滑道梁后，通過設置在導梁前端的輔助措施上墩，導梁前端支撐到滑道梁上后，進入正常頂推滑移狀態。

（4）每次循環頂推完畢后，利用墩頂豎向千斤頂將鋼桁梁整體起頂，將墩頂滑塊倒移至其起點位置。然后將豎向千斤頂落頂，使鋼桁梁節點落于墩頂滑塊上，繼續進行下一輪的鋼桁梁頂推。

5.3 梁頂推過程中空間位置關系控制及調整

A在實際頂推過程中往往會出現橫向偏位，在墩頂設置糾偏設施，當鋼桁梁橫向偏位超出設計允許的偏位時，應及時進行橫向糾偏作業。以下是幾種常見的糾偏和防偏措施：

（1）采用單動一側頂推千斤頂的方式進行糾偏。在鋼桁梁頂推初期，由于鋼桁梁拼裝長度相對較短，鋼桁梁剛度較大，重量較輕，頂推摩阻力相對較小，用單側千斤頂在鋼桁梁頂推前移中進行橫移調整。

（2）采用楔形墊塊進行糾偏。在滑塊前進頂推方向設置楔形滑塊，在梁體頂推過程中通過楔形滑塊進行橫向偏位調整。采用該方法是楔形墊塊角度不宜過大，墊塊側面應穩固的支擋。

（3）采用橫移牛腿將偏位較大的節點橫移至設計中線位置。可在滑道梁兩側或墩頂焊接橫移牛腿，利用橫移千斤頂將鋼桁梁和滑塊共同進行橫向頂推，將鋼桁梁軸線調整至設計位置。

B鋼桁梁防頂推過頭措施：本工程鋼桁梁頂推施工，頂推動力來自于2臺千斤頂，根據以往施工經驗總結，當鋼桁梁在千斤頂施力作用下行進至設計位置時立即關閉液壓閥，此時在慣性和鋼絞線緊力作用下，鋼桁梁不能馬上停止行進，會有略微向前移動情況。為防止鋼桁梁頂推過頭，鋼桁梁頂推即將到位前，在邊墩墩頂支架上焊接兩塊縱移擋板，在鋼桁梁頂推到位后擋板抵鋼桁梁，落梁完成后割掉擋板[2]。

（4）導梁上墩措施。導梁前端到達墩頂支架滑道時，導梁梁底比滑道高500mm大于懸臂最大擾度307mm，導梁前端能順利的上至滑道，如果出現導梁前端略低于滑道，使用千斤頂在導梁前端將導梁進行頂升，超過滑道頂標高，再進行拖拉，確保導梁能順利上到墩頂滑道上，千斤頂頂部與導梁之間增設MGE滑塊，并涂抹潤滑硅脂。待導梁上至中支墩滑道后，使用千斤頂配合安裝中支墩滑塊箱。

（5）頂推千斤頂同步控制。頂推系統采用兩套2組連續千斤頂、拉錨器、反力架組組成，為使實際頂推施工中兩套動力系統能夠統一，采取兩套動力系統，液壓管相聯方式，以保證兩套動力系統施力的同步性，以確保鋼桁梁行走按照預定軸線，大大減少實際頂推過程中的糾偏工作量，以保證每階段頂推施工時間縮短。

5.4 使用頂推法施工鋼桁架的效果分析

大跨度下承式鋼桁梁采用頂推法施工方案，具有施工工期短、投入少、成本較低等特點。

從現場實施情況看，運用該技術，順利的完成了簡支鋼桁梁的施工，頂推到位的鋼桁梁軸線精確對中、外觀質量美觀，具有作業簡化、投入少、安全高效等優點[3]。

6 結語

通過民樂停車場鋼桁梁的施工實踐，采用頂推法施工下承式簡支鋼桁梁的設計，簡化了施工工序，減少了高空拼裝的危險性，還節約了大量的施工投入，加快了施工進度，創造了良好的經濟效益，但大跨度的頂推仍具有很大的難度，尤其是頂推技術設備、滑道、導梁的布置、落梁等技術問題，仍需施工過程中逐步優化、完善。