64 m双线简支钢桁梁跨高速公路高位顶推施工技术

靳锐勇

(京石客运专线有限责任公司，石家庄 050000)

1 工程概述

京石客运专线石太直通线跨青银高速公路大桥中心里程为 DK21+745.4，全长 239.8 m，孔跨布置为5×32 m简支箱梁+1×64 m钢桁梁。设计以1×64 m钢桁梁上跨青银高速公路，相交里程为石太DK21+834.07。64 m双线简支钢桁梁为下承式钢桁架桥，跨径为64 m(5#墩～6#台)，主桁采用无竖杆三角桁架布置，桁高为12.3 m，钢桁梁总质量为1 123 t(其中过渡段、导梁合计167.2 t)。

2 顶推总体方案

2.1 顶推方案

顶推法一般分低位顶推和高位顶推二种。低位顶推需将路基高程降到垫石高程，在顶推结束后再回填至设计高程，增加较多的土石方开挖和填筑圬工量，且钢桁梁前方的首孔梁不能施工。由于本桥钢桁梁进场较晚，在钢桁梁顶推前已完成台后路基和大桥其它孔梁的施工，根据现场实际采用高位顶推技术，在太原台(6#台)后成型的路基上拼装钢桁梁，然后通过顶推设备将其顶推至5#设计墩位。前导梁高度超出前方已架设的混凝土梁面，分项工程的前后施工不产生制约，大大加快整体施工进度，且节约较多经济成本。

由于本桥上跨青银高速公路，且为桥梁的最后一孔，故钢桁梁架设采用长导梁顶推方案，即高速路上不设临时支墩，而在5#墩靠路侧设置排桩临时支墩以减少导梁悬臂长度，通过长导梁整体顶推完成钢桁梁架设。钢桁梁拼装在桥后挖方路基上由汽车吊和龙门吊配合进行。钢桁梁整体拼装完毕后由路基向5#墩方向顶推，到设计位置后落梁就位。顶推总体布置见图1。

图1 顶推总体布置(单位:mm)

2.2 临时支墩、基础设计

临时支墩单侧采用双钢管布置，纵向间距为2.5+4×3.308 m，布置形式为横向4列，纵向6行。为保证排桩自身的稳定采用型钢焊接件作为水平、横、纵向联结系，见图2。在钢管上、下两端各1.5 m范围灌注C30微膨胀混凝土，以加强钢管受力。支墩基础为桩径1.25 m的挖孔桩或支撑于5#墩扩大基础上。基础顶面均预埋钢板，与钢管支墩焊接一体。

图2 临时支墩、基础布置

2.3 导梁设计

2.3.1 导梁主体

在钢桁梁前端设置的钢导梁，采用八七式军用梁杆件拼装，导梁长度为40 m，采用直线桁架结构，为减小导梁自重，采用变高度形式，见图3。导梁为米字桁架，主桁中心距11 m。

图3 导梁设计

2.3.2 导梁过渡段

由于主梁和导梁杆件截面相差较大，通过过渡段将导梁与主梁进行有效连接。同时对主梁下弦端节点板进行局部加强和钻孔，主梁过渡段由生产主梁钢桁梁的厂家一并加工制作。

3 顶推施工

3.1 滑道

滑道设计见图4。

图4 滑道设计

滑道分上下滑道。上滑道采用间断滑道，设置于主桁和导梁下弦杆大节点下，且使上滑道底面处于同一水平面。采用八三墩3号杆件横铺，八三墩下面栓接滑道钢板，滑道钢板外包2 mm厚不锈钢钢板。上滑道两侧安设防偏移角钢。下滑道连续布置，在临时支墩上采用八三墩杆件纵铺，在路基上采用混凝土下滑道，宽1.2 m，厚度0.8 m。上下滑道之间铺设四氟乙烯板，并涂抹黄油。

3.2 拉锚器和牵引索

拉锚器设置在端横梁底横梁与主桁下弦杆拼接板处，拉锚器为组焊件，采用高强度螺栓安装在横梁上，中横梁拉锚器与下弦杆连接锚固。拉锚器采用夹片式锚具，锚具作为钢绞线的固定装置，采用OVM15-12型锚具。钢绞线一端同千斤顶连接，另一端固定在拉锚器上。钢绞线采用1 860 MPa的14-7φ5钢绞线。拉锚器在两端横梁及中间中横梁各布置1对，如图5。

图5 拉锚器锚点布置图(单位:mm)

