連續梁頂推施工方法在水利橋梁施工中的應用

戴鵬程

（安徽建工交通航務集團有限公司，安徽 合肥 230000）

頂推式橋梁技術在橋梁施工中具有不可替代性，頂推式技術的科學應用是確保工程質量的重點。對大跨度連續梁而言，滿堂支架法、懸臂法、頂推法以及活動式模型法等是常用的施工方法。尤其是當穿越深谷，交通無法中斷，建筑物拆除困難時，頂推施工方法可以高效地完成穿越作業而不會對橋梁現狀造成影響，同時還能減少對施工場地的占用，減少高空作業的風險，確保施工安全可靠。

1 連續梁頂推技術的施工方法

1.1 按頂推的動力裝置的數量分類

1.單點頂推。單點頂推法橋梁施工中經常用到頂推設備，頂推設備主要集中于主梁附近預制區一橋臺或者墩臺處，前方樁基有滑塊支撐。該方法操作簡單，對設備要求低，但是存在著動力強，橋墩所受壓力高等問題。具體來說，單點頂推法采用推拉機構將橫向起重器，用于箱梁兩端預制梁的頂向推力，再由縱橫向提升千斤頂逐步推動梁段。整個作業過程由上梁、上吊、豎直上下移動、上提式起重器柱塞棒收回，幾個環節組成。在這一過程中，需要注意頂推器重心因為在工作臺后方，滑座裝在前支座，為確保施工的順利進行，滑座需在不銹鋼薄板上滑行，從前面滑出，并由滑道后給予下一滑塊。該設計使施工過程更順暢，還能確保推力精確傳遞[1]。

2.多點頂推。多點頂推法作為工程施工技術之一，以橋墩上裝一副小噸位水平千斤頂為核心原理。與傳統單點鼎力方法相比較，多點頂推法是利用分散力作用來達到使橋梁受到更加均勻分散鼎力目的。這種方法的關鍵在于使各等級千斤頂同步工作。為此，相關人員設計出了液壓與電路結合的控制系統，用于集中控制與分級調壓。該控制系統同時具有起動，向前運動及停止運動的功能，保證了施工過程順利實施。通過該控制系統，施工人員可按需靈活控制各水平千斤頂升降速度及高度，從而達到最優施工效果。為保證工程施工安全，各單位及觀測站還要安裝緊急制動鍵。這樣，每當出現意外情況時，施工人員只要按動任何緊急制動鍵，就可以馬上打斷各單元的作業。該緊急制動機制能有效地降低事故發生率，確保施工人員及設備安全[2]。

1.2 按頂推方向分類

1.單向頂推時。單向頂推施工方法簡便，效果好。該方法先將承重梁架設于橋梁一端，分段施工至全橋就位。多層頂推式連桿結構則需臨時聯結構件，并待所有橋身到位后方可拆除。單向頂推具有施工過程相對簡單，可采用分段施工方式達到橋梁竣工目的等優勢。但該方法亦有其局限性，如多層頂推連桿結構需增加聯結工作和待所有橋身到位后方可拆除等。

2.雙向頂推。與單向頂推相比較，雙向頂推施工方式較為復雜。該方法是在橋梁兩邊平臺后面裝置梁臺，同一時間內先完成預應力混凝土部分施工，再連續頂推。采用雙向頂推施工時需先解決兩根梁柱就位前導向梁的處理。其原因是雙向頂推時，需將制梁臺架設于橋梁兩側臺基之上，這些制梁臺基需借助導向梁，才能正確地進行定位與導向。雙向頂推具有能提高施工效率和減少工期等優點。采用同步施工、連續推進等方法能夠較快完成全橋施工。但雙向頂推還需要在施工時慎重對待導向梁，保證橋梁精確定位及穩固性[3]。

