公路鋼結(jié)構(gòu)梁橋頂推法跨高速公路施工技術(shù)的實際應(yīng)用

方 銘

（云南省公路工程監(jiān)理咨詢有限公司，云南 昆明 650021）

鋼結(jié)構(gòu)主要由鋼板跟型鋼組合在一起，鋼結(jié)構(gòu)的自身重量是比較輕的，而且強度比較高，在施工過程當(dāng)中，鋼結(jié)構(gòu)安裝起來非常的簡便，而且結(jié)構(gòu)相對來說比較靈活，所以近些年來被廣泛的使用，在各種超高或者是超大規(guī)模的建筑施工過程當(dāng)中，比方說高速公路的橋梁施工工程等等，以下我們主要結(jié)合具體的施工案例來進行探討。

1 工程概況

圭落哨大橋的整體設(shè)計為整體式橋，橋面的寬度有26米，共分為左右兩幅，單幅橋面的寬度為12.75米，整體橋長為670米圭落哨大橋的上半部分使用的是連續(xù)鋼筋混凝土疊合梁，其鋼疊合梁的梁體截面是槽型結(jié)構(gòu)。橋梁平曲線的構(gòu)成比較復(fù)雜，由圓曲線、緩和曲線以及直線共同組成，圓曲線的長度是310米，緩和曲線的長度是300米，直線段的長度是60米。整座橋梁的左右幅各為670米，共計1340米的鋼混疊合梁，最大的橋梁跨度為70米，最大的橋墩高度為48米，全橋的最大頂推量為5267噸，橋梁的鋼箱梁部分使用的是單向全幅同步履式頂推技術(shù)進行施工。

2 工程施工難度以及Bim技術(shù)的使用

1）具體的施工難度：根據(jù)本工程實地查勘情況，圭落哨大橋因橋臺較高常規(guī)吊裝作業(yè)使用吊車較大且費用較高，而且單跨度比較大，工程量較大，整體工期相對來說比較緊張，綜合考慮使用步履式頂推安裝。前文已經(jīng)說過，整個圭落哨大橋的整體橋是非常高的，最大的高度為四十八米而且單跨跨度非常大，最大跨度是70米，那么如何在現(xiàn)場進行更加科學(xué)有序的施工組織應(yīng)對如此數(shù)量巨大的鋼構(gòu)件，從加工到整個制作的過程當(dāng)中進行有效的運輸，現(xiàn)場的頂推工作在施工過程當(dāng)中是整個工程的重點以及難點所在。

2）采取的技術(shù)措施：在具體的施工過程當(dāng)中，主要結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，采用更加科學(xué)合理的辦法來進行施工的組織，因此在查看完具體的情況之后，決定是先使用Bim技術(shù)來進行現(xiàn)場的建模，利用建模技術(shù)對現(xiàn)場的大規(guī)模的構(gòu)件進行組織施工，對于圭落哨大橋的整體工程的施工思路主要為縱向的分段加工，先拼裝然后完成頂推，左右幅共同施工。

