鋼箱梁橋梁頂推施工關鍵技術研究

陽志燦

（長沙華南土木工程監理有限公司，湖南 長沙 410015）

自從改革開放以來，我國道路橋梁工程行業的發展也取得了非常顯著的成效。道路橋梁工程業務量持續增加的同時，相關部門對道路橋梁工程施工關鍵技術要點的重視程度也隨之越來越高。關鍵施工技術在實踐應用的過程中，不僅得到了檢驗和完善，而且推動了我國道路橋梁工程施工技術的創新發展，促進了道路橋梁工程整體施工質量與效率的全面提升。所以，道路橋梁工程施工企業，必須緊跟行業發展的腳步，熟練掌握鋼箱梁頂推施工技術的關鍵點，充分發揮鋼箱梁頂推施工技術應用時具有的無須大型起吊設備、工廠化制作以及各個構件質量高的優勢，嚴格按照道路橋梁工程施工的要求，制定科學合理的施工方案，確保道路橋梁工程建設的順利進行。

1 鋼箱梁橋梁頂推施工技術要點

橋梁鋼箱梁頂推施工技術在實際應用過程中，要求施工人員必須以橋梁總線方向為基礎，分別在臺面、后面等位置設置分段預制橋梁體，然后采用千斤頂輔助的方式進行縱向張力拉伸施工。簡單地說，就是通過將橋梁錯位的方式，抵消前后的拉力，保證條例縱向張力拉伸達到設計標準。頂推施工技術也就是借助頂推力作用，完成相關操作，如果橋梁梁體受到了外力作用和影響，滑道在向前移動的過程中，利用其產生的摩擦力完成鋼箱梁的頂推施工，以確保橋梁工程建設施工的順利進行。

1.1 工程概述

清平高速公路北段工程位于深圳市中部北部，路線呈南北走向，工程起于已建成的金龍立交收費站（K16+188），向北跨越平大路，沿環觀南路預留中央分隔帶平行高架，跨越高爾夫大道，至外環高速公路塘背立交，路線總長約6.5km。其中主線及收費站均為橋梁段；高爾夫立交北側A、B 上下匝道大部分為橋梁段，接順地面位置為路基段；塘背立交匝道大部分為橋梁段，局部為路基段。

1.2 施工方案

鋼梁均采用全焊鋼梁，單箱兩室斷面，其中鋼箱部分寬12.00m，兩側挑臂與預制裝配式箱梁保持一致。鋼梁兩側挑臂根部高56.8cm，端部高21.6cm。橋梁中心線處縱向主要間距約2m 左右設置一道橫隔板，在兩側對應的位置設置挑梁。為保證外形美觀、內部防銹，挑臂梁下翼緣之間采用薄鋼板焊接封閉。考慮結構特點，盡量避開支座、跨中區域和結構，同時綜合考慮運輸、吊裝施工情況，將鋼梁分成36 節段制造出廠，在現場吊裝并調整好相對位置和高程后將節段間橫縫焊接成整體。鋼梁的頂板兼做橋面承重結構，按正交異型板設計，板厚為16mm，頂底板上的縱向加勁肋采用“T”形開口肋。頂底板上的縱向加勁肋在支承橫隔板處全部或部分斷開。箱內縱向每2m 左右設置的橫隔板，中間開設人孔，支點處設支承橫隔板，支點橫隔板在支點處設豎向承重加勁肋。所有的橫隔板和支承橫隔板均按平面曲線徑向布置。為改善箱體內防腐條件，鋼梁為全封閉構造。

1.3 方案對比

（1）根據橋梁工程項目建設的實際情況，施工企業從眾多頂推施工方案中選擇了單側頂推與兩側頂推兩種備選方案，通過對兩種頂推施工方案在綜合成本、可靠性、施工控制、工期等各方面因素的對比分析后，確定單側頂推施工方案為該橋梁工程鋼箱梁頂推施工的最終施工方案。（2）推進工藝明確后，施工企業為了保證頂推作業與駁船運輸的密切配合，經過實地勘查后發現，橋墩附近水位滿足駁船通航要求。（3）如果施工企業采取由西向東的順序開展鋼箱梁頂推作業時，應該將頂推作業的平臺搭設在墩附近，將鋼箱梁直接吊裝至頂推平臺上，為后續鋼箱梁頂推安裝作業的有序進行做好充分準備。（4）如果施工企業采取的是由東向西的頂推作業順序，則應該在墩附近搭設頂推平臺，通過對兩種頂推順序優劣勢的綜合對比分析后，最終才確定由西向東的頂推施工方案作為該橋梁工程的鋼箱梁頂推施工方案。

