大型钢箱梁一端顶推施工技术

能搭设支架，不考虑桥下 通航或交通，适用于小跨 度钢筋混凝土及钢梁。
滑移，循环作业使钢箱梁到达设计位置。 钢箱梁的安装方案主要有以下内容： ⑴ 顶推方案的选定：主要指一端顶推或两
端顶推；钢箱梁节段的制作、运输与吊装方法。 ⑵ 钢箱梁顶推施工布置： 钢箱梁结构的
强度和刚度允许其顶推跨度较大，但与混凝土
6 结束语
考虑工程悬索桥跨度大、钢箱梁长、桥下通航繁 忙、 且只有部分水域能够进入水上运输和吊装船舶 等特点，经综合比较采用了顶推法安装加劲钢箱梁。 通过进一步对顶推方案的分析比较，综合考虑工期、 成本以及圆形竖曲线顶推技术的可行性， 采用了一 端顶推的方案。由西向东的单向顶推，钢箱梁可以全 部在厂家制作后运到现场， 不需现场制作设备及起 重运输设备，减少了现场节段拼装和接缝数量，施工 进 度 及质量更易得到控制。 通过对顶推平台、临时墩、 导梁和牵引系统的计算分析，并提出钢箱梁制作安装 顶推线形控制的具体措施， 顶推施工取得了成功，从 而验证了竖圆曲线上钢箱梁采用一端顶推的可行性， 为在竖曲线上箱梁的顶推施工提供了宝贵经验。
根据本工程的特点，对顶推
节省施工费用。
竖曲线上顶推施工难度较大且工期长。
方案进行了分析比较， 结果表明 可采用一端顶推和两端顶推方 案。表 2 为两种方案的对比分析， 综合考虑工期、成本及圆形竖曲 线顶推技术的可行性，最终采用 一端顶推方案。
顶推方案确定后，还需确定 顶推方向，悬索桥西端 9# 墩位于
第 12 期 2008 年 12 月
广东土木与建筑 GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING
大型钢箱梁一端顶推施工技术
No．12 DEC 2008
陈小平
（中铁大桥局集团五公司 江西九江 332000）
摘 要：长沙市湘江三汊矶大桥主桥为双塔双索面五跨自锚式悬索桥，上部为钢箱梁结构，综合考虑工期、成本
力可能较大的问题。 ⑶ 钢箱梁顶推设计竖曲线的施工控制。
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2008 年 12 月 第 12 期
陈小平： 大型钢箱梁一端顶推施工技术
DEC 2008 No．12
3 顶推方案的比选
表 2 各种顶推方案比较
方案
优点
缺点
可省去 1 个施工平台和前端钢导梁， 顶推长度 732m，加劲梁位于 3 段；
一端顶推
部及导梁节段之间均采用螺栓连接， 其中底板螺栓
受拉故采用高强螺栓，其他部位为普通螺栓，按受剪
控制设计。
⑶ 顶推牵引系统：钢箱梁顶推采用多点顶推拖
拉， 即在每个主墩和临时墩上均设置千斤顶拖拉钢
梁向前移动，顶推时需在钢梁底部焊接临时反力座。
顶推千斤顶采用 ZLD100 自动连续顶推泵站系统，每
墩设 2 台千斤顶共 1 台油泵。 顶推拖拉杆采用 6 根
5.4 钢箱梁平面轴线控制 作为钢箱梁顶推安装过程中的重要控制内容，
其轴线偏差应控制在允许偏差范围内，节段间不允许 出现平面折线。 主要控制措施如下：
⑴ 在节段制作出厂前，在钢箱梁梁面做好梁体 轴线的控制点， 现场节段对接时调整其轴线与已安 装的梁体在同一轴线上，其轴线偏差不得大于 2mm。
⑵ 在顶推过程中，利用全站仪对梁体轴线进行 跟踪测量， 发现偏差时通过墩顶限位装置用千斤顶 或手拉葫芦及时调整，将其控制在允许偏差范围内。
临时 不受桥下通航 费用高，工期长。
锚碇法 或交通的影响
适用于较好的地质 和场地条件。
梁相比其竖向变形会较大，顶推时的墩顶布置 应考虑这些因素，同时需克服钢箱梁局部压应
斜拉桥 受桥下通航
施工法 或交通的
顶推法 影响小
设计需考虑有挂斜拉索 大型起吊设备能到达
的条件，工期较长。
桥下吊装梁节段。
需布置安装顶推平台 部分水域能进入水上 和临时墩，费用较高。 运输和吊装船舶。
以及圆形竖曲线顶推技术的可行性，采用由西向东一端顶推的方案，通过对顶推平台、临时墩、导梁和牵引系统
的计算分析，提出钢箱梁制作安装顶推线形控制技术措施，顶推施工取得成功，为同类工程提供了宝贵的经验。 关键词：钢箱梁； 顶推； 施工
