楊建

內(nèi)蒙古交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司第二測(cè)設(shè)處（010010）

設(shè)計(jì)與施工

探究橋梁頂推施工技術(shù)

楊建

內(nèi)蒙古交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司第二測(cè)設(shè)處（010010）

橋梁頂推施工，需明確頂推施工的技術(shù)原理與方法，明確該方法施工中的關(guān)鍵技術(shù)，這樣才能有助于橋梁頂推施工質(zhì)量的控制。這里從頂推法施工技術(shù)原理、施工關(guān)鍵技術(shù)等兩個(gè)方面分析橋梁頂推施工技術(shù)。

橋梁工程；頂推施工；技術(shù)應(yīng)用

當(dāng)前，隨著新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的轉(zhuǎn)型升級(jí)，橋梁工程大量增加。在橋梁建設(shè)中，頂推施工技術(shù)比其他方法具有一定的優(yōu)勢(shì)，因此明確其技術(shù)原理和方法，了解并掌握施工關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)于提高施工質(zhì)量具有重要意義。

1 橋梁工程中頂推技術(shù)原理與方法

1）頂推施工技術(shù)原理

橋梁頂推施工技術(shù)原理，是在被頂推梁體的后部設(shè)置預(yù)平臺(tái)，在平臺(tái)上分階段預(yù)制梁體，經(jīng)水平千斤頂施頂,使梁體在各墩頂滑道上逐段向前滑動(dòng)，直至主梁形式。

頂推施工技術(shù)的關(guān)鍵在于，在一定動(dòng)力作用之下，梁體可在滑道裝置上，以很小的摩擦系數(shù)向前移動(dòng)，根據(jù)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，聚四氟乙烯與不銹鋼板之間的摩擦系數(shù)在0.04～0.06之間，但是其靜摩擦系數(shù)卻要大一些。

2）頂推施工方法

頂推施工按照動(dòng)力裝置，可分為單點(diǎn)和多點(diǎn)頂推兩種。單點(diǎn)頂推的動(dòng)力裝置，在靠近梁場(chǎng)橋墩或橋臺(tái)上，其支撐為千斤頂。多點(diǎn)頂推是在每個(gè)臺(tái)墩上設(shè)置一對(duì)小噸位千斤頂,將頂推力分散到各墩上。在頂推中，水平千斤頂作用于梁體，產(chǎn)生摩擦力，可提高柔性高墩的安全性。

頂推施工按照支承系統(tǒng)可分為臨時(shí)滑道支承裝置和永久性支承兼用滑道頂推施工。其中，臨時(shí)滑道支承裝置頂推施工為在臨時(shí)墩頂和墩臺(tái)上設(shè)置滑道,在梁體就位之后，拆除滑道，更換落梁和支座。這種頂推施工環(huán)節(jié)多，需要合理規(guī)劃設(shè)計(jì)。永久性支承兼用滑道頂推施工，對(duì)于適用橋梁，可做臨時(shí)性處理，使其成為換到。結(jié)束頂推之后，拆除滑道，使梁體落在永久性支座上。

按照頂推方向，頂推施工可分為單向、相對(duì)頂推兩種，按照動(dòng)力裝置類(lèi)別可分為步距式和連續(xù)頂推兩種。還有其他一些分類(lèi)方法，比如按照箱梁節(jié)段成型方式劃分等。

2 橋梁頂推施工關(guān)鍵技術(shù)

1）制作橋梁臺(tái)座與節(jié)段

橋梁節(jié)段與臺(tái)座的制作，為的是給預(yù)制箱梁提供過(guò)渡場(chǎng)地。在橋梁臺(tái)座上，通常設(shè)置有活動(dòng)模架和不可活動(dòng)的臺(tái)座滑道，還設(shè)置有鋼筋綁扎、測(cè)控、鋼束穿束平臺(tái)和吊裝設(shè)備。這些設(shè)施具有工廠化生產(chǎn)的特點(diǎn)，可確保箱梁制作的質(zhì)量。

梁體階段的預(yù)制周期較長(zhǎng)，階段長(zhǎng)度控制在10～24m。對(duì)于每個(gè)箱梁除了首尾兩節(jié)外，中間節(jié)段長(zhǎng)度均相等。在正常段，作業(yè)周期應(yīng)控制在7～15d。如果節(jié)段較長(zhǎng)，則可適當(dāng)放慢速度。

制梁臺(tái)座位置的選擇,應(yīng)堅(jiān)持以下幾個(gè)原則：第一，保證墩臺(tái)后端梁體，在頂推中的穩(wěn)定性與抗傾覆安全性，在梁段內(nèi)逐步向標(biāo)準(zhǔn)跨靠近。對(duì)于制梁臺(tái)座位置應(yīng)盡可能前移，利用臺(tái)基礎(chǔ)、墩身和永久墩等減少工作量，防止頂推尾端出現(xiàn)長(zhǎng)懸臂。頂推梁體尾端轉(zhuǎn)角為0度，保證梁體線性。

臺(tái)座的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)保證梁體線性與已推出梁體的一致性。在頂推過(guò)程中，無(wú)需起頂梁體，應(yīng)設(shè)置滑道、滑塊和滑動(dòng)活動(dòng)模板，以便靈活拆裝。在預(yù)制臺(tái)座基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)選擇樁基礎(chǔ)、水文條件和基礎(chǔ)方案等，避免在澆筑與頂推梁體時(shí)產(chǎn)生沉陷。預(yù)制臺(tái)座構(gòu)造布置分為兩部分：一是在箱梁預(yù)制臺(tái)座基礎(chǔ)上，設(shè)置鋼筋混凝土立柱或鋼管立柱，從而形成一個(gè)型鋼聯(lián)成整體；二是為了預(yù)制臺(tái)座內(nèi)滑道支撐,在基礎(chǔ)上設(shè)置鋼筋混凝土墩身，使其形成一個(gè)整體。預(yù)制臺(tái)座采用剛性設(shè)計(jì)，為梁柱式或整體框架結(jié)構(gòu)形式。

