浅谈桥梁顶推法施工技术

浅谈桥梁顶推法施工技术

[摘要]阐述了顶推施工法的基本原理，回顾了该项技术的发展历史，重点介绍了该项技术的施工工艺，最后指出了该项技术的优势与不足。

[关键词]桥梁施工顶推法

预应力混凝土连续梁桥采用顶推法施工在世界各地颇为盛行。顶推法的构思来源于钢梁纵向拖拉法，它用千斤顶取代了传统的卷扬机滑车组，用板式滑动装置取代滚筒，这一取代使施工方法得到了发展和提高。顶推法的施工原理是沿桥纵轴方向的台后开辟预制场地。分节段预制混凝土梁身，并用纵向预应力筋连成整体，然后通过水平液压千斤顶施力，借助不锈钢板与聚四氟乙烯模压板特制的滑动装置，将梁逐段向对岸顶进，就位后落架，更换正式支座完成桥梁施工。这样反复循环施工桥梁的方法叫顶推法施工。

1959年，在修建奥地利的Ager桥时，顶推法被首次应用。1962年，在委内瑞拉建成卡Caroni河桥时，首先使用了钢导梁和在桥墩间设置临时墩。随后，顶推施工得到了进一步改进，采用了分节段预制、逐段顶推的工艺，顶推施工法进一步晚上，进而使得该项技术在世界各地得到推广。我国于1974年首先在狄家河铁路桥上采用顶推法施工，近年来又有多座连续梁桥采用顶推法施工完成，如1988年建成的广东九江大桥引桥、内蒙乌海市黄河大桥以及1996年开工的岳阳洞庭湖大桥引桥等工程。到目前为止，世界各国采用顶推法施工的大桥有300余座。

1、顶推法的施工程序

在桥台后面的引道上或在刚性好的临时支架上设置制梁场，集中制作(现浇或预制装配)箱形梁(约10m-30m为一段)，待有2～3段后，在上、下翼板内施加能承受施工中变号内力的预应力，然后用水平千斤顶等顶推设备将支承在聚四氟乙烯塑料板与不锈钢板滑道上的箱梁向前推移，推出一段再接长一段，这样周期性地反复操作直至最终位置，进而调整预应力，使满足后加恒载和活载内力的需要，最后，将滑道支承移置成永久支座，至此施工完毕。

几个关键步骤的具体做法如下：

(1)预置场地设置：预置场地应设在桥台后面的桥轴线的引道或引桥上，当为多点顶推时，可在桥两端设场地，从两端同时顶推，预置场地应考虑梁段悬出时反压段的长度，梁段底板与腹顶板预置长度、导梁拼接长度和机具设备材料进入预置作业线的长度；预置场地的宽度应考虑梁两端的施工作业的需要。预置场地上空宜搭设固定或活动的作业棚，便于混凝土的养护。

(2)模板系统：模板宜采用钢模板，这样底模与底架连成一整体可以一起升降，侧模宜采用旋转式的整体模板，内模板采用在可移动的台车上加上安装的升

降旋转整体模板。模板应保证刚度，而且制作精度要符合一定的要求。

(3)顶推装置及滑移装置：顶推装置主要有水平布置的液压千斤顶和油泵等组成；滑移装置可分为普通的滑移装置、起循环作用的滑移装置、起连续作用的滑移装置、导向装置及其他附属装置。

(4)梁段混凝土浇筑及梁段施加预应力：梁段模板、钢筋、预应力管道、滑道、预埋件等确认后可浇筑混凝土，梁段预置或拼接必须在桥梁轴线上，预置梁段宜采用全断面整段浇筑，需要分段浇筑时，施工缝可设在腹板上，各段接缝应错开。

梁段预置要控制两底面相对高程及平整度，顶推滑道部位宜采用整条平滑中厚钢板铺设底模，保证较好的平整度，梁段的接触面应凿毛，刷干净，或其他加强混凝土接触措施，若工作缝为多连连续梁的解联断面，干接缝依靠张拉临时预应力束来实现，断面尺寸明确，解联时分开方便。第一梁段前端设置导梁端的混凝土浇筑，应注意振捣密实，导梁的中心线与水平位置应准确平整。

(5)导向装置：梁段顶推时，为纠正梁体偏移，应采用导向装置，如楔形导向滑、千斤顶等。导向装置应具有足够的承载力，防止纠偏时破坏。

(6)落梁：全桥顶推就位后，按运营阶段内力，将补充预应力筋进行穿束、张拉、锚固、压浆；再将临时预应力筋设计规定顺序拆除，安装正式支座，将梁顶起，取出滑动装置，然后将全梁落于正式支座上，为了消除由于预置产生的箱梁底部高程误差，支座安设中高程误差和预应力所引起的二次力矩，使梁体受力状态符合于自重力引起的弯矩和反力，落梁时千斤顶顶力应以支座反力调整控制为主，同时适当考虑梁底高程。

2、顶推法的分类

顶推法按施力方法分为单点顶推和多点顶推。

(1)单点顶推：单点顶推水平力的施加位置一般集中设置于主梁预制场靠近桥台或某一桥墩，其它墩台支点只设置滑道支承。单点顶推装置又有两种方式，一种是用单点拉杆千斤顶顶推，视顶推力的大小，安装一台或多台水平千斤顶，通过拉杆连接梁的底板或者两侧，牵引拉动梁体在滑道上前移；另一种是直接顶推梁体，在预制台座的后面，设一个反力座，安装一台或多台千斤顶，直接顶梁向前滑动。

单点顶推适用于桥台刚度大，梁体轻的施工条件。单点顶推的优点有：顶推设备简单，并可利用预应力张拉或者顶进法施工的设备；单点施力，没有多点顶推设备同步运行问题，控制系统简单。单点顶推的缺点：由于全桥顶推水平力仅由一个墩(台)上顶推设备承担，顶推设备能力要求高，尤其是孔数较多的长桥，顶推设备能力难于适应；未设千斤顶的墩顶均有较大的水平摩阻力。

(2)多点顶推：在每个墩台上设置一对小吨位的水平千斤顶，将集中的顶推力分离到各墩上。由于利用水平千斤顶传给墩台的反力来平衡梁体滑移时在桥墩产生的摩阻力，而使桥墩在顶推过程中承受较小的水平力，因此可以在柔性墩上采用多点顶推施工。

多点顶推与集中单点顶推比较，可以免去大规模的顶推设备，能有效地控制顶推梁的偏离，墩上顶推力与该墩上梁体滑动摩阻力互相抵消，桥墩在顶推过程承受较小的水平力，便于结构采用柔性墩。

3、顶推法的特点

纵观顶推法在桥梁施工领域的应用效果，集中体现出以下几方面有点特点：由于顶推力远比梁体自重小，所以顶推设备轻型简便，不需大型吊运机具；不影响桥下通航或行车，对紧急施工，寒冷地区施工，架设场地受限制等特殊条件下，其优点更为明显；仅需一套模板周转，节省材料，施工工厂化，易于质量管理；施工安全干扰少；节约劳力，减轻劳动强度，改善工作条件。

当然，我们也应该看到该方法的不足之处：由于顶推过程中各截面正负弯矩交替变化，致使施工临时预应力筋增多，且装拆与张拉繁杂，梁体截面高度比其它施工方法大；由于顶推悬臂弯矩不能太大，且施工阶段的内力与营运阶段的内力也不能相差太大，所以顶推只适用较多跨(少跨不经济)，且跨径不大于50m的桥型。