闭口流线型单箱单室结构。该桥工程规模巨大，施工
1 工程概况
工期紧，计划工期仅 2 年，为保证其优质、安全、按期
运到 9# 墩西侧龙门吊机下方，由龙门吊机将钢梁运 横向间距为 22.8m，支承于钢箱梁内侧腹板下方。 滑
到顶推平台上对接安装顶推。 从东向西顶推方案即 道长度根据各支点受力情况确定， 主墩和临时墩分别
在 14# 墩西侧设顶推平台，钢梁通过东岸边孔预应力 为 4m 和 5m，顶推平台上设置 1000（1500）×700 滑道。
表 1）， 设计采用了顶推法进行加劲钢箱梁安
装。 具体做法是在加劲梁端部开始布置安装
顶推平台和临时墩，并在其上布置滑道，平台
上逐段焊接，安装连续千斤顶拖拉钢箱梁向前
图 1 大桥成桥全景
表 1 自锚式悬索桥主梁安装方案比较
方案
优点
缺点
适用范围
满堂 可现浇 支架法 或拼装
费用高，受桥下通航或 交通的干挠影响大。
图 2 主桥钢箱梁一端顶推施工
f 15.24 钢绞线，其长度不小于一个顶推跨度。 利用墩
顶滑道前端的千斤顶拖拉连接于临时反力座上的钢
4 钢箱梁顶推施工布置
绞线向前移动，为防止钢绞线束在施工安装过程中垂
度较大，在梁底每隔 3m 左右设置一拆装式支索器。
混凝土梁顶推法施工自上世纪 70 年代发展至
今已较为成熟，但钢箱梁顶推法安装特别是长大钢 5 钢箱梁顶推竖曲线线形的施工控制方法
湘江主航道范围内，水深能满足航运要求，运输船只 顺桥向 长 36m（自 9# 墩 中 线 算 起 ），横 桥 向 宽 36m，
可直接到达顶推平台附近。 从西向东顶推方案即在 钢箱梁顶推重量约 17.8t m。
9# 墩东侧设置顶推平台，钢梁节段在制作厂用船只
⑴ 滑道布置：钢箱梁顶推横桥向采用 2 根滑道，
13# 墩 之 间 ） 按 69000 照该半径控制
594000
69000
R≈4668m R≈23500m R≈4668m
钢箱梁全长 732m，共分 81 个节段，标准节段长 线形，两侧 70m
度为 9m 和 12m，最大吊装重量 220t，钢梁顶推平台 （包括 9# 墩顶盖梁）考虑存放 3 节 12m 长钢箱梁节段，
钢箱梁顶推安装线型控制的好坏，直接影响成桥 后的桥面线型以及桥梁结构的内应力，因此在钢箱梁 制作、顶推安 装 时 采 取 梁 体 线 型 控 制 措 施 非 常 重 要 。 5.1 钢箱梁节段的线型匹配
主桥钢箱梁全长 732m，共分为 81 个节段，标准 节段长度为 9m 和 12m 两种，节段整体在工厂预制后 运至现场对接进行环焊缝的焊接。 因钢箱梁的竖曲 线半径较大，在节段长度内其矢高很小，每节段均按 照直线制作，理论上钢箱梁是由多段折线组成。
首先顶推平台范围内的各支点设置时，应考虑 具有可调性，充分考虑支点沉降、梁体制作误差等影 响下其高程的调整需要，特别是应满足本桥有 3 段 竖曲线的情况，各支点之间的相对标高均不同，如图 4 和表 3。 顶推平台前端主墩和临时墩顶滑道顶面 标高亦按照设计线型要求进行布置和施工，保证钢 箱梁顶推的整体线型。 5.3 钢箱梁梁面高程控制点高程的监测
参考文献 ［1］ JTJ 041-2000 公路桥涵施工技术规范［S］ ［2］ 中铁大桥局集团有限公司. 大跨度桥梁设计与施工技术
（2002）［M］. 北京：人民交通出版社，2003
表 3 拼装曲线上钢箱梁滑道 中 点 标 高 （m）
滑道 R≈23500m R≈4660m
编号
张拉台座
滑道 7#
1#
2#
52.182 52.272 52.352 52.435 52.543 52.604 52.086
52.216 52.333 52.432 52.528 52.624 52.707 52.086
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预应力混凝土连续箱梁）组成，建成后全景如图 1。
自锚式悬索桥相对于传统的地锚式桥其最大的
基础编号由西向东为 1#~19# 墩， 其中主桥为 9#~14# 施工特点是先安装加劲梁后安装悬索系统。 该桥悬
墩，11#、12# 墩为主塔墩。 该桥为双塔双索面五跨自 索桥加劲钢箱梁全长 732m，分为 5 跨，主跨 328m，且
