125m钢桁梁顶推施工技术

125m钢桁梁顶推施工技术

摘要：新建铁路或公路桥梁跨越既有营业线铁路时，为最大限度减轻对营业线安全的影响，同时也减少铁路运营对施工的干扰，加快施工进度，采用顶推施工为近年来常用的施工技术，本文着重介绍了新建津山外绕铁路跨越大秦铁路双线的1－125m钢桁梁的顶推施工方案。

一、工程概况

新建津山外绕铁路（天津至秦皇岛）位于秦皇岛市海港区，该铁路汤河特大桥在28#－29#墩之间采用1-125m钢桁梁跨越大秦铁路双线，交角35.5°，设计最小净高为9.92m（梁底至轨面顶）。主桁构造为无竖杆三角桁，主桁全长126.6m，重2550t，计算跨度125m；桁高13.0m；桁梁纵向共有10个节间，节间长12.5m；主桁中心距10.6m；桥面采用正交异性板整体桥面结构。

二、总体施工方案

本钢桁梁采取工厂制作、现场拼装、要点顶推就位的施工方案，总顶程157.2m，顶推从大里程秦皇岛向小里程天津方向（即从29#墩向28#墩方向）进行。钢桁梁施工场地位于四线并行地段（依次为秦东铁路上行线－大秦铁路双线－秦东铁路下行线），由于小里程方向受秦东铁路上行线位置限制，因此只能利用大秦铁路下行线和秦东铁路下行线之间汤河特大桥29#－34#墩空间作为拼装场地，根据场地条件钢桁梁分二次拼装完毕，先在29#到34#墩之间拼装

钢梁8个节间共102.9m，第一次顶推50m后，再进行二次拼装钢桁梁剩余2节，最后要点继续顶推，顶推就位后落梁。详见“125m钢桁梁顶推施工示意图”。

三、施工方法和工艺

1、顶推场地布置及临时墩设置

本次顶推施工所需支撑墩由天津方向—秦皇岛方向，依次为：28#组合墩—a临时墩—b临时墩—c临时墩—d临时墩—29#～34#组合墩。

28#、29#～34#支撑墩采用永久墩与钢管柱通过横向连接连接形成整体组合墩型式；d支撑墩采用钢管柱型式，与29#永久墩通过纵向连接一同承受顶推时水平力；b临时墩采用钢筋混凝土14 m×1m 矩形截面结构，承受顶推水平力；a、c临时墩采用钢筋混凝土1.5 m×1.5m矩形截面结构，仅在顶推间隙承受竖向力，不承受顶推时水平力。全部支撑墩均采用钻孔桩和承台基础。

2、导梁设置

根据上述临时支撑墩布置，在顶推过程中梁体前端最大悬臂48m，为确保在整个顶推过程中钢桁梁的抗倾覆安全性，经检算必须设置前导梁。本次施工采用45m长钢桁架导梁，采用八七梁组拼，前导梁与主梁采用定做的钢构连接,主梁上下弦杆工厂加工时预留导梁连接的螺栓孔。考虑到导梁自身挠度以及在顶推最大悬臂时导梁前端挠度，在导梁拼装时导梁前端向上翘起4cm并在导梁前端下缘1

米范围设置10%斜坡，以保证顶推过程中导梁顺利支上临时支墩。设置前导梁后并根据各支撑墩的布置在顶推过程中最不利位置抗

倾覆系数为21.8。

3、反力墩及顶推后锚设置

顶推反力点设置在29#组合墩上，29#墩顶提前设置反力架，必须提前对29#墩进行受力检算（特别是对安装反力架处墩身受压检算）。

梁尾设有2个后锚，拉锚器为组焊件，采用高强螺栓安装在端横梁上。

4、滑道布置

滑道系统分为上滑道、下滑道和滑板。

上滑道采用长2m×宽0.9m钢箱结构（与钢桁梁下弦杆宽度一致），设置于钢桁梁下弦杆连接节点位置并与钢桁梁下弦杆栓接。由于钢桁梁下弦杆留有预拱度（预拱度值按设计要求为恒载+1/2活载产生的挠度），钢箱结构高度按各个节点对应预拱度值设置（钢箱高度跨中最大，两侧各个节点按二次抛物线依次降低）形成钢桁梁底预拱度。

