钢桁梁顶推施工技术探析

李宝来

摘要：钢桁梁桥的节点及杆件多，节点连接的构造比较复杂，施工难度大。顶推施工法具有经济安全、快速、无干扰、占用场地少等优点，临时辅助结构的设置减小了顶推施工桥梁的跨度，并且使变曲率竖曲线连续梁的无应力线形得到很好控制，但是临时墩的平面布置施工精度以及局部稳定性问题一直是顶推法施工的技术难题。研究大跨度钢桁梁桥顶推施工技术特具有较高的工程应用价值。

关键词：钢桁梁;顶推施工;工艺优化

引言：桥梁施工工艺的合理选用是关系到工程安全、建设成本的重要环节。顶推施工作为桥梁结构跨越既有道路的一种常用施工方法，施工过程中需要架设平台、安装钢导梁等多種临时结构。合理的顶推施工方案对于工程项目的建设成本、施工工期影响巨大。

一、工程概况及工程总体布置图：

本工程为重庆铝业环保搬迁大板锭项目铁路专用线工程。设计行车速度：货车≤60km/h。（1）主桁：主桁上、下弦杆截面均采用焊接H形，宽度为600mm，最大板厚为36mm，上、下弦杆高度均为760mm，腹杆除端斜杆采用箱形截面以增加杆件的抗弯刚度和减小板厚从而节省钢材外，其余均为H形截面。竖杆截面采用H形截面，翼缘厚度采用16mm。节点板厚度均为20mm。全部静活载（不计冲击力）作用下，跨中最大挠度为106mm，与跨度之比f/L=1/1207，满足现行规范规定的竖向挠度容许值1/900。恒载和静活载产生的挠度值为192.2mm，超过跨度的1/1600，应预设上拱度。上拱度设置在上弦大节点上，将上弦每个节间的理论长度增加10mm，以使钢梁形成圆弧形预拱度。（2）桥面系：桥面系的纵梁高度为1290mm，在跨中位置设伸缩纵梁。横梁全高为1550mm。在结构细节的布置上，采用纵横梁上翼缘顶齐平，用鱼形板连接，在纵梁下端设隅撑以承受纵梁端支点负弯距之压力。（3）设计参数：1.设计行车速度：货车≤60km/h。2.设计活载：中-活载。3.动力系数：按《铁路桥涵设计基本规范》第4.3.5条之一办理，即：1+μ=1+28/（40+L）。4.运营动力系数：按《铁路桥梁钢结构设计规范》第4.3.1条办理，即：1+μ=1+18/（40+L）。5.线路条件：直线、纵坡。

二、钢桁梁顶推施工技术

1.钢桁梁顶推架设中总体定位控制

①钢桁梁顶推架设前的测量，由于钢梁在工厂加工组拼后解散，因此，在钢桁梁顶推架设施工中桥轴线是不通视的，这就需要施工前做好后续施工测量的准备工作，即在保证测量精度的前提下，将桥轴线平移至墩顶通视位置，将高程传递至墩顶。②主桥贯通测量，另外，在每个滑道梁两侧挡板上做相应沉降观测点，在钢桁梁顶推前，测量其初始高程，在钢桁梁顶推过程中，根据顶推节点要求，测量钢桁梁在各个顶推阶段，滑道梁的竖向变形，作为梁体预抬的参考。③钢桁梁拼装测量，钢桁梁拼装开始前，应在横梁顶部和底部中点做出观测标志，用以测量钢桁梁中心线与桥梁中心线的偏差;为使钢桁梁拼装后各节点挠度和整跨拱度符合设计要求，需选择横梁两端顶部对称中心点做出观测标志，点位与下弦杆中轴线或下弦节点中心高差在钢梁设计图上查定或直接测定，用作拼装施工高程控制点。

2.钢梁组拼

（1）拼装钢梁杆件预拼一定量时，钢梁拼架即可进行。拼装前应复查钢桁梁弦杆、腹杆等杆件两端拼接部分的宽度，如相邻两根弦杆的宽度误差大于2mm时，应加垫经喷砂处理过的薄钢板。根据设计图和工厂提供的技术资料，逐件校核弦杆、斜杆、节点板等编号是否正确，并特别注意因起拱原因钉孔距不相平行的上弦节点板。确定杆件组拼办法，绘制预拼图，做好预拼前的准备工作。然后根据设计提供的预留拱度值，计算出各节间节点的标高，在支架顶面用型钢和钢板一次垫足。按拼装顺序在支架上拼装第一个节间的下弦、下平联和纵横梁，形成一个牢固框架，再对已拼好的钢梁轴线和预拱度进行检查，通过测量检查确认其中心位置、标高符合设计和规范要求，如有偏差利用千斤顶调整，确认合格后按规定将高强螺栓全部终拧。拼装时由吊机将预拼好的杆件按拼架顺序的先后吊放到拼装台上进行拼装。钢梁的拼装严格按照出场的拼装图纸进行施工，该工程采用竖向分层拼装，先右端后左端，先底盘后桁架，同时对称拼装，具体为：

下弦杆拼接—横梁安装—下平联安装—纵梁安装—腹杆安装—上弦杆安装—上平联安装—横联安装—员工走道及栏杆安装。在膺架上拼装钢梁时，应在钢梁大节点下搭设枕木台座承托钢梁，高度在0.6m～0.8m之间，顶面放置几对硬木楔，用以调节各节点的上拱度。为便于在节点下安放千斤顶，台座从中间断开，分为两个，或将上面几层断开，留出足够的空间，以便在节点的理论交点下设置千斤顶。千斤顶的作用是将拼装好的钢梁顶起，以便安放滑道设施，供顶推时用。在此环节施工时应特别注意，台座顶面与下弦杆之间应加垫36毫米的橡胶板。

3.钢桁梁落梁就位阶段

落梁就位阶段，用4台300t的千斤顶（每个墩顶设2台）顶起钢桁梁，通过控制同步整体将128m钢桁梁体顶起，落放到临时支座上。然后拆除梁底轮箱组，拆除完成后及时安装永久支座，支座采用重力灌浆，以确保锚拴锚固牢固。钢梁安装就位前，采用全站仪和水准仪对钢桁梁进行轴线偏位、梁顶标高检查，采用多台千斤顶进行微调，使得钢桁梁各点高程及桥轴线偏差符合设计及规范要求。

三、结语

大跨度钢桁梁步履式顶推新工艺在大跨度钢桁梁顶推施工中的成功运用，成功解决了大跨度钢桁梁顶推过程中设备需跟随节点前进，且推进完成后设备可自由回退至其他节点的施工难题，同时克服了高墩峡谷条件下，大跨度钢桁梁顶推施工和墩顶水平力控制的难题，提高了生产效率，取得了良好的经济效益和社会效益，推动了顶推技术的进步和革新，可为后续类似工程提供技术支持和丰富的施工经验。随着公铁两用共线桥越来越多，以及深沟峡谷大跨度钢桁梁桥梁的增多，该技术具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]孙逢宾.城市钢桁架桥分节段顶推设计与施工研究[J].洛阳理工学院学报，2011（4）：35-41.

[2]刘尧庆.顶推法用于大跨连续钢桁梁桥施工的探讨[J].石家庄铁道大学学报（自然科学版），2012，25（4）：53-57.

[3]陈恒山，吴静，陈湘林.顶推法施工在桥梁工程中的应用[J].中外公路，2006（3）：178-180.

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