中国桥梁顶推综述

中国桥梁顶推技术综述上官兴付书林万艺任亮§1 桥梁顶推技术新发展§2 广东九江大桥千米顶推§3 湘潭二桥宽箱连续顶推§4 衡山三塔砼斜拉桥顶推§5 哑巴渡桥分条分块顶推§6 五里亭系杆拱组拼顶推华东交通大学土建学院2010年3月8日中国桥梁顶推技术综述上官兴付书林万艺任亮华东交通大学§1 桥梁顶推技术新发展自1978年陕西狄家河桥首次采用顶推施工以来，迄今不完全统计，中国有近100座桥梁实施顶推工艺，总长近3万米，其中仅湖南省就有近40座，约1万余米。

在改革开放30多年的工程实践中，中国桥梁顶推技术取得了不少进步。

例如1986年广东九江大桥连续梁顶推长度首次突破千米，掀起大桥副孔采用顶推的热潮；1992年在湘潭湘江二桥首创连续千斤顶完成连续顶推；1994年在250m南县哑吧渡桥首创分条、逐块预制组拼竖曲线顶推；1995年在衡山湘江大桥首例完成2×90m斜拉桥顶推；1999年在邵阳西湖大桥首创“先梁后拱”新工艺，2004年在韶关五里亭大桥采用预制组拼顶推工艺完成120m钢管砼系杆拱。

进入21世纪以来，我国公路桥梁事业的突飞猛进，为我国桥梁顶推施工技术创造了前所未有的大好形势。

2005年广东佛山平胜大桥完成（200+350=550m）独塔自锚式悬索桥钢箱梁顶推，2008年济南黄河三桥完成（60+60+130+386=638m）独塔斜拉桥钢箱梁顶推，2010年将在杭州九堡大桥完成（3×210=630m）新型（结合梁—钢拱）组合桥的顶推。

这些工程实践，将中国桥梁顶推技术水平推进到一个新的发展阶段。

本文简要介绍中国公路桥梁的顶推施工技术发展情况，并以湘江二桥（宽箱连续顶推）、哑巴渡桥（分条、分块预制顶推）、衡山湘江大桥（三塔斜拉桥顶推）和五里亭大桥（系杆拱主梁组拼顶推）等四座大桥介绍预应力砼连续梁顶推技术的进步和突破。

（一）宽箱长梁顶推PC连续梁采用顶推法施工，具有占地少、不需支架、质量稳定、施工安全和成本低廉的特点，是中等桥跨中最具有竞争力的一种架桥工艺。

1980年湖南省在望城伪水大桥首创“柔性墩上多点顶推新技术”［文献1］以来，在全国大量推广。

实践表明要取得显著的经济效果必须保证要有足够的桥长，历史给予广东九江大桥实现“千米顶推”的机遇。

1、广东九江大桥（1985-1988年），如［图1］是改革开放中首次实行“桥梁设计施工总承包”的试点。

由粤、湘路桥公司提出的总长1030m（单向顶推最长690m）连续梁顶推和2×160m独塔斜拉桥方案中标，节省标价3000万元。

两岸50m预应力连续梁顶推由广东科研所设计，广东公路工程处和湖南公路工程处两个单位施工。

在施工中首次采用变截面钢板导梁、整体活动内模和7φ7柔性拉杆。

在顶推连续梁中同济大学首次开发研究出DM7、部建研院开发QM15两种新型预应力锚具以及在北岸实现了单排无承台大直径桩墩上的多点顶推。

九江大桥顶推先后获得广东省和国家教委两个科技进步一等奖。

它以巨大的规模、精湛的工艺和良好的经济效益震惊了桥梁界，促进我国千米连续梁顶推进入普及和推广发展阶段。

2、广东江门外海大桥（1986～1988年），如［图2-C］。

采用单点顶推方法完成总长820m、跨径40m的引桥。

在主梁预应力体系中，采用DVMTDAC粗钢筋（Φ36）创造顶推一节段三天施工的新纪录。

3、长沙湘江北大桥（1988～1990年），如［图2-D］。

开工前夕参观广东九江大桥后，将（10×100m）连续梁修改为（100m+210m+100m）双塔斜拉桥和（12×50m=600m）顶推连续梁，节省投资1000万元。