1.4 施工布置

此次頂推施工為二次累積頂推，即第一次拼裝完成向前頂推一段距離后，再拼裝后續鋼箱梁成整體后進行頂推施工，直至鋼梁整體頂推至設計位置，支架布置如圖1。

圖1

（1）由于大體量鋼箱梁頂推施工技術在我國橋梁工程建設中的應用較少，因此施工企業在充分考慮該橋梁工程項目鋼箱梁體量較大的同時，為了確保鋼箱梁頂推作業的安全順利進行，采取了搭設多點頂推架的方式，通過在各個橋墩之間搭設臨時支撐段的方式以確保該橋梁工程建設施工的順利進行。（2）臨時支架采用塔架標準節形式，標準節主肢截面為圓鋼管P168×10，橫桿截面為角鋼L90×8，斜桿截面為角鋼L110×10，材質均為Q345B。頂部分配梁采用H440×300×11×18mm 型鋼，材質Q235B。（3）頂推牽引系統。由于該橋梁工程建設施工過程中，采用的鋼箱梁體量較大，所以，為了有效提升鋼箱梁頂推的效率，施工企業采取了多點頂推施工工藝，將頂推千斤頂分別布設在永久橋墩與臨時支撐段之上，然后在頂推作業開始前，在鋼梁底上焊接反力支座，為后續鋼箱梁頂推作業的順利進行做好相應的準備工作。

1.5 施工控制

1.5.1 鋼箱梁頂推線形的主要控制方法

在頂推施工過程中，由于鋼箱梁兩側有可能會出現頂推作業不同步的現象，這種不良現象會影響橋梁軸線的精準度，使橋梁水平線形不符合設計標準要求。為了有效解決這個問題，施工人員要嚴格控制頂推作業的同步性，并不斷提升千斤頂施力的精確性，還要對橋梁軸線的具體偏移情況展開全面監測，如果發現偏移誤差超出了規定范圍，就要采取相應的措施進行糾正，讓軸線保持較高的準確性。由于鋼箱梁頂推施工作業過程中，線形控制質量對成橋線形與結構內應力水平有著決定性影響。所以，施工企業必須在鋼箱梁預制、頂推作業過程中，采取有效的措施控制成橋線形，避免因為鋼箱梁頂推作業過程中出現問題，影響成橋線形質量。

1.5.2 鋼箱梁節段的線形匹配

在數據監測過程中，發現監測點處的支撐點出現了不均勻沉降的問題，必須及時采取有效措施進行加固處理，保證橋梁的對齊方式滿足橋梁工程的設計標準和要求。（1）主橋部分的鋼箱梁單體節段都是由工廠預制后直接運輸至橋梁工程施工現場進行現場拼裝焊接作業。（2）該橋梁工程建設過程中，根據理論線形計算節段理論的長度，由預制工廠按照理論節段長度生產短線加工臺座。（3）嚴格按照橋梁工程建設的要求，制定科學合理的鋼箱梁節段匹配策略，明確鋼箱梁節段匹配過程中的控制線與控制點。（4）嚴格按照節段匹配控制線與控制點設計要求拼裝焊接鋼箱梁節段。

1.5.3 現場頂推安裝各支點標高的控制

首先，施工企業在橋梁工程建設施工過程中，大多通過改變各個支點標高的方式調整和控制鋼箱梁線形控制標準，確保鋼箱梁支點的相對高程滿足鋼箱梁線形控制的要求，提高鋼箱梁安裝的質量和效率。其次，施工企業在鋼箱梁頂推作業施工開始后，應該合理地調整頂推作業平臺內的各個直營店，避免因為頂推平臺中的各個支點出現自然沉降或預制誤差等問題，影響鋼箱梁頂推作業的效果。

1.5.4 鋼箱梁梁面高程控制點

施工企業在橋梁工程建設施工過程中，必須制定科學合理的高層監測施工方案，才能在及時掌握高程高度變化與位移等動態數據的前提下，為施工企業調整和優化鋼箱梁頂推施工工藝和參數提供依據。鋼箱梁頂升作業期間，施工企業應該加強臨時支撐結構的控制力度，防止因為頂升墊梁頂面出現壓縮變形或沉陷等問題，影響鋼箱梁頂推施工的質量。（1）施工企業在鋼箱梁節段拼裝過程中，不僅要按照匹配控制的要求做好線形控制工作，而且還應借助相關測繪儀器觀察鋼箱梁的縱向高差，然后根據理論數值，控制鋼箱梁底面線形，才能達到有效提升懸索橋吊桿定位精度的目的。（2）通過對滑道高程的微調，平衡鋼箱梁預制生產過程中可能產生的誤差，確保全橋線形與鋼箱梁設計方案保持高度一致。