滑板上表面为四氟板，下表面为橡胶板，橡胶板与下滑道密贴。顶推过程中滑板上表面均匀涂抹一层硅油，以减少四氟板与上滑道钢箱结构间摩擦系数。

下滑道采用钢箱梁结构，在28#组合墩、b临时墩顶设下滑道，在d临时墩和29#～34#组合墩上方设通长下滑道，下滑道上设滑块限

位设施，保证滑块宽度为40cm。下滑道钢箱梁在钢桁梁拼装和顶推过程中承受钢桁梁的自重，必须对下滑道在钢桁梁拼装和顶推过程中各种受力工况进行检算，保证下滑道钢箱梁的刚度和挠度满足要求。

5、钢桁梁拼装

钢梁主桁节点采用整体节点形式，上、下弦杆在节点外拼接；斜腹杆采用对接形式与整体节点拼接，其腹板接头板焊于节点板上，上、下弦杆及斜腹杆均采用全截面拼接，采用高强度螺栓连接；桥面采用正交异性整体桥面结构，桥面板与主桁下弦杆伸出的上水平板对焊；上平纵联采用交叉式的腹杆体系，横撑及斜杆与平联节点板为对接形式连接，采用高强度螺栓连接。

拼装顺序为主桁下弦—纵横梁—腹杆—上平联，在拼装过程中要随时检查并调整钢箱梁在平面及立面上的位置，并用千斤顶及时调整梁特别是下弦杆的拱度曲线，使其偏差不得超过设计拱度的8％，两主桁编号相同的对应节点的拱度偏差的在端节点处不得超过桥

宽的1‰，在中间节点不得超过桥宽的1/500。

钢桁梁拼装采用搭设满堂红支架作为作业平台、安装通长下滑道作为承重体系，并在拼装下弦杆前提前安装节点处上滑道钢箱。6、横向限位装置安装

为防止钢梁在顶推过程中出现过大的偏斜，在28#组合墩、b临时墩、30#～33#组合墩上安装导向装置，限制梁的横向移动。横向限位装置由限位后背、限位千斤顶及滑块组成，限位后背提前预埋在

墩顶。

横向纠偏工作需在梁顶推过程中进行，如果偏移量过大则需要停止顶推进行纠偏，横向偏移量在10mm以内可以继续顶推。

7、顶推施工

顶推重量为3000t（含前导梁和上滑道钢箱重量），经计算顶推摩擦力h=k×g×f+g×i =1.2×3000×0.08=288t（k为安全系数，取1.2；g为顶推总重；f为滑道摩擦系数，一般f＝0.08；i为顶推纵坡，i=0）。

牵引动力选用qdcl2000连续顶推系统，全套系统包括：2台

qdcl2000连续顶推千斤顶、2台4ybz190顶推泵站、1台qk-8主控台及联接系统的高压油管、控制电缆、设备至电源的电源电缆。动力安全储备系数为：2×200/288=1.4。

牵引索由两束、每束15根强度等级为1860mpa7φ5m钢绞线组成。通过梁尾预埋的后锚与钢梁连接，锚具采用ovm15-15型。牵引索允许抗拉力546.8t，其安全系数546.8/288=1.89。

在试顶完成后，顶推过程速度控制在8m/h左右，按照太原铁路局的要求，在顶推过程中需要跨越大秦铁路时必须进行封锁要点，并要求在点外时间施工暂停时前导梁不得在线路上方形成悬臂结构，本次顶推步骤如下：

第一步：封闭大秦下行线。钢梁顶推24m，耗时180分钟，顶推后导梁前端位于c1、c2临时墩，导梁处于大秦下行线正上方。

第二步：封闭大秦下行线。钢梁顶推23m，耗时180分钟，顶推后