橫向頂推在橋梁施工中的應(yīng)用

陳百鶴1，李  鋼2，邢小明3

(1．浙江中富建筑集團(tuán)股份有限公司，浙江嵊州312300； 2．浙江省嵊州市交通建設(shè)管理所，

浙江嵊州312400； 3．浙江省嵊州市公路管理段，浙江嵊州312400)

    頂推法施工的成功采用，為預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁開創(chuàng)了一種先進(jìn)的無支架自架設(shè)施工方法。與其它施工方法相比，頂推法具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工作業(yè)不影響橋位處現(xiàn)有的交通狀況；可以減少用于橋梁上部結(jié)構(gòu)施工的若干安裝設(shè)備；施工工期短，橋梁施工成本低。另外，采用頂推施工方法的橋梁，其上部結(jié)構(gòu)的橋面板的施工不會(huì)像懸臂澆筑法、固定支架法及移動(dòng)支架法那樣顯著地受到模板支撐體系的限制。

    由于頂推法施工的諸多優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)的橋梁施工得到極大應(yīng)用。國(guó)內(nèi)目前所采用的多為軸向頂推，這里介紹一種橫向頂推的新施工方法。

1.橫向頂推法介紹

    與傳統(tǒng)頂推方法不同，橫向頂推的橋墩與主梁施工同步進(jìn)行，主梁在與橋軸線平行的臨時(shí)墩上制作。臨時(shí)墩與主墩之間架設(shè)滑道，待主梁與橋墩施工完成，將主梁通過滑道頂向主墩。

    一般的軸向頂推施工，需要將主梁分成多個(gè)節(jié)段進(jìn)行頂推。每個(gè)梁段在制梁臺(tái)座上制作完成后頂推，待上一節(jié)段頂出才能制作下一節(jié)段，這樣所需工期很長(zhǎng)；即便是采用分段預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)拼裝然后再頂推的施工方法，工期仍然較長(zhǎng)。且軸向頂推工法的頂推距離長(zhǎng)，一般等于主梁長(zhǎng)度，而頂推速度較小，約2-3m／d，因而完成頂推工序的時(shí)間也長(zhǎng)。在工期要求非常嚴(yán)格的情況下，可以采用橫向頂推施工方法。與軸向頂推施工相比，橫向頂推在梁、墩的施工工藝上并無二致，區(qū)別僅在頂推時(shí)的做法。下面結(jié)合哈爾濱市三環(huán)路立交橋工程對(duì)橫向頂推的流程給予介紹。

    哈爾濱市三環(huán)路鐵路立交橋工程工期緊張，如按正常現(xiàn)澆混凝土連續(xù)箱梁的方案施工，澆筑梁體混凝土?xí)r在12月末，低溫條件下很難保證梁體混凝土和張拉的質(zhì)量。為了保證工期要求和箱梁混凝土的質(zhì)量，采取在設(shè)計(jì)橋位旁邊提前預(yù)制混凝土連續(xù)箱梁，然后橫移頂推就位的施工方法。在既有路基2 m以外位置預(yù)制混凝土連續(xù)箱梁，用軍用八三桿件搭設(shè)臨時(shí)支墩把墩柱、橋臺(tái)和梁體連接在一起，在5個(gè)臨時(shí)支墩上設(shè)l0條滑道。在滑道上安裝頂推千斤頂，用軍用八三桿件與滑道連接成為靠背梁，梁體側(cè)面頂推位置處設(shè)楔鐵，使頂推方向與梁體垂直，便于頂推過程控制梁體走向，不斷前移靠背梁，把梁體頂推到設(shè)計(jì)位置，然后落梁就位。

2.橫向頂推構(gòu)造

    2.1滑道基礎(chǔ)

    由于頂推過程中所有力都集中在滑道基礎(chǔ)上，滑道沉降產(chǎn)生的次內(nèi)力對(duì)梁體影響甚大，因此必須保證地基的承載力，防止滑道沉降。由于本工程地基為淤泥和飽和粉沙，地基承載力特別低，所以對(duì)地基要進(jìn)行特殊處理，使地基承載力達(dá)到150 kPa以上。基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土整體板梁的形式，通過連接鋼筋把滑道基礎(chǔ)同預(yù)制梁基礎(chǔ)連接在一起。

    2.2滑板構(gòu)造

    先在滑道基礎(chǔ)上鋪一層厚4cm的鋼板，且與滑道基礎(chǔ)焊接，再在鋼板上鋪一層5 cm厚橡膠四氟板，四氟板面向上，上面放一塊厚2 mm的不銹鋼板，四氟板與不銹鋼板間抹上黃油，梁體直接作用在不銹鋼板上。頂推時(shí)通過不銹鋼板與四氟板間的相對(duì)移動(dòng)，推動(dòng)梁體前移。

    2.3 1臨時(shí)墩

    首先在基礎(chǔ)預(yù)埋U型螺栓中間插入墊梁，由兩疊八三桿件連接而成，然后用夾板扣住墊梁與u型螺栓連接，使墊梁與基礎(chǔ)連接成一個(gè)整體。八三桿件立柱連接在墊梁上，組成一個(gè)矩形方陣。施工時(shí)采用人工配合汽車吊進(jìn)行拼裝的施工方法，立柱與立柱之間由水平拉桿和斜拉桿交叉聯(lián)結(jié)，使方陣成為一個(gè)牢固的整體。在立柱頂面順長(zhǎng)度方向連接一根通長(zhǎng)的橫梁，在橫梁上聯(lián)結(jié)縱梁，在縱梁上滑道位置處由兩疊3根八三桿件并排連在一起，作為滑道的底面。

