曲线钢箱梁顶推施工技术

曲线钢箱梁顶推施工技术

摘要：在城市立交桥或高速公路桥梁跨越设计中一般采用钢箱梁，钢箱梁具有外形轻巧美观、现场施工周期短、对外部环境影响小等优点。文章介绍某高速公路钢箱梁的顶推施工技术。

关键词：曲线；钢箱梁；顶推施工技术

一、工程概况

某大跨桥跨越某高速公路，全长450m，径布置为(55+45+220+45+55)m，桥面总宽度34.5m，双向六车道，为一联双塔双索面斜拉桥，采用半漂浮体系。主梁采用混合主梁，其中两侧边跨各采用预应力混凝土箱梁，预应力混凝土箱梁各长109.4m，伸入主跨9.4m，中跨197.2m范围内采用钢箱梁，在钢箱梁两端与预应力混凝土箱梁相交位置放置2m长的钢混结合段，中跨197.2m范围钢箱梁采用顶推法施工。钢箱梁纵向为大跨度变曲线，中段159.88m竖曲线是半径为2000m的圆曲线，两侧各为18.66m直线段，横断面顶推支点处为半径2500m的圆弧面，顶推重量为20t/m，总重约4000t，顶推行程255m。

二、顶推方案说明

钢桥架设安装方法很多，主要方法有自行吊机整孔架设法、门架吊机整孔架设法、浮吊架设法、支架架设法、缆索吊机拼装架设法、转体架设法、顶推滑移架设法、拖拉架设法、浮运架设法、浮运拖拉架设法、浮运平转架设法、悬臂拼装架设法等方法。

钢桥架设方法的选用，不仅要考虑桥梁形式、跨度、宽度、桥位处的水文、地质、地形等条件，还要考虑交通状况、现有设备条件、安全程度、工期、工程费用等因素。经过技术、经济比较，为了减少顶推次数，降低对既有高速公路的影响，同时不与钢箱梁相接的混凝土箱梁施工，节约施工空间，另外减少支架使用数量，节约成本，本次考虑采用顶推和支架结合架设法进行钢箱梁架设，此法综合了支架法和顶推(或拖拉)滑移架设法的优点，并将对既有高速公路的影响降至最低。

具体过程为：钢箱梁施工采用单向顶推方法施工，即从水洪口方向朝沌口方向顶推。顶推采用千斤顶连续牵引的顶推方法以实现跨高速公路水平移动。施工前先在高速公路两侧搭设顶推反力支墩、下滑道支墩、焊接平台支墩、落梁支墩等，在中央分隔带位置安装下滑道支墩。

根据现场施工条件，在高速公路侧桥位处搭设墩，分段拼装钢箱梁实施顶推。其中箱梁最前端一段作为嵌补梁段，待其余钢箱梁顶推至设计位置落梁后再采用汽车吊安装嵌补梁段。具体步骤为:第一次在支墩上拼装前导梁及4段钢梁，顶推20m;第二次依次拼装2段钢梁，顶推30m;第三次依次拼装3段钢梁，顶推30m;第四次安装尾端1个梁段，顶推15m后拆除前导梁，将其安装在最后端钢梁的

尾部，继续顶推直至设计位置止，拆除导梁并落梁，最后汽车吊法安装嵌补梁段。为减轻前端钢梁自重，顶推时前方边跨钢箱梁的翼缘板及防撞护栏暂不安装，待钢梁就位后再安装。

三、施工工艺

(一)施工前准备工作

(1)进场及场内便道修筑。根据运梁车的长度和运梁后整个车身重量，对便道的转弯半径进行扩建，同时对道路采用毛渣进行加固整平，特别是车轮轨迹下采用振动压路机压实，压实度达到85％以上。对于栈桥两侧根据运梁车的爬坡能力，适当放缓坡度，以便顺利通过栈桥。

