某桥梁项目施工阶段的箱梁顶推技术分析

杨高贵

（贵州桥梁建设集团有限责任公司,贵州 贵阳 550001）

0 引言

近年来，科技的不断发展极大地推动了桥梁施工技术的发展，促进了经济发展和文化交流。预应力连续箱梁凭借刚度大、稳定性高、耐久性好、承载性能强等诸多优势，被大规模应用于桥梁工程领域，但随着施工技术的优化和完善，传统的箱梁施工方式已无法满足现阶段施工需要，亟须进行技术更新[1-3]。为此该文提出了箱梁顶推施工技术，并结合实际工程案例，全面分析了箱梁顶推技术，总结了其施工技术要点。

1 工程概况

某高速公路立交桥工程为预应力箱梁结构，长度139 m，全幅采用双向六车道布置，跨越铁路桥部位跨径组合为40 m+50 m+40 m，采用整幅设置，桥梁设计宽度26.2 m，主梁结构形式为单箱三室等高预应力连续箱梁，其中顶推施工段为10 m+50 m+10 m，总长度70 m，导梁长度为35 m。

2 采用的主要施工方案

（1）箱梁加工场地采取标准化布置，按照14～16 m标准间距设置L1～L7 号临时墩，其中L1～L5 为混凝土材质，L6～L7 为钢管材质。

（2）箱梁通过制梁平台制作而成，制梁平台通过L1#临时墩与0#台搭设支架体系。并分别在L1～L7 临时墩及1#～2#永久墩顶部设置导轨梁。

（3）箱梁顶进作业采用4 台吨位为500 t 全自动顶进千斤顶。箱梁顶进前，应先完成箱梁预制，待箱梁混凝土强度达到设计要求后开始张拉施工，并完成孔道压浆，待满足顶推要求后开始顶推作业。顶进过程中严格控制轴线位置及偏差，确保箱梁精准就位后，再完成落梁加固[4]。

3 箱梁顶推施工技术要点

3.1 施工特点

该桥梁工程整体顶推长度为70 m，结构形式为混凝土预制箱梁，其顶推吨位高达4 800 t，施工区域下方存在大量交通基础设施，防止桥梁倾覆是施工中质量控制的关键环节。因此，顶推过程中应采取科学有效的防倾覆措施，并实时进行限位纠偏，最大限度确保施工安全。

主桥梁段存在部分弧形结构，对制梁平台及临时墩布设具有较高要求。同时，因梁体体型庞大，吨位较重，考虑起重机械限制，采用分段制作，因此对现场散拼施工提出了更高的要求。

3.2 顶推施工要求

箱梁顶推施工质量与其自身结构形式及周围环境密切相关，实际施工中应注意以下几个方面：

（1）预应力箱梁跨越铁路，周边高压线路密布，其距10 kV 高压线最近处仅2 m，对施工安全、进度均提出了较高的要求。

（2）实际施工时，应对临时墩水平方向荷载作用进行科学控制。

（3）箱梁顶推作业时，其腹部位置承受荷载作用最大，因此顶推设备必须具备较强的支反作用调节功能。

3.3 顶推施工关键技术

（1）箱梁顶推作业采用多点顶推施工，顶推过程中实时监控梁体偏差，并及时调节压力进行纠偏。此外，根据临时墩承受竖向荷载作用情况，对各点顶推压力进行科学调整，以有效降低临时墩承受的水平荷载作用[5]。

（2）顶推过程中应实时监测梁体中线偏差及墩顶竖向位移量，确保偏差处于允许范围内，若偏差过大，及时采取措施进行调整。

（3）顶推作业时出现偏差，采用滑移同步纠偏措施，其技术要点如下：①保证各液压爬行器受力均匀；②各顶推位置同步受力；③实时监测顶推过程梁体偏差，一旦超出规定值，及时进行纠偏处理。

（4）加强临时墩水平位置及沉降监测，确保临时墩稳定、可靠[6]。

3.4 顶推施工流程关键点

（1）临时墩布设：①该桥梁顶推作业时，为避免主梁末端悬挑过长，确保其受力平衡，结合现场实际情况，在箱梁顶推区域布设L1～L7#临时墩；②L1～L5 由混凝土制作而成；L6～L7 则为钢管材质；③对各墩顶部高程实施严格监测，将其始终控制在设计标准的−20～0 mm范围内；④钢管墩根据钢结构设计标准实施质量控制。

（2）顶推作业时，为实现墩身有效连接可通过桁架梁辅助施工，其施工要点如下：①桁架梁为三角形，其高度为1.5 m，沿桥梁方向节长为2 m，主管中心距1.2 m，管径299 mm，壁厚10 mm，材质为钢管；②墩身桁架布设时，先将法兰端固定牢固，然后顶紧进行末端焊接，确保墩身桁架能有效传递桥墩变形产生的荷载，起到约束其变形的作用。

（3）滑道设置：①滑道主要包括墩顶导轨梁及壁厚2 mm 钢板两部分，钢板表面应光滑、平整，其粗糙度不得超过Ra12.5 μm；②导轨梁长宽分别为3 100 mm、800 mm，在其上方安装尺寸为30 cm×40 cm×3 cm的耐磨橡胶滑块，强度应高于30 MPa。