施工完成，并将工程造价控制在较低水平，我们对施
湘江三汊矶大桥为长沙市二环线北段上的一座 工方案进行了研究和优化设计。
跨江特大型桥梁，全长 1577m，全桥由西岸引桥（8×
65m 预 应 力 混 凝 土 连 续 箱 梁 ）+主 桥 （70m+132m+ 2 钢箱梁施工方案
328m+132m+70m 自锚式悬索桥）+东岸引桥（5×65m
3# 滑道梁
4#
5#
滑道 6# 张拉千斤顶
1
（TQ-100 型） 2
垫块 D1-2 D2-2 D2-2 D3-1 D3-2 D4-1 D4-2 D5-1 D5-2 D6-1 垫块
3
D1-1
D6-2
4
6000
6000
6000
6000
6000
6000
5
6 9＃ 墩
图 4 顶推平台上支点（滑道）纵向布置
7
锚式悬索桥，为漂浮体系，处于半径 R≈23500m 的 位于 R≈23500m 的竖曲线上， 如何将如此巨大的钢
竖曲线上，主桥上部为钢箱梁结构，梁宽 35m，扁平 铁巨龙准确安装就位，是本工程的施工重点及难点。
考虑工程悬索桥跨度大、钢箱梁长、桥下
通航繁忙、且只有部分水域能够进入水上运输
和吊装船舶等特点，综合比较各安装方案（见
从东向西
用筑岛陆地法施工， 难度较小且成 了现场制作设备、厂房、起重龙门吊机及运输工序、
顶推
本相对较低。
设备等。 钢梁运输受预应力梁安装进度限制。
从西向东 使用预制钢箱梁， 减少现场节段拼装 在水中修建顶推平台，施工难度相对较大， 顶推 和接缝数量，施工进度及质量易控制。 成本相对于东岸顶推平台施工稍高。
工厂制作时采用短线台座，按照设计线型计算 出各个节段的理论长度，严格按照理论尺寸下料制 作，在台座上进行节段间端口的匹配，并做出节段间 线形匹配的控制线、控制点以及高程、中线控制点， 现场拼装严格按照节段间的匹配线进行对接拼装。 5.2 现场顶推安装各支点标高控制
钢箱梁现场的竖曲线线型的形成实际上是由各 支点的标高来控制的，因此现场支点的相对高程直 接影响了线形，应严格控制并具有可调性。
箱梁的顶推在国内尚无先例。 根据本工程的特点，
钢箱梁采用多点顶推法架设，在主墩之间设置临时
主桥自锚式悬索桥加劲钢箱梁底面位于 R≈
支墩，顶推跨度约 70m，由于桥位航运要求，临时墩 23500m 的竖曲线上，顶推时两锚箱之间 594m（10#～
最大跨径为 77m，顶推跨径布置为 70m（含顶推平台） +69m+63m+77m+72m+48m+65m+3×66m+70m。
单向顶推长度减半，施工难度减小， 施工投入较大， 需设置 2 个顶推平台、2 套起吊设备
两端顶推 可 缩 短 顶 推 时 间 ， 且 两 端 边 跨 R= 及 2 套钢导梁，跨中还需设置 1 个对接平台，钢箱梁
4661m 段对顶推影响较小。
节段制作加工速度要求满足进度要求。
顶推平台设于龙洲岛东侧， 可以采 因水深控制，钢箱梁需在东岸现场制作拼装，增加
现场拼装除按照匹配线对接外，还采用精密水 准仪测量节段间梁纵向相对高差，按照理论计算值 进行调整控制。 此法的优点是不考虑节段箱梁的高 度误差，仅对钢箱梁桥面线型控制，可以保证悬索桥 吊杆位置与设计相符。 同时因梁高较小误差对梁底 线型不致造成很大影响，故施工时可以调整滑道顶 面高程来克服箱梁制作的高度误差，确保桥面线型。
边跨无吊杆区 域需设置预拱，
图 3 钢箱梁竖曲线布置示意图
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DEC 2008 No．12
预拱度按 R=46606m 的圆曲线设置ຫໍສະໝຸດ Baidu 即顶推施工时 全桥分 3 段竖曲线，顶推钢导梁设计为平曲线，导梁在 梁端连接方向为 R≈23500m 的切线方向，如图 3。
混凝土顶推梁桥面运至 14# 墩通过龙门吊机提升运
⑵ 钢导梁设置： 顶推钢导梁设计长度为 48m，
输至顶推平台就位对接、安装顶推。 综合考虑各方 采用钢板焊接制成，分节长度为 8m，共分为上、下游
案的优缺点，钢箱梁采用由西向东的顶推方案较优。 两个单独导梁。导梁采用箱形断面设计，与钢箱梁端
施工现场如图 2 所示。