    2.4限位裝置

    由于頂推是不可逆過程，為防止梁體頂推時(shí)超過就位位置，在滑道上梁體就位時(shí)腹板外邊線對(duì)應(yīng)位置焊接型鋼作為(上接第189頁(yè))  限位之用。另外，在梁端也設(shè)置限位裝置，防止梁體縱向移動(dòng)。

    2.5后背

    采用鋼板焊接后背，用螺栓與工字鋼及八三桿件連接。后背為移動(dòng)式后背，每頂推2 m移動(dòng)一次，每頂推一個(gè)行程，在后背與千斤頂之間加設(shè)頂鐵。

3.頂推行程控制

    在主梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到l00％、張拉封錨、拆除底模后，立即對(duì)連續(xù)梁張拉變形及臨時(shí)墩變形進(jìn)行觀測(cè)，特別是滑道位置的變形。如發(fā)現(xiàn)上下滑道間有空隙立即用鋼板進(jìn)行支墊，使上下滑道密貼。待準(zhǔn)備就緒后，安裝后背梁和千斤頂。千斤頂應(yīng)選用集中自動(dòng)控制系統(tǒng)，滿足在推力不同的情況下有相同的頂推速度。正式施工頂推前，對(duì)頂推設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，并進(jìn)行試頂，使箱體移動(dòng)l—2 cm，試頂時(shí)仔細(xì)觀察梁體變化情況以及后背，頂進(jìn)設(shè)備，頂力等情況，發(fā)現(xiàn)異常或與設(shè)計(jì)相差較大，找出原因進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，然后進(jìn)行正式頂推施工。(1)頂進(jìn)行程按千斤頂理論行程的80％進(jìn)行控制；(2)頂進(jìn)時(shí)為方便控制各項(xiàng)行程，在頂進(jìn)施工前，測(cè)量后背基線時(shí)，以后背基線為基準(zhǔn)，在滑道下鋼板上以0．5 m為刻度進(jìn)行標(biāo)記。頂進(jìn)時(shí)每個(gè)千斤頂位置處配置相同刻度值對(duì)頂程進(jìn)行量測(cè)并控制；(3)每頂進(jìn)2 m，用緊線器對(duì)刻度進(jìn)行復(fù)核，保證精度；(4)在距就位位置1 m時(shí)，將后背位置進(jìn)行一次調(diào)整，距就位位置100—150 mm時(shí)，放慢頂進(jìn)速度，防止頂進(jìn)超過就位位置。

4.頂推中的施工控制

    4.1中線控制

    頂進(jìn)時(shí)在橋臺(tái)位置分別設(shè)置觀測(cè)站，梁體對(duì)應(yīng)觀測(cè)點(diǎn)位置用墨線彈出方向，觀測(cè)中線。每一頂進(jìn)循環(huán)觀測(cè)一次，利用觀測(cè)站觀測(cè)的同時(shí)，設(shè)專人觀測(cè)梁體與限位器位置變化與預(yù)制完成后的初始狀態(tài)對(duì)比。

    4.2高程控制

    施工前，將設(shè)計(jì)水準(zhǔn)點(diǎn)分別引至橋臺(tái)上，每個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)至少要測(cè)兩個(gè)測(cè)回，閉合后方可使用。預(yù)制梁體完成后，在梁體頂面對(duì)應(yīng)支座位置處頂測(cè)兩點(diǎn)，記下原始數(shù)據(jù)，頂進(jìn)時(shí)按原始數(shù)據(jù)控制。同時(shí)控制臨時(shí)墩的沉降。

    4.3梁體線形控制

    頂推過程中梁體受水平推力會(huì)側(cè)彎，滑道沉降會(huì)引起豎向線形變化。因此在頂推前應(yīng)測(cè)出主梁的線形，頂進(jìn)時(shí)在梁的側(cè)面和端面立經(jīng)緯儀，觀測(cè)線形變化情況，控制側(cè)彎與豎彎。

5.結(jié)論

    本工程與貴陽(yáng)市藝校鐵路立交橋預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁橫向頂推施工的成功，都證明了橫向頂推工法在保證結(jié)果質(zhì)量的同時(shí)可以滿足對(duì)工期的嚴(yán)格要求。

    與傳統(tǒng)施工方法相比，橫向頂推具有以下優(yōu)點(diǎn)：①頂推周期短，通常l d即可完成頂推工作；②頂推時(shí)受力狀態(tài)與成橋受力狀態(tài)基本一致，方便進(jìn)行施工驗(yàn)收；③主梁與墩的施工可同步進(jìn)行，縮短了工期；④可設(shè)置多條滑道，分散頂推力，這樣只需要小噸位的千斤頂完成頂推工作，且省掉了鋼導(dǎo)梁等軸向頂推所需的結(jié)構(gòu)與施工工序。對(duì)于中小跨徑的橋梁來說，橫向頂推施工是一種快捷、經(jīng)濟(jì)的施工方法。

參考文獻(xiàn)

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[3]范立礎(chǔ)．橋梁工程[M]．北京：人民交通出版社，2001．

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 溫紅娟 尹維維 編輯  文徑 審核)