1.5.5 鋼箱梁平面軸線的控制

首先，施工企業在橋梁工程建設開始后，既要重視高程控制的重要性，而且還應通過對鋼箱梁平面軸線的有效控制，將鋼箱梁平面軸線的誤差控制在允許范圍內，避免因為鋼箱梁節段之間產生折線線形，影響鋼箱梁節段的匹配效果。其次，施工企業必須在預制鋼箱梁交付前，做好鋼箱梁梁體表面軸線控制點的標記工作，將鋼箱梁節段軸線與梁體軸線的安裝誤差控制在±2mm 范圍內。最后，鋼箱梁頂推作業過程中，施工企業必須合理使用全站儀等測量儀器監控鋼箱梁節段軸線，如果鋼箱梁出現了軸線偏差，必須立即糾偏，保證鋼箱梁頂推作業的順利進行。

2 鋼箱梁橋梁頂推施工問題探討

2.1 頂推同步性控制

鋼箱梁頂推施工過程中的一項重要內容就是同步性控制，為了進一步提升頂推作業的一致性，施工人員可以對千斤頂動作進行科學調節，從而有效避免結構偏轉等不良問題的發生。具體操作方法如下：在相同的支撐架上選擇一臺千斤頂，并將其設置為主動點，對這臺千斤頂的伸缸速度進行分析，根據分析結果科學調整千斤頂的動作速度，保證將全部千斤頂位移誤差控制在相關要求范圍內。如果發現某臺千斤頂的伸缸速度與其他千斤頂不一致，可采取合理調整比例閥流量的方式進行糾正。如果千斤頂分別處于不同的支撐架上，施工人員將主動點確定好后，需要根據其中一臺千斤頂的伸缸速度來調節其他支撐架上面的千斤頂動作速度。

2.2 溫度問題

在鋼箱梁頂推施工過程中，鋼箱梁的內力和結構會受到環境溫度的影響，可能會出現結構變形等不良現象，從而嚴重影響整個頂推施工環節的效率和質量。為了有效避免溫度帶來的不良影響，需要對晝夜溫差進行有效控制，施工單位可以選擇溫差幅度較小的時間段開展頂推施工作業。此外，還應做好環境溫度的監測工作，并科學選擇標高測量時間，從而最大程度保證頂推施工的準確性。

2.3 偏位問題

軸線偏位問題是橋梁頂推施工過程中常見的質量問題之一，所以軸線偏位指的是橋梁工程設計的縱向中樁與工程實際施工過程中橋梁結構的縱向中心位移量。如果橋梁工程施工過程中，橋梁樁基產生的偏心受壓過大情況，不僅會導致橋梁結構發生不良玩具，嚴重的還會出現箱梁頂推路線偏移、梁體失穩或局部受力過大等問題，影響橋梁工程的施工質量。對此，施工企業必須在橋梁工程施工過程中根據施工現場的實際情況，合理調整和優化工程施工方案，才能保證橋梁工程施工質量達到工程設計標準。

2.4 頂推不移動

頂推施工技術因為自身具有的顯著優勢，雖然被廣泛應用于橋梁工程的施工中，但是由于大坡度橋梁施工過程中，施工企業必須搭設數量不同的臨時墩輔助支撐，如果橋梁線性受到影響，施工企業必須及時調整頂推方案，坡度越大，調節高度越大，也就意味著工程施工難度與安全性越低。因此，頂推施工方法通常很少被應用于大坡度橋梁的頂推施工中。此外，鋼箱梁具有自身重量重、跨度大的特點，施工企業在鋼箱梁頂推施工過程中，線形控制的難度也相對較大。為了避免鋼箱梁頂推作業過程中出現頂推不移動的情況影響橋梁工程的施工質量，施工企業如果在橋梁工程施工過程中，發現鋼箱梁與導梁連接處發生變形或混凝土開裂等問題時，必須立即停止頂推作業，然后分析導致質量問題發生的原因，調整鋼箱梁頂推施工作業，然后再進行鋼箱梁頂推施工，才能達到有效提升橋梁工程施工質量的目的。

3 結語

總之，社會經濟的迅速發展以及橋梁工程項目建設數量的持續增加，對橋梁工程施工技術的創新發展提出了明確的要求。頂推施工技術作為當前橋梁工程建設中最常用的施工技術之一，該技術的應用對于橋梁工程項目施工質量的提升有著極大的促進作用。所以，施工企業必須在橋梁工程建設施工過程中，嚴格把控頂推施工技術，分析工程施工過程中可能存在的質量問題，更新和完善頂推施工技術，為我國橋梁工程建設事業的可持續發展奠定堅實的基礎。