公路橋梁鋼箱梁頂推施工技術

文∕晏文蘭、李國珍

1 前言

高速公路交通網絡的構建對城市的飛速發展起著至關重要的作用。作為當下的主要交通交流形式，其完善程度直接影響到了城市化進程和城市間的交流溝通，是城市發展的重要命脈。其完善和發展過程一直備受重視。跨公路橋梁的建設是其中一項重要環節。本文就一次成功的跨高速公路橋梁的施工建設為例，簡述在跨公路橋梁建設過程中鋼箱梁頂推技術的應用。

2 工程概況

此項工程的設計人員在綜合了施工現場、施工路段的交通情況、施工時段等因素的考慮后，將此公路橋梁的設計跨徑進行合理地分段，分為20m 段、32m 段、35m 段和25m 段。并將橋梁的頂板進行加寬設計，變為105m。底板規格為邊長55m 的正方形。相應的箱梁高度約為2m。頂板橫坡為6%.并且鋼箱梁豎曲線的半徑為1850m，相應的平曲線半徑為240m。左右兩縱坡分別為4.000%和3.078%。而進行橋梁的弧頂選擇時，有四種拱度可供選擇：2mm，6mm，9mm，11mm。在進行相關評估計算后，選定首長10.472m、尾長10.625m。根據相關施工經驗，這種設計的橋梁的承載性能優秀，完全可以滿足工程需要。

3 鋼箱梁頂推施工難點

3.1 調節高度越大，施工難度越大

本次工程項目的實施環節，主線橋的右幅部分上的鋼箱梁結構部分上跨有廟宇建筑，所以根據工程的需要進行長度尺寸的延長，保證其符合50m 的要求，這是變寬的斷面結構部分，并且本次的立交橋周圍的空間中存在有機場高速路橋梁和山體等，地形條件復雜性比較高，所以也會直接影響鋼箱梁的正常施工。在進行橫向頂推技術的施工環節，應該適當地將滑道進行延長處理，且能夠確保在部位上鋼箱梁的結構部分沒有發生任何的便宜問題。

3.2 鋼箱梁重量太大

主線橋右幅鋼箱梁共計32 塊，總重量達到了961t。鋼箱梁的兩側位置上所應用的結構部分是混凝土梁結構，高度差達到了1.2m，所以安裝施工的風險是比較高的。在頂推作業環節，讓頂推施工的位置達到精度的標準并且落梁作業環節鋼箱梁是穩定的，這些都是施工中的難點，應該做好管理與控制。

4 頂推方案

在對施工現場實地考察后，根據實際車流量，將該段橋梁設計為雙向八車道。簡要的施工過程將施以分段施工的方式進行頂推。并將橋梁施工所需的臨時橋墩設立在高速公路北岸。頂推施工過程可細分為四部分。

第一，首先進行鋼梁與前導梁的拼接安裝，而后進行以20m 為最大限度的頂推作業。

第二，將頂推的距離設為30m，而后進行后續鋼梁的拼接施工。

第三，持續頂推過程中，要拆除前導梁后安設在頂推十五米后的尾梁段，而后繼續進行頂推過程。

第四，由吊車吊裝嵌補車廂（使用鋼梁前端）。施工過程中需要注意的是，尾端梁的安設不能直接落梁，必須要先進行前導梁的拆除工作，而后在最合適的方位進行落梁。

5 頂推施工工藝及方法

5.1 頂推施工臨時設施

（1）臨時墩結構

橋梁施工自然需要設立臨時橋墩。通常情況下的臨時橋墩的建材選用會用到q235 型號的鋼材。并且為了保障臨時橋墩的承載性能能夠滿足工程需求，相關設計人員會將臨時墩的結構進行專門設計。通常臨時墩會采用由四根內徑500mm、長8m 的由16 槽鋼的連接而成的剪刀撐結構。這樣的結構有較高的承載性能，可以滿足施工需求。還要考慮到臨時墩的水平穩定性，于是臨時墩的結構一般為縱向臨時墩。為了在保持強度的前提下減少自重，墩頂材料通常為塑鋼。有時也會選用支座墊石進行墩頂設計。