3）Bim技術(shù)的應(yīng)用：第一點是在設(shè)計階段的應(yīng)用，將BIM技術(shù)使用在設(shè)計階段，主要包括為工程的施工，模擬設(shè)計以及分析相關(guān)的具體情況，完成可視化的交流，檢查設(shè)計以及施工過程當(dāng)中可能存在著的一些問題，并且對施工的造價進行控制。第二點，在施工圖生成階段使用Bim技術(shù)，軟件可以根據(jù)Bim模型直接生成二維圖紙，然后從三維到二維圖紙的自動更新，可以為工作人員節(jié)省大量的圖紙修改時間，在一定程度上有利于縮短工期。第三點，將Bim技術(shù)使用在施工階段，在施工階段，利用Bim技術(shù)主要是包括虛擬施工以及施工進度的控制，除此之外，還有對于施工成本的控制以及三維模型的校驗等等。第四點，運維階段的應(yīng)用，Bim模型可以完整的存儲，建筑的設(shè)計以及施工的各種數(shù)據(jù)，可以更好地讓工作人員在運營以及維護期間準確地了解到設(shè)備的各種信息，可以更好地指導(dǎo)現(xiàn)場的工作人員對設(shè)備進行維護。第五點，基于Bim技術(shù)的數(shù)據(jù)共享以及協(xié)同工作，基于Bim的協(xié)同工作指的是把信息在不同的人員以及不同的業(yè)務(wù)組之間進行傳遞以及共享，讓信息更好地發(fā)揮價值，并且持續(xù)增值。該施工項目使用的是瑞斯圖Bim云協(xié)同管理平臺，瑞斯圖能夠把模型和圖紙上傳到平臺上面，項目參與方可以統(tǒng)一的登錄到平臺上面，對于圖紙進行協(xié)同的記錄以及追蹤，實現(xiàn)信息化的設(shè)計，可以達到所有項目信息集中訪問，提升項目信息的準確性以及及時性的目的。在系統(tǒng)收到施工的圖紙之后，首先會使用軟件對鋼結(jié)構(gòu)進行一個深化設(shè)計處理，利用軟件創(chuàng)建一個鋼結(jié)構(gòu)的Bim模型直接生成加工圖紙，同時需要對構(gòu)件以及復(fù)雜的節(jié)點，通過三維模型進行可視化的處理，方便加工以及安裝。通過軟件創(chuàng)造鋼結(jié)構(gòu)Bim模型之后，可以直接統(tǒng)計需要的鋼結(jié)構(gòu)工程量，這樣的話數(shù)據(jù)是更加準確的，工廠通過軟件創(chuàng)造的Bim模型，可以通過三維可視化完成交底，解決加工過程當(dāng)中需要的注意事項以及技術(shù)要點。可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們將Bim技術(shù)結(jié)合在圭落哨大橋的鋼建筑施工過程當(dāng)中無論是在設(shè)計階段還是施工階段都取得了非常好的效果，同時讓施工管理變得更加的規(guī)范，效率也更加的快捷，產(chǎn)生了更好的經(jīng)濟效益。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 復(fù)合線型調(diào)整技術(shù)

橋梁的平曲線是由直線加曲線加緩和曲線共同構(gòu)成的，曲線的長度大約為三百一十米，緩和曲線的長度大約為300米，直線的長度大約為60米，該橋梁的線型構(gòu)成是比較復(fù)雜的，因此在這樣的復(fù)雜的情況下，我們在施工的過程當(dāng)中選擇使用單向雙幅同步頂推到橋位這樣的方法。

復(fù)雜線型擬合推演技術(shù)：在正式的施工之前，我們首先進行頂推過程的放樣驗算，在本次施工過程當(dāng)中，我們選擇使用了六百余張的放樣圖，然后對整個技術(shù)以及施工的過程進行了事先的驗算以及查看圖紙，在計算頂推的過程當(dāng)中計算好鋼箱梁跟蓋梁的相對位置，然后經(jīng)過不斷的驗算，優(yōu)化頂推路線，進行重復(fù)的優(yōu)化設(shè)計。在施工過程中根據(jù)事先計算好的放樣驗算數(shù)據(jù)，然后對鋼箱梁進行橫向的糾偏，確保整個施工過程當(dāng)中不出現(xiàn)任何的誤差，確保整個施工的順利進行。

3.2 雙幅同步頂推協(xié)調(diào)性控制技術(shù)

第一點，步履式的頂推法相較于常規(guī)的工藝來說，能夠有效的減小梁體在推進的過程當(dāng)中，底板跟滑道之間接觸面出現(xiàn)的應(yīng)力集中情況。同時，設(shè)備對于橋墩的推力會變得更小，在本次施工過程當(dāng)中的設(shè)備靜摩擦的系數(shù)為0.03-0.05，確保了對橋墩的推力變形影響控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)，從而達到質(zhì)量可控，施工相對來說更加的安全。