3.3 顶推

设置两台200 t水平连续顶推千斤顶安装在桥台千斤顶托架上。在顶推的过程中通过在钢桁梁、钢导梁与滑道梁间不间断喂四氟滑板来完成钢桁梁的顶推。先期将拉锚器安装在后锚点1上，当后锚点1接近桥台千斤顶托架时，将后锚点1移到后锚点2的位置，继续顶推，最后移到后锚点3的位置，直至顶推到位。锚点在钢梁横梁下左右布置，中线间距7.678 m，牵引拉索采用直径为 φ15.24钢绞线(强度为1 860 MPa)，每侧安装7根。顶推速度3 cm/min。

3.4 导梁上支墩措施

当导梁即将到达前方临时排桩支墩时，在牛腿上放置50 t液压千斤顶引导梁上滑道，见图6。千斤顶底座焊接在4根八三墩上，在八三墩与下滑道间铺设不锈钢板和聚四氟乙稀板，以保证导梁前移时液压千斤顶同步前移，将导梁顺利引入支墩滑道上。

图6 导梁上墩示意

3.5 钢梁纠偏

1)在上滑道两侧安设防偏移角钢，如上图4，防偏移角钢距离下滑道边距离50 mm，即顶推过程中钢桁梁最大偏移值为50 mm。如钢桁梁发生偏移时，在防偏移角钢与下滑道间隙内填塞硬质木楔，在钢桁梁前移过程中进行及时纠偏。

2)在5#墩侧的混凝土箱梁上，在导梁两侧各布置一个导向墩，用于导梁前端的导向、定位、纠偏等。

3)顶推前对牵引钢绞线进行预紧，保证二侧千斤顶同时进行加载，确保同步，以防二侧走行速度不一致导致偏位。同样顶推过程中，如发现偏位，也可利用顶推千斤顶控制单边速度快慢来调整，确保了在顶推过程中钢桁梁的横向偏移始终控制在允许偏差范围内。

4)为了保证钢桁梁轴线按设计轨迹滑动，在顶推过程中用全站仪随时观察轴线，如有偏移及时调整。

3.6 落梁

5#墩和6#台交替下落，各墩台左右侧同步下落。每个桥墩每次下落按10.0 cm与15.2 cm进行交替控制。直到落到设计高程，确保支座完全受力。落梁示意见图7。

图7 落梁示意(单位:mm)

3.6.1 准备工作

①钢桁梁顶推到设计位置后，拆卸顶推装置、前导梁。②搭设落梁(170 cm×80 cm)钢枕垛。③落梁千斤顶的调试及安装。④支座周围搭设操作平台。

3.6.2 落梁步骤

1)顶升落梁千斤顶，使钢桁梁上滑道和下滑道脱空，拆除上滑道杆件及下滑道前端楔形的垫块，填塞3层50轨与钢板垫梁。

2)落梁千斤顶回油，钢桁梁平稳下落到支座处钢轨垫梁上。千斤顶继续回油使落梁千斤顶与端横梁脱空，拆除落梁钢枕垛上的第一层钢轨(高度15.2 cm)。

3)调整落梁千斤顶，缓慢顶升端横梁，使钢桁梁在支座中心处与钢轨垫梁脱空，抽出1层钢轨垫梁。

4)重复操作以上步骤，利用落梁千斤顶不断交替抽拔钢垫梁，缓缓落梁。

5)落梁到钢桁梁与支座顶面之间2 cm空隙时，将支座与钢桁梁栓接成整体。继续缓慢下落至支座顶面。

3.7 施工注意事项

1)钢桁梁顶推前，在拼装场地模拟钢桁梁在各种受力工况下的挠度和受力状况，检验高强螺栓连接情况，并与理论值进行比较。尤其模拟在钢桁梁上支墩时的受力工况，实测挠度值，为后续钢桁梁上墩做准备。

2)拉锚器工具锚安装孔中心与牵引千斤顶中心在同一水平线内，严格控制钢绞线偏移水平线的角度≤3°。

3)钢梁上支墩前对临时支墩进行预压。

4)观测墩台和临时墩承受竖直荷载和水平推力所产生的竖直、水平位移。

4 结语

［1］马如岭.跨铁路线 78 m钢桁梁顶推施工［J］.铁道建筑，2006(2):15-16.

［2］李杨.大跨度双线铁路钢桁梁跨线施工技术［J］.铁道建筑，2008(11):15-17.

［3］冯政.钢桁梁施工技术方案及工艺［J］.铁道建筑，2009(6):1-3.

［4］中华人民共和国建设部.GB50017—2003 钢结构设计规范［S］.北京:中国计划出版社，2003.