某橋梁項目施工階段的箱梁頂推技術分析

楊高貴

（貴州橋梁建設集團有限責任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

近年來，科技的不斷發展極大地推動了橋梁施工技術的發展，促進了經濟發展和文化交流。預應力連續箱梁憑借剛度大、穩定性高、耐久性好、承載性能強等諸多優勢，被大規模應用于橋梁工程領域，但隨著施工技術的優化和完善，傳統的箱梁施工方式已無法滿足現階段施工需要，亟須進行技術更新[1-3]。為此該文提出了箱梁頂推施工技術，并結合實際工程案例，全面分析了箱梁頂推技術，總結了其施工技術要點。

1 工程概況

某高速公路立交橋工程為預應力箱梁結構，長度139 m，全幅采用雙向六車道布置，跨越鐵路橋部位跨徑組合為40 m+50 m+40 m，采用整幅設置，橋梁設計寬度26.2 m，主梁結構形式為單箱三室等高預應力連續箱梁，其中頂推施工段為10 m+50 m+10 m，總長度70 m，導梁長度為35 m。

2 采用的主要施工方案

（1）箱梁加工場地采取標準化布置，按照14～16 m標準間距設置L1～L7 號臨時墩，其中L1～L5 為混凝土材質，L6～L7 為鋼管材質。

（2）箱梁通過制梁平臺制作而成，制梁平臺通過L1#臨時墩與0#臺搭設支架體系。并分別在L1～L7 臨時墩及1#～2#永久墩頂部設置導軌梁。

（3）箱梁頂進作業采用4 臺噸位為500 t 全自動頂進千斤頂。箱梁頂進前，應先完成箱梁預制，待箱梁混凝土強度達到設計要求后開始張拉施工，并完成孔道壓漿，待滿足頂推要求后開始頂推作業。頂進過程中嚴格控制軸線位置及偏差，確保箱梁精準就位后，再完成落梁加固[4]。

3 箱梁頂推施工技術要點

3.1 施工特點

該橋梁工程整體頂推長度為70 m，結構形式為混凝土預制箱梁，其頂推噸位高達4 800 t，施工區域下方存在大量交通基礎設施，防止橋梁傾覆是施工中質量控制的關鍵環節。因此，頂推過程中應采取科學有效的防傾覆措施，并實時進行限位糾偏，最大限度確保施工安全。

主橋梁段存在部分弧形結構，對制梁平臺及臨時墩布設具有較高要求。同時，因梁體體型龐大，噸位較重，考慮起重機械限制，采用分段制作，因此對現場散拼施工提出了更高的要求。

3.2 頂推施工要求

箱梁頂推施工質量與其自身結構形式及周圍環境密切相關，實際施工中應注意以下幾個方面：

（1）預應力箱梁跨越鐵路，周邊高壓線路密布，其距10 kV 高壓線最近處僅2 m，對施工安全、進度均提出了較高的要求。

（2）實際施工時，應對臨時墩水平方向荷載作用進行科學控制。

（3）箱梁頂推作業時，其腹部位置承受荷載作用最大，因此頂推設備必須具備較強的支反作用調節功能。

3.3 頂推施工關鍵技術

（1）箱梁頂推作業采用多點頂推施工，頂推過程中實時監控梁體偏差，并及時調節壓力進行糾偏。此外，根據臨時墩承受豎向荷載作用情況，對各點頂推壓力進行科學調整，以有效降低臨時墩承受的水平荷載作用[5]。

（2）頂推過程中應實時監測梁體中線偏差及墩頂豎向位移量，確保偏差處于允許范圍內，若偏差過大，及時采取措施進行調整。

（3）頂推作業時出現偏差，采用滑移同步糾偏措施，其技術要點如下：①保證各液壓爬行器受力均勻；②各頂推位置同步受力；③實時監測頂推過程梁體偏差，一旦超出規定值，及時進行糾偏處理。

（4）加強臨時墩水平位置及沉降監測，確保臨時墩穩定、可靠[6]。

3.4 頂推施工流程關鍵點

（1）臨時墩布設：①該橋梁頂推作業時，為避免主梁末端懸挑過長，確保其受力平衡，結合現場實際情況，在箱梁頂推區域布設L1～L7#臨時墩；②L1～L5 由混凝土制作而成；L6～L7 則為鋼管材質；③對各墩頂部高程實施嚴格監測，將其始終控制在設計標準的?20～0 mm范圍內；④鋼管墩根據鋼結構設計標準實施質量控制。

（2）頂推作業時，為實現墩身有效連接可通過桁架梁輔助施工，其施工要點如下：①桁架梁為三角形，其高度為1.5 m，沿橋梁方向節長為2 m，主管中心距1.2 m，管徑299 mm，壁厚10 mm，材質為鋼管；②墩身桁架布設時，先將法蘭端固定牢固，然后頂緊進行末端焊接，確保墩身桁架能有效傳遞橋墩變形產生的荷載，起到約束其變形的作用。

（3）滑道設置：①滑道主要包括墩頂導軌梁及壁厚2 mm 鋼板兩部分，鋼板表面應光滑、平整，其粗糙度不得超過Ra12.5 μm；②導軌梁長寬分別為3 100 mm、800 mm，在其上方安裝尺寸為30 cm×40 cm×3 cm的耐磨橡膠滑塊，強度應高于30 MPa。

（4）導梁安裝：①導梁安裝工序包括安裝導梁、頂推鋼束穿束、布設橫向限位器等；②該箱梁頂推時在其上部安裝長37.5 m 的導梁，分四節安裝，長度依次為7.5 m、5 m、12.5 m、12.5 m；③導梁主要由鋼板制作而成，并進行平聯組合。

