頂推滑移法在鋼結構橋梁施工中的應用

夏 輝 劉國峰

（黃岡職業技術學院，湖北 黃岡 438002）

0 引言

隨著交通建設的快速發展，大量橋梁工程采用鋼結構作為橋梁的承重結構。鋼結構橋梁的梁、腿或者墩臺組成剛性連接，該類橋梁可分為斜腿剛構橋、T型剛構橋以及連續剛構橋等[1]。該類橋梁在施工過程中，只需對制作完成的單個構件進行拼裝即可，可依據設計需求形成不同荷載[2]、不同跨徑大小的裝配式鋼結構橋梁。其在拼裝過程中，通常采用吊裝法完成施工，但是該施工方法對于施工場地和施工環境有一定要求[3]，需保證場地寬敞，并且沒有吊裝重量限制；但是在架設過程中鋼結構橋梁通常需跨越河流或者既有線路等[4]，此時無法采用吊裝法進行鋼結構橋梁施工，為保證橋梁的施工效果，頂推技術被大量研究和應用[5]。頂推技術主要用于等高度、直線鋼箱梁的安裝，如果鋼箱梁的安裝高度存在變化[6]，則頂推技術的施工效果無法滿足施工標準?；诖?，在頂推技術理念的指導下研究頂推滑移法進行鋼結構橋梁施工有著十分重要的價值[7]。本文以某地區特大橋工程為例，探討頂推滑移法在鋼結構施工中的應用，并分析該方法的施工效果。

1 工程概況

某地區特大橋工程整橋長度為 568m，全橋跨越湖泊，橋梁的上部分結構以連續預制T型梁為主，單幅橋面寬度為20.5m，其橫向主要采用9榀T型梁。T 型梁在預制場所進行預制完成后，運輸至施工現場。主橋樁基主要采用群樁基礎以及高樁承臺，三跨變截面連續鋼箱梁，其長度為153.5m，主橋采用左右非對稱設計，左右兩幅間隔距離為22m。鋼結構橋梁平面結構如圖1所示。

圖1 鋼結構橋梁平面結構示意圖

對施工環境和施工場地進行考察后，選擇頂推滑移法進行鋼箱梁施工，保證橋梁施工的順利完成。

2 頂推滑移法在鋼結構橋梁施工中的應用

2.1 施工工藝流程

采用頂推滑移法進行連續鋼箱梁施工時，主要以滑動裝置或者臨時支撐結構控制橋梁重量；再利用千斤頂等滑動裝置提供推力，以此完成鋼結構橋梁施工。

結合工程設計方案、施工環境和施工標準，設計基于頂推滑移法的鋼結構橋梁施工工藝，利用該施工工藝完成連續鋼箱梁的頂推施工，整個施工工藝流程如圖2所示。

圖2 基于頂推滑移法的鋼結構橋梁整體施工工藝流程

2.2 頂推滑移系統設計

頂推滑移系統主要采用液壓頂推器作為滑移驅動裝置。該頂推器屬于組合結構，主要包含兩個部分，一是水平滑移裝置，二是滑移頂升裝置；兩種裝置由液壓缸進行驅動，頂推滑移系統結構如圖3所示。

圖3 頂推滑移系統結構

（1）水平滑移裝置：該裝置主要是為滑移引起的水平摩擦提供驅動力，裝置的兩端分別連接反力裝置和滑移頂升裝置，前者的連接采用鉸點的方式。

（2）滑移頂升裝置：該裝置的主要作用是承擔滑移時結構的自重荷載。

采用頂推滑移法在進行連續梁施工時，主要采用 頂、推、降、縮四個交替步驟完成，總體來說先將主橋頂起，在該過程中頂升和平移氣缸向前推進，推進程度為一個行程；主橋整體下降至臨時支撐上，與此同時進行油缸推動，推動完成后再將其收回，完成一個行程的頂推，并進入下一個循環。重復上述頂推過程，直至將主橋架推送至設計位置。

2.3 滑塊設計

在頂推滑移施工過程中，主要依據滑道和滑塊完成主橋的頂推，滑道安裝在滑道梁頂面，主要采用滑道板和熱軋不銹鋼復合板組成，并采用焊接的方式完成兩者之間的連接，以此可有效避免在滑塊支點反力較大時發生起皺現象。