2 連續梁頂推施工方法在水利橋梁施工中的應用分析

2.1 在連續梁項推施工遇到的問題

梁頂推技術應用于連續梁的施工具有明顯的優越性，但在實踐中也面臨著一定的問題。其存在的主要問題如下：（1）不恰當的管理箱體的移動范圍，會造成推移過程中的位移過大，給安全造成風險。若管理箱體運動范圍設定不合理，可能會造成推力作用在橫梁上時，橫梁位移超過期望范圍，從而給整體結構穩定性與安全性帶來不利影響；（2）彎曲導向梁給橋墩和滑道梁之間的連接帶來困難，進而削弱其作用，造成某些結構受壓。通常連續梁的施工，采用彎曲導向梁對梁體推進方向進行導向，從而保證梁體位置與姿態的正確性。但由于設計或操作失誤等原因，橋墩和滑道梁可能會出現難以連接的情況，從而影響導向梁作用的發揮，繼而使某些結構受到壓力，安全風險加大；（3）對橋墩預拱設計的忽視還會帶來一系列的問題。橋墩作為支撐梁體最主要的結構，若設計時忽略預拱的設計，橋墩在受到荷載時可能發生沉陷。這樣會使橋面產生變形和產生過大應力，繼而產生安全風險。所以，在進行連續梁的施工時，需要對橋墩預拱設計進行充分的考慮，這樣才能夠保證其承載能力以及穩定性，進而保證整體結構的安全[4]。

2.2 在連續梁項推施工遇到的問題的原因分析

鋼箱梁變形是工程進展受阻的一個主要因素，該問題來源于三個方面：一是上下游兩側頂板不能同步頂向運行，造成頂板處，鋼箱梁受力不均。這種不均衡力的分布使鋼箱梁的應力分配發生偏離，導致變形問題。二是鋼箱梁導引體系缺乏剛性，不能對梁體移動進行有效控制。導引體系具有為梁體運動提供支持與導向的構造作用，但因剛性不足導致導引體系不能完全發揮應有的作用，從而使鋼箱梁得不到有效約束與控制。這樣就造成鋼箱梁移動時產生不規則振動與變形，使工程難以進展。三是工程推進平臺中滑塊剛性過低，也是造成鋼箱梁產生變形問題的主要原因。滑塊受壓時易因剛性不足而產生大變形，該變形造成平臺表面凹凸不平，極大地影響整體工作開展。同時，滑塊剛性不足會給鋼箱梁穩定性帶來不利影響，使之更易變形[5]。

2.3 在連續梁頂推施工中遇到的問題的解決措施

在進行連續梁頂推施工時，如遇下列3 個問題造成較大變形時，可采用不同處理方法：（1）若上下動作無法同時完成，則可能由起重設備故障引起。需與設備制造商技術檢查以查明故障原因，及時維修；（2）為保證各倉垛千斤頂能夠在同一時間內充分頂升，可建立壓力相同的液壓泵站，并通過對液壓系統壓力進行統一控制，使千斤頂能夠同步運行；（3）若定位限位體系剛性量較低，易造成位移超過可接受范圍。此時可考慮采用新型大剛度型鋼替換以增加限位體系剛性，進而約束梁體位移。

對滑動板變形問題，可通過下述兩種途徑解決：（1）若滑動板變形，可考慮用大功率千斤頂取代原滑軌。利用千斤頂受力調節滑動板外形恢復正常；（2）滑道發生形變時，可把滑道頂端整平，在滑道上安放新鋼板。同時應保證新建鋼板與滑道銜接好，保證滑道穩定可靠，從而有效地解決了滑動板變形問題。

2.4 橋梁施工中連續梁項推的施工要點

1.預制場的確定。采用頂推技術時需慎重考慮預制場布置和梁體內節段長度是否合理。通常情況下，頂推通常采用兩種方式：一種是在工廠預制后再把半成品運至橋梁；另一種是頂推橫梁預制區。從交通狀況考慮，一般選后一種為首選方案。首先要建立預制場作為臨時施工場地，制作預制箱及安裝頂板。預制區設置在橋墩后，應注意約束預制區寬度不得大于梁長三倍。開工前必須保證千斤頂及滑動設備安裝無誤，待柱子抵頂后再進行后續灌溉。施工時，需盡量避免梁段高度變化，保證梁段端部不會出現轉彎。梁節流到主跨距前必須保證轉換孔洞位置，才能保證施工質量安全[6]。

2.滑道及側限準備。頂推作業時須特別注意滑道高、水平度。滑道作為支撐與導向滑動軌道的主要部件，其穩固性與平整度對工程安全與成效起著關鍵作用。第一，滑道高度要求控制準確。太高或者太低均會造成滑動軌道和滑道不配合，影響施工順利進行。所以在滑道安裝前，必須認真測量并加以調整，以保證滑道的高度能與滑動軌道配合得盡善盡美，以免出現偏差。第二，滑道水平度亦很關鍵。若滑道不平，則會造成滑動軌道運行時的抖動或擺動，加大了工程事故的危險性。滑道平整度要保持在1 mm 范圍內，要求采用專業測量工具與技術才能準確地檢測與調節。只有保證滑道水平度滿足要求才能保證頂推作業安全平穩進行[7]。