（2）臨時墩基礎

施工過程中，往往需要對臨時墩進行擴建改造。臨時墩的尺寸依照相關規定，必須為4m×2m×1.2m，其結構為了方便擴大施工，通常為分離式基礎，混凝土規格為C25。文中所述橋梁建設過程中，臨時墩的設計極限壓強要在120kpa 以上，則豎直方向上的承力極限要高于1769kN，遠高于其它工程中的一般墩。由于臨時墩在施工過程中的重要性，而且為了保障施工過程中的安全，一定要對臨時墩的設計基礎進行最嚴格的審查。確保其承載能力和抗傾覆能力。對性能進行盡量多次的校核。

（3）臨時墩的布置情況

施工時的臨時墩安置情況要嚴格按照相關規定進行。通常會要求臨時墩的分布要沿橋梁中線徑向分布，其滑道面規格也要滿足相關規定。而且臨時墩的設置平面要等同鋼箱梁的線性特性。在進行具體設計時，為保障施工質量，鋼箱梁的頂推高程和落梁高程必須在同一平面上。而臨時墩的縱向間距的確定也要根據頂推懸臂的抗傾覆系數和鋼箱梁的分段長度。通常情況下被設為10m。

（4）支架搭設

由于臨時墩負責工程中橋體的臨時承載功能，因此，其安設的位置和安設的精準程度是十分重要的。其安設位置必須嚴格按照設計圖紙上的預設位置。實際墩頂高程與設計高程之間的誤差不得超過10mm。鋼柱的安放也要嚴格地按照設計方案進行。并且，本次工程所使用的混凝土型號為C25，在執行混凝土澆筑作業前要對地基進行預處理。作業裝置可設立上下兩條滑道，可有效提升工作效率。柱體承力剪刀撐和提升抗橫推能力的水平支撐則要在混凝土結構完成初步凝結后再安裝。

5.2 梁段頂推

（1）安裝梁段和分裝梁段

梁段共分為四部分，為了加快工程進度，保證梁段安裝工作的質量和速度，要在安裝前就進行梁段的補涂裝作業。并安排負責安裝時吊裝作業的工程車。此工程車不僅要進行吊裝工作，還要應用于調整鋼箱梁的線性特性和高程。而在吊裝作業結束后，要預留出焊縫位置。為保障工作質量，和施工安全，要對吊裝工作進行嚴格監督。

（2）G2～G5 梁段頂推向前20m

梁段的平穩滑動要滿足滑板部分的狀態不出現脫空。為防止梁段的滑動頂推出現狀況，要預設鋼板位置，在發生情況時，立即將鋼板安設在梁段和滑板之間。為了提升梁段滑動的平緩性和連續性，要在前一梁段的末端滑動結束時立即接上新的梁段。整個頂推過程都是由相關操作人員通過頂推泵進行控制。

（3）G6，G7 梁段的拼裝。這兩部分梁段的安設與上述的G2～G5 部分的梁段拼裝過程基本一致，但是需要注意的是：G6、G7 兩部分梁段的涂裝工作要在拼接結束后，而且要在梁段左右兩側安設鋼護翼和翼緣板。

（4）第二次頂推。初次頂推結束后，要繼續進行第二次頂推操作。依照此次工程的設計方案，要進行鋼箱梁頂推30m。此頂推過程中常發生導梁下探現象，有時導梁可下探中央分隔區域40m 之深。過量的下探深度會影響到施工進度和效率，為避免此情況的發生，需用專用千斤頂將導梁頂起。此時進行鋼箱梁頂推工作。并在頂推進行一米左右時，就可以撤除千斤頂，直至頂推工作結束。

（5）G8～G10 梁段的吊裝。這部分的梁段吊裝可以完全依照第二次頂推作業過程，在解決導梁下探情況后持續進行第二次頂推，頂推30m。

（6）G11 分段的吊裝。G11 段的安設屬頂推收尾工作。為確保工程質量，要對此梁段的吊裝分兩步進行。第一次，利用上述工程車進行吊裝和初次頂推，頂推15m。第二次，將導梁撤除，并將尾梁也一并更換，而后進行第二次頂推作業，頂推5m。

（7）落梁。落梁工作的精確度要求比較高。施工方必須嚴格按照方案預設數據，進行支座安設。安設支座時，要保證其高程符合標準。在用千斤頂將鋼箱梁頂起后，控制其落下落速度，確保落梁操作的工作質量。