(2)存梁场地处理。首先将存梁场地清淤换填，整平碾压，使之满足地基承载力0.1Mpa的要求，钢箱梁的支撑为袋装砂码放后抄垫木枕，使钢梁自重产生的沉降不至于导致钢梁产生非弹性变形。

(二)临时墩设计与施工

临时墩除满足钢箱梁拼装平台外，还要兼作对钢箱梁实施空间曲线顶推之用。因此，在设计临时墩时，既要考虑其能承受顶推时的最大竖向荷载和最大水平力，又要考虑满足钢箱梁在顶推过程中沿同半径平面圆曲线和同曲率凸形竖曲线轨迹前进要求。同时，还要考虑顶梁千斤顶安放位置、横向限位装置，以及施焊及喂送滑板人员的工作平台等因素。

(三)滑动与导向装置

一般滑动装置分为上滑板、下滑道两种。

(1)滑道选址

顶推滑道应该设置在腹板下面的底板周围，而腹板的下部也要设置三角形加劲肋;另外顶推滑道的中心位置还应沿着纵通长设置80cm的高肋板以作加强使用，从而避免钢箱梁出现变形

(2)下滑道的设置

下滑道主要由滑道梁以及下滑板构成，滑道梁一般是指两根2b槽钢;下滑道的有效长度为2m。宽度则为30cm。鉴于在顶推钢箱梁时上滑块会被挤压卡住，因而要起顶钢箱梁。此外很有必要在每侧滑道梁两边设置吊篮，并在里面放50t 的液压千斤顶以备不时之需下滑块是5块500*500*20的钢板组成的，每块钢面还需外包1mm厚的不锈钢板。

(3)上滑块的设置

上滑块表面需贴上聚四氟乙烯，其内部则要设置具有钢板的橡胶板，它的规格是400*200*20。钢箱梁顶推时产生的摩擦是由下滑板与上滑板一起组成的，借着顶推千斤顶的力量，促使钢箱梁顶推不断向前。

(4)导向装置的设置

为了给钢箱梁节段拼装横向定位以及顶推导向创造便利的条件，施工人员常会在临时墩下滑道的外边设置导向装置，也就是横向限位器。这种导向装置分为四个部分，钢轴、螺母、垫片和导向轮，钢轴和螺母的主要用途是用来加固下滑道钢板面上的导向轮

(5)安装下滑道

施工人员在把下滑道加工好后，需要借助吊车将其整体就位到钢管柱的顶部支座上，随后对滑道的顶面高程进行检查，以便钢板可以随时调整，在其符合施工要求后才可对滑道梁和支座进行焊接，确保其牢固。

(四)导梁梁段顶推

导梁长度一般为顶推跨径的016~017倍，桥钢导梁长度内侧20m、外侧22m，其截面为工字形钢板梁。导梁顶板、底板厚度20mm，腹板厚度16~12mm。导梁高度及线形与钢箱梁相同，并与钢箱梁腹板栓接。考虑到导梁上墩时要设置千斤顶顶升，导梁前端做成弃口。

(1)梁段顶推

1)顶推方式

为减小桥墩承受的水平力，考虑到平曲线及竖曲线顶推，本桥选择多点拉杆式连续顶推，即2台千斤顶分别固定于G匝道19号墩、20号墩。为防止顶推过

程中两侧桥墩受扭，将水平千斤顶设置在桥墩两立柱间的操作平台上。

2)牵引装置

根据顶推最大水平力，选择2台ZLD-100自动连续千斤顶提供水平动力。拉杆采用3Φ15.2钢绞线和自动工具锚。拉锚器采用Q235钢板组焊而成，设置在钢箱梁底板横向中心线处的横隔板部位。拉锚器与钢箱梁底板栓接。钢箱梁加工时，事先在底板上打好固定拉锚器的栓孔。

3)支座预安装

钢箱梁在拼装ZL1号块前，将支座垫石打好，预埋好支座锚栓孔，并将支