為滿足橋梁變高情況下的鋼結構橋梁施工效果，文中主要設計兩種滑塊用于進行不同需求的頂推施工，分別為支架箱型滑塊和墩旁托架滑塊。

2.3.1 支架箱型滑塊

結合經濟性、施工便捷性，滑塊主要以Q345B鋼板為主，采用焊接的方式連接，其主要是采用上下兩個高度相等的箱形滑塊組合的方式，并利用螺栓完成兩者之間的連接，其結構如圖4所示。

圖4 支架箱型滑塊結構

2.3.2 墩旁托架滑塊

該滑塊在設計過程中，由于支點反力較大，因此采用鑄鋼鉸接方式，將鑄鋼抄墊布置在滑塊上方，布置方式為縱橫交錯；滑塊和抄墊使用的材料均為ZC275-485H，并將鋼絞線嵌入滑塊內，采用厚橡膠墊布置在滑塊頂部，以此實現斷面三桁抄墊高差的協調補償；除此之外，在滑塊底部設置MGB滑板，以此和復合板之間形成摩擦副。墩旁托架滑塊結構如圖5所示。

圖5 墩旁托架滑塊結構

2.4 連續鋼箱梁滑移施工

完成滑道和滑塊的設計和安裝后，進行鋼箱梁滑移施工，采用吊裝運輸將鋼箱梁節段吊裝置滑到梁位置上，并沿著滑移軌道進行鋼箱梁滑移，重復上述過程，直到完成左右兩幅邊跨的鋼箱梁安裝，在滑移過程中需對滑移速度和泵站壓力進行控制，如表1所示。

表1 滑移速度和泵站壓力控制

左幅邊跨鋼箱梁節段全部頂推滑移施工后，將左幅中跨臨時支墩作為承重梁，并移動浮吊船將左幅中跨其他鋼箱梁節段吊至承重梁上，并采用依次交替的方式完成兩側梁端施工。完成兩側施工后，進行鋼箱梁節段合龍以此完成整橋的滑移拼裝。按照表2的要求檢驗鋼結構橋梁各個構件的施工效果。

表2 鋼結構橋梁施工檢驗標準

3 性能計算與測試分析

3.1 性能計算

完成鋼結構橋梁施工后，對施工后的橋梁性能進行計算，文中主要針對橋梁承壓情況（采用受壓面積衡量承載力使用率）Z、抗彎強度δ以及撓度?Y進行計算，其計算公式分別為：

式中：

Z——承壓面積；

Y——橋梁壓力標準值；

U——荷載計入沖擊系數；

E——鋼材料的彈性模量；

I——截面慣性矩；

q——均勻荷載；

l——鋼箱梁長度；

Mmax——最大彎矩結果；

p——鋼材重力；

M——彎矩；

Wmax——撓度強度倒數。

3.2 測試分析

為分析鋼結構橋梁施工后的性能，對成橋后鋼箱梁承載能力和穩定性進行分析，主要分析不同荷載作用下，鋼箱梁的承載力使用率、鋼箱梁截面的最大和最小彎矩結果，如表3和表4所示。

表3 承載力使用率測試結果

表4 鋼箱梁截面的最大正、負彎矩結果

從表3和表4可知：采用頂推滑移法進行鋼結構橋梁施工后，鋼箱梁在均衡荷載和不均衡荷載下的承載力較好，承載力使用率均在70%以上，表示鋼箱梁施工后，能夠充分利用自身的承載能力，施工效果較好；鋼箱梁截面的最大正、負彎矩結果均在允許的標準范圍內，成橋后穩定性較高。

4 結束語

橋梁工程施工時，如果施工環境以及施工場地具有顯著的局限性，則無法采用吊裝法完成橋梁施工。因此，為保證鋼結構橋梁的施工效率和質量，本文以某鋼結構橋梁工程為例，研究基于頂推滑移法的鋼結構橋梁施工技術，并對該技術的施工效果進行相關測試。測試結果顯示：該施工方法具有較好的應用效果，能夠在局限性的施工場地下完成鋼結構橋梁施工；并且，施工較為便捷，可極大程度保證鋼結構橋梁的施工效果，確保成橋后的穩定性和承載性，為相關工程施工提供參考。