鋼箱梁頂推施工技術分析

摘要 該文主要針對鋼箱梁頂推施工技術進行分析，通過案例分析法、理論研究法、資料調研法等展開具體化探索，結合相關案例來明確鋼箱梁頂推施工基本步驟，包括施工準備、鋼支架及基礎設計、鋼桁梁現場拼裝等，梳理各施工環節要點內容，提升對施工過程中的質量、安全控制，以此來保證鋼箱梁頂推施工穩定性。研究結果表明：嚴控鋼箱梁頂推施工流程，可為工程穩定推進奠定扎實的基礎，為施工過程增加一層保障，并為相關研究提供可靠參考。

關鍵詞 鋼箱梁；頂推施工；技術途徑

中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）19-0087-03

0 引言

該研究主要是關于鋼箱梁頂推施工技術相關研究資料的整合、分析，并提出新的技術應用方法，使其能更加契合工程項目特征。對比其他研究結果，該文直接結合相關案例推進施工操作，使得出的結論更具可信度、真實度，并能較好地引入到其他工程實際中，提升施工效果。

1 案例分析

該項目工程為某大橋A，已知橋梁A62～63橋墩為門式橋墩，上部柱是鋼結構、墩身混凝土結構，插入式連接，其中插接長度5 m，整體是混合結構，其中蓋梁是箱形鋼結構，梁高×梁寬（2.8 m×3.3 m）測量外輪廓尺寸，縱橋向厚度×順橋向厚度（40 cm×30 cm），參數詳情如下表1所示。鋼蓋梁工程以頂推法展開，在施工時需協調好各方關系，設定各階段作業時間，減少外界因素影響。

2 鋼箱梁頂推施工技術實施途徑

鋼箱梁頂推施工結構如下圖1所示：

2.1 施工技術準備

具體如下：

（1）運輸準備：在運輸作業前，檢查運輸路線上的涵洞、橋梁等結構，保證其承載能力、尺寸可讓各類構件、機械設備通過；設備進場時，清除路障、看管電纜，由專業人員負責指揮構件裝卸；進行支架下地基處理，達到技術要求；各項操作前，做好技術交底；制定吊裝方案，保證可靠、可行、安全。

（2）吊裝施工準備：方法如表2所示，保證吊裝穩步展開。

（3）頂推施工準備：結合場地條件設定頂推方案，盡量減少水上支墩數量、水上作業，針對設置鋼管樁的情況，橫推就位后布置足量臨時支墩，保證鋼箱頂推跨徑達到通航標準；在頂推長度相對較大時，綜合考慮鋼箱在懸鏈條上所處位置，選擇一端拉拔方式；在各墩頂鋼板胎架頂面標高布設在懸鏈條上時，進行臨時墩設計，考慮各墩可承載水平力，嚴控平臺上的拼裝線形，減少因線形誤差所引發的次內力；進行鋼箱頂推時，針對局部壓應力、拉應力，提前驗算，以防構件變形。

2.2 鋼支架及基礎設計

（1）設計思路：以混凝土擴大基礎為拼裝支架基礎，縱移基礎選擇長×寬×高（74.7 m×4 m×0.5 m）規格的鋼筋混凝土，并在下方回填磚渣、夯實處理，檢測地基容許承載力>108 kPa；所用鋼桁梁在鋼支架上完成拼裝，其中支架體系包括縱梁、橫梁、鋼管支架、基礎部分等，支架則包括水中支架、陸地支架，滿足不同環境所需[2]。

（2）陸地支架：準備16列鋼柱，布置鋼支架縱橋，4根鋼柱布置鋼支架橫橋，其中兩根為一組，每組側向長度、縱向長度分別為1.5 m、5 mφ609×12 mm螺紋焊鋼管，鋼管內部布置剪力撐，保證結構穩定、安全性。

（3）水中鋼支架：布置8列縱移支架，橫向單側3組一根，2 m間距，兩組間距16 m，單根鋼管樁35 m、柱底標高26 m，在鋼管樁間布設兩道上下間距2.6 m的剪刀撐。

（4）整體化設計：陸地鋼支架上布設45C工字鋼橫梁，水中鋼支架布設40C工字鋼橫梁，滿足不同需求，其中滑道梁按照箱式結構布置，岸上鋼支架縱移滑道高×寬（50 cm×60 cm），水中高×寬（70 cm×60 cm），布置在左、右兩側的縱梁距離16 m，鋼支架整體長度zljpKGG+zHIe0X3NTK3t7A==83.5 m，縱向、橫向采取平坡設計。

2.3 鋼桁梁現場拼裝

（1）導梁拼裝：在施工地面布置好若干高×寬（6 m×6 m）的導梁，按照既定流程組裝為框架結構，檢查無質量問題后，吊裝到縱移滑道，豎桿底部布設重物移運器；按照上述流程拼接高×寬（12 m×6 m）的導梁，吊裝、轉移；緊固導梁上的高強度螺栓，讓其達到扭矩值標準；通過手拉倒鏈葫蘆前拉導梁，讓縱向滑道、導梁下弦中心線對齊，拖拉導梁到指定位置后，再將其緊固在滑道梁上[3]。