2）臨時(shí)墩

因?yàn)橹c(diǎn)負(fù)彎矩的提升與跨度平方成正比，在箱梁截面與預(yù)應(yīng)力鋼束強(qiáng)度一定的情況下，在跨度達(dá)到限度時(shí)，無(wú)法布置預(yù)應(yīng)力鋼束。因此，PC梁采用頂推法施工，便存在一個(gè)合理跨度的問(wèn)題。設(shè)置臨時(shí)墩是提高跨度的途徑之一。

在連續(xù)梁跨度大于頂推寬度時(shí)，則適宜設(shè)置中間臨時(shí)墩。如不設(shè)置臨時(shí)墩，則無(wú)法滿(mǎn)足前期頂推抗傾覆性要求。在連續(xù)梁與制梁臺(tái)座前，可在第一跨內(nèi)設(shè)置臨時(shí)墩，臨時(shí)墩作為過(guò)渡段，確保梁體線性與已推出梁體的一致性，防止大梁從制梁臺(tái)座上頂推出去以后，與接灌下一梁出現(xiàn)較大轉(zhuǎn)角。

設(shè)置臨時(shí)墩應(yīng)盡量降低工程造價(jià),便于拆裝，提高臨時(shí)墩的穩(wěn)定性，避免臨時(shí)墩在箱梁頂推時(shí)出現(xiàn)較大的水平位移，確保頂推的安全性。

3）導(dǎo)梁

導(dǎo)梁可設(shè)置在主梁的前端，包括等截面與變截面鋼梁板兩種。導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)從受力狀態(tài)分析,導(dǎo)梁的控制內(nèi)力是導(dǎo)梁與箱梁連接的最大正、負(fù)彎矩與下翼緣的最大支點(diǎn)應(yīng)力。工程實(shí)踐表明，導(dǎo)體長(zhǎng)度通常為頂推跨徑的0.6～0.7倍。如果導(dǎo)梁的長(zhǎng)度較短，則可適當(dāng)減小主梁負(fù)彎矩。如果導(dǎo)梁長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，可增加導(dǎo)梁與箱體連接處支應(yīng)力與負(fù)彎矩。因此，應(yīng)合理確定彎矩的基本受力情況。

導(dǎo)梁的剛度應(yīng)為主梁剛度1/5～1/9,導(dǎo)梁剛度在滿(mǎn)足穩(wěn)定和剛度的基礎(chǔ)上，選用變剛度與小剛度導(dǎo)梁。在頂推時(shí)，盡可能減小最大懸臂負(fù)彎矩，使得兩個(gè)峰值較為接近。

4）滑動(dòng)裝置墩頂

橋梁互道通常采用單滑道板形式，一般為一塊整鋼板，設(shè)置在滑道墊塊鋼板之上。該種形式的滑道，可較好承受來(lái)自各方面的應(yīng)力。整體滑道構(gòu)造一般為：活動(dòng)底板+滑道板+滑塊+滑道梁+重軌支座形式。在支座上，可設(shè)置滑道頂推，并做臨時(shí)固定，從而使其承受水平摩擦力。

在永久性支座縱向兩邊設(shè)置墊塊，在墊塊上覆蓋一層厚度為40mm的鋼板，然后設(shè)置滑道。在箱梁頂推到位，把梁頂起，拆除滑道與蓋板，解除支座上的臨時(shí)約束，完成落梁的各道工序。

5）頂推動(dòng)力裝置

拉桿、錨具、高壓油泵和千斤頂?shù)冉M成頂推的動(dòng)力裝置。千斤頂一般使用水平千斤頂或者自動(dòng)連續(xù)千斤頂。高壓油泵為普通高壓油泵或者專(zhuān)業(yè)的液壓站。

6）頂推動(dòng)力計(jì)算和設(shè)備的合理配置

如果頂推箱梁中的各個(gè)主墩、臨時(shí)墩，在施工過(guò)程中，反力Fi與摩擦系數(shù)f為已知數(shù)值，那么就可計(jì)算出頂推所需要的動(dòng)力，以確定所需的千斤頂數(shù)量。按照墩布頂?shù)脑瓌t，把各個(gè)水平千斤頂，布置主橋墩上。各頂推千斤頂可通過(guò)液壓站，在主控臺(tái)的集中控制下，完成同時(shí)啟動(dòng)與停止，以實(shí)現(xiàn)頂推集中控制和運(yùn)行。

總頂推動(dòng)力計(jì)算公式為：

H=K∑Rifi±GI

在該計(jì)算公式中，K表示安全系數(shù)，在1.5～2.0之間，Ri表示墩臺(tái)滑道的垂直反力，fi表示靜摩擦系數(shù)，G表示箱梁總重量，I表示的是頂推坡度，上坡取“+”，下坡取“-”。

3 結(jié)語(yǔ)

橋梁頂推施工,能充分發(fā)揮墩臺(tái)容許承受能力，可避免設(shè)置大噸位的頂推錨固設(shè)施。在橋梁建設(shè)中推廣應(yīng)用頂推法，不僅可節(jié)省工程造價(jià)，還可提高橋梁施工的效率。

[1]田海英.探討橋梁頂推施工技術(shù)[J].路橋、航運(yùn)與交通(專(zhuān)欄）,2012(09).

[2]黃慶林.預(yù)應(yīng)力混凝土梁拱組合橋梁頂推施工工藝[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2011(03).