4、浙江钱塘江二桥引桥（1990～1992年），如［图2-B］。

首次在铁路桥上大规模采用顶推工艺，总长达l504m（跨径32m）为国内之最。

5、湖南湘潭二桥（1991～1993年）。

在20.5m桥宽的单排无承台柔性墩（2Φ280）中，实现了单箱梁连续不间隙顶推。

所创HZLD－100t连续千斤顶技术获得国家专利，从根本上解决了柔性墩长梁顶推中的“爬行”现象。

湘江二桥原设计为双单箱（2×10m），在施工图设计中，在国家级专家上官兴建议下修改为20.5m单箱，从而减少了一半工序，是中国宽箱梁顶推的开始。

其后，湖南洞庭湖大桥（10×50m）、株洲渌江大桥（8×45m）都采用了20m宽单箱。

目前国内顶推最宽的单箱（B=23m）是南昌大桥（12×48m）。

6、南通市洋口港陆岛桥，全长10公里，水深4～10m，是一条液化气专用码头到岸加工区的专用线桥。

直线段7公里跨径50m。

曲线段3公里，跨径50m。

2005年4月，南通市洋口港开发公司组织国内五个单位进行设计投标。

中交四航设计院以新颖的《分块预制组拼环氧树脂粘缝长梁顶推》方案中标。

设计单向顶推长度达7000米，采用分十段顶推方案，每段长700m。

水中桥墩采用预应力管桩基础承台上独柱墩。

主梁为（宽11.5m，高3.5m）单箱单室截面。

50m 桥跨纵向分成20块，每块重60（t）。

在专用预制场提前预制后，运至桥台200m 拼装台座上，用龙门吊机转位后进行二孔长度100m纵向组拼，再用Ф7平行钢丝预应力张拉形成整体。

用多点顶推法（在每个桥墩上设置一个连续千斤顶）顶推出台座，重复该项工序，将第七次100m箱梁顶出后共形成700m一联双向带钢导梁的连续梁作为第一联长梁。

在前方八个桥墩上安置100t连续千斤顶，进行多点顶推，按照每天工作8h，每小时平均顶推前进20m，每天平均顶推160m共需44天达到7000m终点。

此时预制场的第二联700m箱梁也在台座上组拼完毕，因此按同样方法进行顶推至（7000m-700m=6300m）处需40天。

如此重复在二年内能完成7000m长梁。

这个预制组拼法的设想，因种种原因尚未实施，但为超千米长梁的施工的可行性提供了一个创新的思路。

［表1］（桥宽B≥16m）桥长∑L≥500m顶推桥梁—览表B 南岸40+13×50=690m 预应力连续梁在（广东长A 北岸（40+6×50=340m ）预应力连续梁在顶推中（湖南路桥）［图1］ 广东九江大桥全长1800m ，其中双向顶推（1030m ）C 通航孔2×100m 独柱斜拉桥悬拼施工（湖南路桥）南岸 （690m ） 北 岸 （340m ）C 通航孔2×100m 独柱斜拉桥悬拼施工（湖南路桥）A 岳阳洞庭湖大桥副孔（500m ） D 长沙湘江北大桥副孔（576m ）［图2］ 超长顶推连续梁桥C 广东江门外海大桥副孔（820m ） E 江西南昌大桥副孔（576m ）B 杭州钱塘江二桥引桥(二) 顶推跨径的突破顶推连续梁在施工中要反复经过支座，从而所产生的自重（g）弯矩包络图M g以上缘负弯矩（-2/3M0）和下缘正弯矩（1/3M0）控制。

M0为相应简支梁弯矩（M0=1/8gL2）由此顶推箱梁预应力要采用中心配索法（∑M T=M上+M下≈0），由于自重弯矩M g与跨径L2成比例，计算表明当L≥50m时，M g急剧增大，导致所需轴向预应力∑N成倍增大和用钢量过多。