（8）G1 段鋼梁的安裝

此段鋼梁的安裝直接影響整體梁段的安裝質量。G1 段的長度不得有誤差，必須和方案預設長度一致，施工單位應對長度進行校核，并進行修正。整梁段的安裝焊接結束后，還要在G6、G7 段兩側安設鋼護翼和翼緣板。

5.3 施工監控

為確保施工質量和工程進度，施工的整體過程都要在嚴格的監管控制之下。通過對工程全過程的監管，可以有效地減低施工中出現違規操作的概率，不僅可以提高工程質量，還是保證了相關施工人員的安全。在施工過程中要定期對施工進行檢測和校核。檢測時常會利用棱鏡檢測頂推過程中的非常規位移。一般在頂板中線的10～20m 處設置棱鏡。而在檢測構件內應力時則用到了應力計，其檢測結果準確可靠。

6 施工中的質量控制要點及安全措施

6.1 質量控制

6.1.1 頂推過程中的糾偏

（1）鋼箱梁的主要特點就是能夠實現兩側同步施工、單側單動以及點動限位等。根據施工的技術標準進行油缸千斤頂的調整，能夠利用不同的行程控制其安裝施工的位置，一組千斤頂行程較大的情況，就要停止頂進施工，然后另外一組開始進行頂進作業，從而可以使得兩側都能夠達到平衡的標準。

（2）墩頂開始頂推施工的過程中，應該通過鋼箱梁的重量經過使用臨時支撐與墩旁支架的方式傳輸給樁體結構受力，然后進行承臺、樁基等各項技術參數的計算和分析，并且保證該結構部分的剛度能夠達到頂推過程中的水平推力、豎向壓力的要求。根據具體施工的技術參數要求，選擇確定必要的糾偏處理措施，然后能夠設置相應的施工量，從而可以更好地保證糾偏裝置發揮出應有的作用，提高工程質量。

6.1.2 中線精度控制

每個節段部分的鋼箱梁在施工中，都應該根據需要做好4 個中線點標記，底部需要設置3 個標記點，頂推作業環節，要隨時通過經緯儀來進行梁體中線的檢測，如果偏差數據過大，此時就應該進行必要的糾正，確保箱梁首尾中線偏差不能超過5mm。

6.2 安全控制

臨時墩滑道的安裝施工環節，相鄰部分的墩之間高程差限定在±2mm 以下；鋼箱梁的頂升最大高度不能超過設計標準的要求；鋼箱梁的工程質量應該達到設計標準的要求；頂推速度要嚴格控制，每分鐘15cm 為最佳，同時頂推操作階段，應該做好各個位置的全面監控，從而可以達到安全、穩定的標準；防落網的安裝環節，高空作業加強安全管理，保護人身安全；中央分隔帶部分的中墩周圍應該布置防護網，同時應該避免出現施工中掉入行車道的情況，并且需要布置相應的警示標準，要做好如下的幾個方面：

（1）臨時墩滑道安裝時，相鄰墩高程差控制在±2mm 以內，同墩兩滑道高程差控制在土 ±以內。

（2）梁項升最大高度及反力不得超過設計的規定值。

（3）鋼梁結構部分的質量達到技術標準和規范的要求。

（4）頂推速度控制在 10～15cm／min。

（5）頂推作業時應該全面的監控和管理，從而可以提升工程的安全性。

（6）對于處在已有道路部分的鋼箱梁結構在頂推開始前應該進行防護欄與鋼結構表面的防護施工，以確保不會產生任何的安全隱患，促進工程的質量提高。

（7）支墩兩側需要設置鋼管的方式來搭設人行道，同時還應該布置防護欄結構，設置防落網，確保高空作業時不會發生嚴重的安全事故。

（8）中央隔離帶部分應該在周邊位置設置防護網，要避免出現雜物進入行車道。

（9）施工位置安裝警示標志。

7 結語

空間曲線頂推技術相較于傳統的梁段頂推技術，能夠大幅度減少對施工路段交通狀況的影響，而且施工步驟更加的明確，頂推質量也有較大的改善。科學合理地應用空間曲線頂推技術是加快我國公路網絡完善的重要手段。