3.梁節段的預制。預應力分段作為一種高級施工技術，通過給結構構件預先加拉力，使其在服役期間承受較大荷載。該技術應用范圍廣，特別適用于大型橋梁，高層建筑及水利工程。采用預應力分段技術能夠增加結構承載能力、延長其使用壽命、并減小其變形及裂縫。所以說預應力分段是工程建設當中至關重要的一環，其中任何一點疏忽都會造成整個項目的失敗。預制工作時選擇具體位置作業，其目的在于便于施工人員進行操作與管理，并能集中資源提高工作效率。與此同時，梁節制作時，還應按廠方要求設置臨時廠房及起重機。臨時廠房能夠為預制件提供合適的工作環境，以防止其受到外界干擾與污染；起重機安裝，便于預制件離開生產線和現場安裝等。為保證構件精度，加速預制時間，可將鋼板用作預制件。鋼板力學性能優良，化學性質穩定，可提供較高準確性及穩定性。

4.頂推施工。采用頂推法施工需綜合考慮各方面因素：（1）靜阻力系數這一重要參數反映梁體與滑板間摩擦力的多少。靜阻力系數較大時，作用于梁的壓力較大，梁移動難度較大；（2）動力摩擦系數。動力摩擦系數是梁體運動時摩擦力的大小。由于運動時間較長會使摩擦系數降低，所以當梁體運動時，必須對所加壓力進行實時調節才能保證梁體能順利而連續的移動；（3）采用頂推法時，支點反作用力作用于梁上也應予以考慮。支點的反作用力即梁體作用在支點上的作用力，這種作用力能影響梁的穩定與安全。所以，必須經過準確分析計算才能確定支點位置及反作用力；（4）為使梁體在施工全過程中處于穩定狀態，必須及時采取各種措施以減少梁體與滑板間摩擦。常用的方法是采用聚四氟乙烯（PTFE）橡膠墊圈。PTFE 橡膠墊片耐磨性非常好，摩擦系數較小，能有效降低摩擦力以確保梁體運動順暢。

采用頂推法時，需做各種試驗以保證頂板精度，比如檢測梁身中軸線定位是否正確。梁身中軸線指梁身中心所在直線與梁身重心位置相對應。只有梁身中軸線定位準確，才能夠確保梁體移動平穩均衡。此外，還要對各橋墩進行偏斜檢測。橋墩偏斜，即橋墩與水平面之間的夾角。若橋墩偏斜過大會造成梁體失衡，從而影響頂板施工效果。所以，頂推法施工期需及時發現橋墩偏斜現象并采取適當措施加以調整[8]。

5.落梁。落梁作為頂板工程中最后一個環節，標志著建筑或者橋梁整體工程即將結束。在項目進入這一階段后，工人把預制橫梁抬高到預設的高度。這個過程一定要謹小慎微，保證橫梁能被精確放置到位置上。為達到此目的，施工人員需將臨時設備拆卸下來，對支架和橫梁自身進行固定。這些程序也許看起來很容易，但是在整個程序中卻很重要。整個項目只有經過這個階段的建設才能順利收尾。承重梁放下就位前，橋墩位置測量是不可缺少的一環，該環節的目的是證實橋墩有無沉陷等現象。若這時發現異常，施工人員需馬上采取維修或者處理措施，保證結構穩定安全。除上述任務外，最后一次清理是至關重要的。頂板工程完工后，施工區域內一般都會出現一些凌亂的殘渣或者廢棄材料。為了保證施工區域整齊、安全，必須對這些廢物進行清理。

3 結束語

水利橋梁施工中運用連續梁頂推施工方法，給水利橋梁建設帶來了全新的生機與效益。通過這種施工方法可以有效地減少水域受到的擾動，降低水利工程受到的沖擊，也可以提高工程建設的效率以及質量。但在實踐中還需克服許多困難和挑戰，如施工材料選擇，環境保護和安全生產。所以，在以后的水利橋梁施工中還需更加深入的研究以及實踐經驗的積累，進一步提高水利橋梁工程連續梁頂推施工水平，為水利工程建設的質量與速度提供更多的可靠保證。