第二點，為保證頂推過程中受力要求，在導(dǎo)梁跟鋼箱梁之間能夠完成更加可靠的連接，施工現(xiàn)場根據(jù)需要在鋼箱梁和導(dǎo)梁連接的位置放置好一個轉(zhuǎn)換節(jié)，這樣可以在整個頂推過程中確保工程結(jié)構(gòu)能夠滿足施工的受力需求，待頂推到位后將增加的附加板割除。 第三點，在頂推施工的過程當(dāng)中按照相關(guān)的設(shè)計要求設(shè)置一個通長扁擔(dān)梁，扁擔(dān)梁的主要作用是能夠在箱梁拼接的過程當(dāng)中，作為調(diào)節(jié)橋梁高度的一個臨時的支撐，同時扁擔(dān)梁的設(shè)置還可以彌補因為頂推設(shè)備在各種復(fù)雜的情況下使鋼梁的動作出現(xiàn)不協(xié)調(diào)而導(dǎo)致的鋼梁出現(xiàn)變形的問題。因此，設(shè)置扁擔(dān)梁可以有效地解決在頂推的過程中因為設(shè)備的不同步而給梁體帶來的扭曲問題。

3.3 應(yīng)力應(yīng)變及位移監(jiān)測技術(shù)

鋼箱梁頂推過程，存在多次應(yīng)力體系轉(zhuǎn)換，應(yīng)力變化幅度大，在頂推的過程當(dāng)中采用在鋼箱梁安置應(yīng)力計，使用自動化采集儀來進行監(jiān)測方法，在橋墩的外側(cè)等擋塊處布置位移觀測點，觀測點使用不同的顏色來進行標注以及分隔，每一個觀測點的豎向?qū)挾榷荚O(shè)置為10毫米，然后使用全站儀來對墩柱進行相關(guān)的觀測以及同步的監(jiān)測，確保頂推施工整個過程的安全。

3.4 頂推與拼裝同步施工技術(shù)

拼裝區(qū)的鋼梁同步反拼裝技術(shù)，前方梁體在頂推的同時，后續(xù)的鋼梁也可以繼續(xù)的完成拼裝，這樣能夠有效地解決施工工期緊張或者是在施工的過程當(dāng)中無法滿足現(xiàn)場施工進度的情況。

3.5 墩頂作業(yè)人員的安全保障技術(shù)

需要在蓋梁頂設(shè)置一個工具式的操作臺，以此作為頂推的設(shè)備安裝以及卸載的作業(yè)平臺，這樣可以有效地保證工作人員在施工的過程當(dāng)中的生命財產(chǎn)安全。

4 結(jié)語

在本篇文章當(dāng)中，我們主要就圭落哨大橋的施工進行了探討，本篇文章所介紹的工程使用的是雙幅單向同步頂推施工辦法，該工程是在2018年11月5號正式開工，在2019年5月31號完成了頂推工作，整個頂推工作歷時208天，頂推速度最高的一天能夠達到23米，在保證質(zhì)量安全的情況下，最高效的完成了670米的鋼箱梁的頂推工作。主要的施工技術(shù)特點如下所示。第一點，橋梁的平曲線型組合工藝復(fù)雜，主要疊加了三類曲線，在施工的過程當(dāng)中，糾偏的施工難度相較于其他工程來說可能會更高一些。第二點，橋梁需要完成左右幅，同時并且單向的同步頂推，第三點，橋墩的最高的高度為48米，最長的橋跨度為70米，第四點，頂推的距離達到了670米，最大的頂推重量達到了5267噸，該工程在施工的過程當(dāng)中，其綜合的技術(shù)難度已經(jīng)達到了國內(nèi)乃至是世界的領(lǐng)先水平，希望能夠給類似的工程相應(yīng)的借鑒。