（2）橋面系拼裝：將下弦桿吊裝至拼裝支架，安裝下弦桿對應桿件，通過導鏈葫蘆、千斤頂微調桿件，臨時固定；安裝橋面板體系、弦桿主橫梁、次橫梁，緊固各個安裝沖釘、接頭螺栓。

（3）上平聯、斜腹桿拼裝：選定預拼區域，將各個腹桿依次吊裝到拼裝支架上；調整各支點標高、鋼桁梁設計線形，緊固各個桿件的沖釘、接頭螺栓。

（4）橋門架拼裝：按照既定方案安裝上平聯、橋門架，讓上部整體結構完成閉合；調整支架上不同支點標高，確保鋼桁架下部結構質量過關，調整設計線形，緊固各個桿件的沖釘、接頭螺栓。

（5）其他桿件拼裝：按照拼裝順序組裝其他桿件，緊固接頭螺栓。

2.4 頂推系統設計

（1）設置重物移運器：在鋼桁架、導梁各處節點布置重物移運器，調整移運器上鋼支架高度，確定下弦預拱度，避免下弦、移運器不同步，為保護鋼桁梁涂裝層，可通過在調節段頂端布置厚橡膠墊來增加摩擦力，或者是用高栓將移運器布置在下弦桿節點處。

（2）設置導梁：鋼桁梁前段布設主桁裝置導梁，其中鋼桁架跨度64 m，為保證導梁作用效果，取24 m長度，以300 mm×300 mm型鋼桿件組成，中間布設2.5 m寬橫撐，橫向間距15.8 m，高度方向規劃為變截面結構，導梁前、后段長×高分別是（6 m×6 m）、（6 m×12 m），通過連接板焊接主梁、導梁節點，結合一級焊縫標準開展探傷檢查；接應支撐點布設于導梁最前端，在縱梁端頭處布設重物移運器，再在其上放置螺旋千斤頂，用于卡座固定；將導梁最前端轉移到鋼支架上，通過千斤頂支撐導梁，讓導梁、螺旋千斤頂、重物轉移器緊隨鋼桁架移動。

（3）裝設頂推設定：選擇DTS頂推設備，布設在鋼桁梁左、右下弦桿尾部，其中頂推裝置組成單位包括：控制臺、泵站、液壓反力架、頂推千斤頂等，將頂推千斤頂油缸端布設在鋼梁尾部，連接液壓反力架、活塞桿端，通過銷子緊固縱向滑道、液壓反力架，充當千斤頂頂推鋼梁的支點，在完成一段距離的頂推后，松開銷子，發現千斤頂活塞回縮，帶動反力架移動，完成回縮后，再次緊固定液壓反力架，往返重復上述過程，讓鋼梁逐步頂推到位。

（4）設置導向輪：頂推鋼桁架過程中，在所有節點處布設重物轉移器，轉移器上裝設導向輪，讓導向輪、縱梁間保持15 mm距離，如此能讓移運器在橫梁上保持穩定滑動[4]。

2.5 頂推施工

（1）試頂推：進行鋼桁架試驗，加固處理，對鋼桁架展開試頂推試驗，測試頂推體系、支架結構可靠、穩定性；設定1 m頂推距離、10 min頂推時間，記錄試頂推過程中泵站壓力表上的數據，基于此計算鋼橫梁頂推力，再計算下滑道、重物移運器間摩擦系數，進行頂推力調整、控制；初始狀態下，在鋼支架上拼裝鋼梁，在各節點單側布置重物移運器，鋼橫梁下弦桿尾部布置底座、千斤頂支撐，再將其焊接為整體，滑道尾部布設千斤頂反力架，形成完善的頂推體系，進行試頂推，檢查有無錯漏并及時調整[5]。

（2）正式頂推：起頂，通過豎向千斤頂開啟支撐油缸，讓鋼箱梁受到頂推作用力而脫離支撐結構；前移，通過水平千斤頂開啟頂推油缸，讓鋼箱梁、支撐結構同步前移，觀察到頂推油缸走完行程后停止；落梁，通過豎向千斤頂開啟支撐油缸，讓鋼箱梁、支撐結構同步下移，在觀察到鋼箱梁平穩落到臨時承載結構上位置，可以發現此時支撐結構已經與鋼箱梁分離；復位，通過水平千斤頂開啟頂推油缸，讓支撐結構移動到原來位置，頂推油缸歸位。按照上述四個步驟重復操作，可將鋼箱梁頂推到預定設計位置。