（5）導梁預頂：①在正式頂進前，應先對導梁實施頂進作業，保證其不會出現變形和破壞；②先于1#墩位置進行導梁頂進，施加200 t 牽引力，確保兩邊同時頂進；③對導梁受力情況進行檢測，獲取試頂數據，并進行綜合分析。

（6）試頂：①試頂前應先啟動主控臺和泵站電源，通過主控站調節千斤頂運行狀態，試頂長度以0.5 m 為宜；②試頂時若出現異常狀況應立即停止頂進，待故障排除后再進行頂進。

（7）正式頂推：①采用手動模式。油泵控制人員嚴格按照主控臺操控者信號完成溢流閥壓力調整，啟動“前頂進”程序后，對30%、50%、70%、80%、85%、90%、95%、100%頂推力作用下各結構變形情況實施檢測，出現問題及時處理；②若主梁軸線發生偏離，應及時采用導向、限位功能，進行糾偏處理。

（8）落梁就位：待永久墩支座安裝完成后，及時進行箱梁落梁作業。落梁過程中通過16 臺500 t 千斤頂輔助施工，確保落梁位置準確。

3.5 質量及安全保障措施

（1）在檢測施工材料的質量時，應當嚴格按照各項指標，對原材料質量及規格進行全面檢測，盡可能選擇有質量保障，生產規模較大的實力材料生產廠商，并建立長期合作關系。加強進場原材料檢查，對進場原材料嚴謹核對出廠證明，嚴格執行現行原材料試驗規程、技術規范的指標，對每批次材質合規性進行核查，按頻率進行抽樣檢查，嚴禁不合格產品進場，確保項目質量達標[7]。

（2）建立健全質量控制體系。設置項目經理為質量控制小組的主要負責人，組建包括總工程師、技術員、現場施工員、施工班組負責人等人員的專業技術團隊，合理分工強化職責，及時發現并解決問題，進一步提高技術交底工作的效率。

（3）完善質量監督體系，落實責任人，強化施工質量監督人員的責任意識。質量員作為現場施工的監督員，需具備足夠的質量管理意識，嚴格遵循質量管理要求開展施工檢驗。針對核心的施工工序，施工質量監督人員必須全程旁站施工，科學指導施工，有效確保施工質量，如發現施工質量問題需第一時間上報，采取措施糾正。

（4）質檢人員在項目建設過程中，應加強施工過程管控，針對施工中出現的不合格行為，應及時進行制止，并要求整改；針對施工中的關鍵控制點，應加大旁站、巡視力度，確保工程建設質量滿足規范及設計標準要求。

（5）為保障安全監督檢查的效果，項目施工安全管理部門需合理安排施工安全管理工作，科學分工，提高施工安全管理效果。組建施工安全管理小組，施工現場需安排工作細致認真的施工安全員，全面提升安全管理質量，嚴格根據現場實際狀況，開展安全管控工作，確保各施工人員嚴格按照安全操作規程進行現場作業，有效降低施工風險[8]。

（6）認真開展施工安全教育培訓。現階段，很多施工管理人員的安全意識及專業素養有待提升，有的缺乏足夠的施工安全管理知識，甚至很多專職施工安全員實踐經驗嚴重缺乏，在施工實踐中無法做到及時準確地識別安全風險源，不能針對安全風險進行動態管理。因此，需重視施工安全員的安全教育培訓，提高其施工安全管理能力及執行力度，確保各項安全管控制度得到有效落實。

4 利用計算模型進行受力分析

控制工作實施的初期階段，應結合設計指標及施工方式，通過分析計算橋梁結果和校核設計成果對施工中存在的偏差實施分析和控制[9-10]。

（1）通過Midas Civil 有限元模擬系統，并結合橋梁實際施工情況，對施工過程中橋梁受力狀態展開模擬分析。首先按照施工及設計標準，通過計算得出各種狀況下橋梁截面應力及變形指標，并結合設計相關參數實施計算分析。計算時應全面考慮施工中存在的臨時荷載作用及預應力張拉等因素。

（2）施工過程模擬計算時按照施工方式、永久墩和臨時墩受力情況、施工荷載等設計指標，而應力監測及撓度控制則按照施工過程中撓度及內力得出理論計算結果。通過誤差分析，可有效確保頂推施工的安全性、高效性。其頂推施工時計算模型如圖1 所示。

圖1 頂推施工階段計算模型

（3）頂推計算時，以頂推1 m 為一個施工步驟，全程0～95 m，準確計算出各步驟下導梁、主梁、主墩、臨時墩等各斷面應力及變形量，其應力及變形最大位置則為頂推控制斷面，該斷面施工步驟即為頂推施工時的最不利工況，其控制應力及控制工況如表1 所示。

表1 頂推過程中重要構件的控制應力與控制工況

5 結論

綜上所述，預應力箱梁頂推施工技術對我國交通運輸及橋梁工程建設發展具有極為重要的作用。傳統橋梁施工時，通常因施工技術限制造成橋梁失穩和傾覆，嚴重威脅施工安全。為此，該文結合傳統橋梁施工技術，針對連續箱梁橋頂推施工技術展開綜合探究，分析總結了其施工技術要點。針對跨越現狀鐵路線等復雜環境下的橋梁施工，箱梁頂推技術是最為科學高效的施工方式。采用此技術能有效降低對現狀交通的影響，并能顯著提高施工質量和施工安全，具有較強的經濟性和可行性。