因此顶推连续梁使用跨径一般不超50m，（以40m左右最为经济）。

在通航孔使用时需要超过50m跨径时一般有三种方法。

已建的桥型如［表2］和［图3］所示。

1、撑架法。

施工中利用桥墩撑架来减小顶推支点跨径。

例如福建丘墩大桥（1989－1991）.主梁在顶推阶段为(48m＋24m＋52m＋24m＋48m＝196m)连续梁，顶推到位后进行体系转换（主梁与桥墩固结）变为60m＋76m＋60m带撑架的连续刚构，是当时顶推工艺桥梁的最大跨径（该桥为交通部科研院设计）。

为我国目前顶推最大跨径连续梁桥。

2、跨中加设临时墩。

可将顶推跨径缩小一半。

这是增大顶推连续梁成桥跨径的最有效办法，只要条件允许就可以采用。

最著名的桥梁有广西柳州二桥（9×60m=540m）［图3-C］和内蒙包头黄河二桥。

［图3-D］早期采用钻孔桩做临时墩，拆除困难，在衡山大桥和西湖大桥均采用钢管桩临时墩效果甚佳。

国外有加中间临时墩顶推连续梁成桥跨径达90m的纪录。

3、与其他结构（系杆拱、斜拉桥等）相结合。

成桥后跨径可突破百米如图3①邵阳西湖大桥(1996-1998)如［图3-E］系(3×88=264m)钢管砼系杆拱，将行车道系的两条纵梁（2.5m(高) ×2m(宽)）和横梁先行顶推,再在纵横梁上现浇桥面板；并搭设钢管脚手架,然后安装钢管拱,接着泵送砼、安装吊杆、张拉吊杆后拆除临时墩,形成钢管砼系杆拱。

该桥首创”先梁后拱”的新工艺,为平原地区施工系杆拱桥找到一条设备简单、施工安全的新途径。

由湖南交通设计院设计,湖南建工集团四公司施工。

②韶关五里亭大桥（2001－2004年）。

如［图3-F］桥梁跨径组合为（35m+120m+35m=190m）顶推连续梁钢管砼组合桥。

也用“先梁后拱”新工艺，即将系杆拱所需的拉力转换为顶推施工中的纵向预应力。

上、下游两幅单箱梁（宽12m）均在独墩（φ4m）、独桩（φ560/φ350/φ300）上完成。

主梁由130t 预制块组拼顶推，平均速度达3m/天。

在通航孔120m桥跨中设置两个临时墩，顶推实际跨径仅40m，该桥是顶推法施工成桥后的最大跨径（120m）桥梁。

由中交四航设计院设计中铁14局施工。

③衡山湘江大桥（1993－1995年）如［图3-G］。

系湖南省交通设计院设计，湖南路桥公司施工。

双向顶推总长720m。

其中(3×45＋2×90＋2×45＝405m)一联，在90m跨中加设钢管桩临时墩，完成顶推后在其上施工(2×90m)三塔斜拉桥。

这是我国首例用顶推法修建的斜拉桥。

表2 跨径L≥50m顶推连续梁—览表B 福建丘墩桥A 广东万江公路大桥C 广西柳州二桥（9×60m）D 内蒙古包头黄河大桥（780m）E邵阳西湖大桥（3×88m）［图3］跨径≥50m顶推桥梁（一）F 韶关五里亭大桥（35m+120m+35m）（120m系G 衡山湘江大桥（3×45m+2×90m+9×45m）（三塔斜拉桥）［图3］跨径≥50m顶推桥梁（二）（三）分条分块预制组拼顶推新工艺1、研究课题的提出①工期问题.自1980年湖南伪水大桥连续梁实施柔性墩多点顶推工艺以来，国内所有的顶推桥梁基本上沿用在支架上逐段现浇梁块－再逐段顶推的方法。

顶推分段长度一般为跨径的L/3左右（12-17m），施工周期（10-15天/段），顶推平均速度（1.2-1.7m/天）。