2.6 落梁施工

鋼桁架東西兩側將橋墩頂面充當落梁平臺，觀察到鋼桁架頂推就位后，檢測落梁高度1.03 m，引入間隔交替落梁法，確保兩橋墩支點高差≤8 cm，每次落梁高度≤10 cm，頂落梁時加裝保險裝置，可隨千斤頂活塞起落發揮作用，為提升落梁過程安全程度，確保各梁端兩側支點起落量一致，控制千斤頂行程≤80%有效行程。將千斤頂布設在鋼桁梁下弦桿內側大約2 500 mm位置，增加鋼桁架橫梁強度，在橫梁底板處焊接鋼板長×寬×高（1.1 m×0.8 m×5 cm），分別在橫梁腹板兩側焊接6塊鋼板長×寬×高（1.0 m×0.4 m×3 cm），設定20 cm橫向間距，在鋼梁接觸面、千斤頂間布置橡RkGxvwX883vPCkojpAd2kg==膠板。橋墩墩頂上布設千斤頂，墩頂、油缸底部之間布設落梁鋼板、調節墩，用膨脹螺栓連接、緊固墩頂、落梁墩，注意連接前檢測落梁墩垂直度，避免造成結構不穩定，根據各千斤頂油壓值，計算起頂力，獲取各墩實測支反力Ri，單位：MN。計算實測梁重G1，單位：TAR2L3FLF1l27v9U4FFxuA==kg。具體如下式1所示：

G1=ΣRi （1）

再根據計算梁重G（kg）、設計支反力Ri（N）、實測梁重G2（kg）。計算出各支點的理想支反力（即在實測梁重情況下各支點應該承受的支反力）Rm（MN）。如下式2所示：

Rm=RiG1/G2 （2）

3 鋼箱梁頂推施工技術控制

3.1 質量控制

（1）同步性控制：通過計算機技術對步履式頂推設備加以控制，保證載荷均衡、同步位移，嚴控頂推載荷差值≤10%，確保位移同步性精度在2～4 mm區間，如果步履式頂推在工作中發生同步性異常，所用計算機系統發出告警信息，下達指令，頂推設備停止操作，進行及時處理。

（2）頂推糾偏：開始頂推施工后，在臨時支撐結構、墩旁支架作用下，會讓鋼箱梁重量緩緩轉移到樁體，為保障頂推質量，可通過BIM技術、計算技術等分析受力承臺、樁基在不斷階段參數變化，保證受力承臺、樁基剛度達到頂推時水平推力、豎向壓力標準要求；再結合橋梁鋼箱梁施工標準，核對各類參數有無異常偏差，糾偏處理，可有效提升鋼箱梁頂推施工質量。

（3）中線精度控制：在鋼箱梁頂推施工時，需預制、拼裝鋼箱梁階段，嚴控拼裝參數、中線精度，在鋼箱梁階段內布設四個中線標記，鋼箱梁階段底部布設三個標記，通過經緯儀檢測鋼箱梁階段中線、底部標記是否吻合，如果誤差>5 mm，應及時調整，以此來保證頂推施工質量。

3.2 安全控制

（1）準備環節：在滑道安裝時，關注其高程差，控制差值在1～2 mm區間內，臨時墩高程差≤2 mm，以防因滑道高程差過大而造成頂推移動不平衡，造成安全事故，核檢材料質量，嚴控各類材料進貨、運輸、進場、檢驗流程。

（2）頂推環節：嚴控頂推速度，維持在4～6 m/h之間，避免因頂推速度過快而出現滑落事故；利用監控裝置嚴控頂推過程，出現事故時及時應對；在頂推現場布置防護欄、防落網、警示標志等，嚴禁無關人員進入現場；施工前組織各施工主體開展安全交底，提升安全管理力度。

4 結語

綜上所述，文章對鋼箱梁頂推施工中涉及的施工準備技術、鋼支架及基礎設計等展開了深入分析，各項技術的應用流程是基于案例特征提出的，故而具備較高的可行性，又因案例中提出的工程并無較多特殊之處，故而提出的技術應用方法具備較大的普遍性，實用價值較高。與其他研究項目的不同之處在于提出了質量、安全控制措施，關注同步性控制、頂推糾偏等工作，對于工程穩定推進起到保障作用。但安全控制環節相對簡略，難以有效解決施工中復雜異常的安全問題，后續研究還需集中在安全問題識別、分類、應對措施制定等方面，以此來避免出現安全事故。

參考文獻

[1]甘亞林.跨高速公路鋼箱梁頂推施工技術研究[J].中文科技期刊數據庫（全文版）工程技術，2023（10）：153-156.

[2]李業龍.市政橋梁工程中的大型鋼箱梁頂推施工技術[J].城市情報，2023（19）：154-156.

[3]卓帥.橋梁鋼箱梁頂推施工技術探究[J].中文科技期刊數據庫（文摘版）工程技術，2023（1）：61-64.

[4]盧相.梅山特大橋鋼箱梁頂推施工技術控制措施[J].工程建設與設計，2023（3）：204-206.

[5]侯俊杰.公路橋梁鋼箱梁頂推施工技術[J].門窗，2023（11）：100-102.

收稿日期：2024-07-30

作者簡介：黎溥逵（1989—），男，本科，助理工程師，研究方向：橋梁工程。