（4）导梁安装：①导梁安装工序包括安装导梁、顶推钢束穿束、布设横向限位器等；②该箱梁顶推时在其上部安装长37.5 m 的导梁，分四节安装，长度依次为7.5 m、5 m、12.5 m、12.5 m；③导梁主要由钢板制作而成，并进行平联组合。

（5）导梁预顶：①在正式顶进前，应先对导梁实施顶进作业，保证其不会出现变形和破坏；②先于1#墩位置进行导梁顶进，施加200 t 牵引力，确保两边同时顶进；③对导梁受力情况进行检测，获取试顶数据，并进行综合分析。

（6）试顶：①试顶前应先启动主控台和泵站电源，通过主控站调节千斤顶运行状态，试顶长度以0.5 m 为宜；②试顶时若出现异常状况应立即停止顶进，待故障排除后再进行顶进。

（7）正式顶推：①采用手动模式。油泵控制人员严格按照主控台操控者信号完成溢流阀压力调整，启动“前顶进”程序后，对30%、50%、70%、80%、85%、90%、95%、100%顶推力作用下各结构变形情况实施检测，出现问题及时处理；②若主梁轴线发生偏离，应及时采用导向、限位功能，进行纠偏处理。

（8）落梁就位：待永久墩支座安装完成后，及时进行箱梁落梁作业。落梁过程中通过16 台500 t 千斤顶辅助施工，确保落梁位置准确。

3.5 质量及安全保障措施

（1）在检测施工材料的质量时，应当严格按照各项指标，对原材料质量及规格进行全面检测，尽可能选择有质量保障，生产规模较大的实力材料生产厂商，并建立长期合作关系。加强进场原材料检查，对进场原材料严谨核对出厂证明，严格执行现行原材料试验规程、技术规范的指标，对每批次材质合规性进行核查，按频率进行抽样检查，严禁不合格产品进场，确保项目质量达标[7]。

（2）建立健全质量控制体系。设置项目经理为质量控制小组的主要负责人，组建包括总工程师、技术员、现场施工员、施工班组负责人等人员的专业技术团队，合理分工强化职责，及时发现并解决问题，进一步提高技术交底工作的效率。

（3）完善质量监督体系，落实责任人，强化施工质量监督人员的责任意识。质量员作为现场施工的监督员，需具备足够的质量管理意识，严格遵循质量管理要求开展施工检验。针对核心的施工工序，施工质量监督人员必须全程旁站施工，科学指导施工，有效确保施工质量，如发现施工质量问题需第一时间上报，采取措施纠正。

（4）质检人员在项目建设过程中，应加强施工过程管控，针对施工中出现的不合格行为，应及时进行制止，并要求整改；针对施工中的关键控制点，应加大旁站、巡视力度，确保工程建设质量满足规范及设计标准要求。

（5）为保障安全监督检查的效果，项目施工安全管理部门需合理安排施工安全管理工作，科学分工，提高施工安全管理效果。组建施工安全管理小组，施工现场需安排工作细致认真的施工安全员，全面提升安全管理质量，严格根据现场实际状况，开展安全管控工作，确保各施工人员严格按照安全操作规程进行现场作业，有效降低施工风险[8]。

（6）认真开展施工安全教育培训。现阶段，很多施工管理人员的安全意识及专业素养有待提升，有的缺乏足够的施工安全管理知识，甚至很多专职施工安全员实践经验严重缺乏，在施工实践中无法做到及时准确地识别安全风险源，不能针对安全风险进行动态管理。因此，需重视施工安全员的安全教育培训，提高其施工安全管理能力及执行力度，确保各项安全管控制度得到有效落实。

4 利用计算模型进行受力分析

控制工作实施的初期阶段，应结合设计指标及施工方式，通过分析计算桥梁结果和校核设计成果对施工中存在的偏差实施分析和控制[9-10]。

（1）通过Midas Civil 有限元模拟系统，并结合桥梁实际施工情况，对施工过程中桥梁受力状态展开模拟分析。首先按照施工及设计标准，通过计算得出各种状况下桥梁截面应力及变形指标，并结合设计相关参数实施计算分析。计算时应全面考虑施工中存在的临时荷载作用及预应力张拉等因素。

（2）施工过程模拟计算时按照施工方式、永久墩和临时墩受力情况、施工荷载等设计指标，而应力监测及挠度控制则按照施工过程中挠度及内力得出理论计算结果。通过误差分析，可有效确保顶推施工的安全性、高效性。其顶推施工时计算模型如图1 所示。

图1 顶推施工阶段计算模型

（3）顶推计算时，以顶推1 m 为一个施工步骤，全程0～95 m，准确计算出各步骤下导梁、主梁、主墩、临时墩等各断面应力及变形量，其应力及变形最大位置则为顶推控制断面，该断面施工步骤即为顶推施工时的最不利工况，其控制应力及控制工况如表1 所示。

表1 顶推过程中重要构件的控制应力与控制工况

5 结论

综上所述，预应力箱梁顶推施工技术对我国交通运输及桥梁工程建设发展具有极为重要的作用。传统桥梁施工时，通常因施工技术限制造成桥梁失稳和倾覆，严重威胁施工安全。为此，该文结合传统桥梁施工技术，针对连续箱梁桥顶推施工技术展开综合探究，分析总结了其施工技术要点。针对跨越现状铁路线等复杂环境下的桥梁施工，箱梁顶推技术是最为科学高效的施工方式。采用此技术能有效降低对现状交通的影响，并能显著提高施工质量和施工安全，具有较强的经济性和可行性。