摘要：采用頂推法施工梁式橋優(yōu)點較多，文章以北京市京良路上跨京廣鐵路立交橋工程項目為例，介紹了混凝土箱梁頂推的基本原理、頂推系統(tǒng)、頂推法施工技術(shù)流程與步驟。以理論和實測數(shù)據(jù)，揭示整個頂推施工的設(shè)計原理和施工細節(jié)，為今后同類工程施工的控制提供了可靠的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：跨京廣鐵路；混凝土箱梁；頂推法；立交橋工程項目；梁式橋 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U445 文章編號：1009-2374（2015）09-0096-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0804

1 工程概況

北京市京良路上跨京廣鐵路立交橋全長115m，布跨結(jié)構(gòu)為主路（26.5+42+26.5+20）m，輔路（25+42+28+20）m，其中跨越鐵路段為42m。為減少橋梁施工對鐵路運營的影響，采用混凝土整體箱梁結(jié)構(gòu)，頂推法施工。主路橋頂推重量4100t，輔路橋頂推重量1800t，橋梁平、立面位置如圖1所示：

圖1 橋梁平、立面位置圖

2 工程特點

（1）京廣鐵路為全國交通大動脈，行車密度大，鐵路安全保護級別高，并且頂推節(jié)段與鐵路夾角為86.2°，施工過程中必須確保京廣鐵路運營安全；（2）主（輔）路橋頂推軌跡為R=4500（4400）m豎曲線上，頂推過程的軌跡控制精度要求比較高；（3）主（輔）路橋0#段56m均采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，體積大，重量大，主、輔路同步頂推過程中箱梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力轉(zhuǎn)換體系變化復(fù)雜，頂推施工工藝精度要求高。

3 頂推系統(tǒng)

頂推系統(tǒng)由承重墩、滑道與滑塊、側(cè)向限位裝置、牽引動力設(shè)備及牽引索構(gòu)成。

3.1 承重墩

為減小頂推過程中箱梁尾端的懸臂長度，在5～8#永久墩之間設(shè)置L1、L2、L3臨時墩；為加強過鐵路孔時的安全措施，在4#永久墩靠鐵路側(cè)設(shè)置L4組合臨時墩（只作為保險措施，施工過程不受力）。

頂推過程中主路前端最大懸臂41m，尾端最大懸臂12.5m；輔路前端最大懸臂41m，尾端最大懸臂13m。墩頂主要承受水平向的摩阻力以及千斤頂?shù)乃巾斄?，為保證墩身結(jié)構(gòu)具有足夠的縱向水平剛度以承受縱向水平力，考慮采用桁架梁將墩身剛性串聯(lián)。

3.2 滑道與滑塊

永久墩的預(yù)埋鋼板直接焊接滑道梁和2mm厚度的不銹鋼板，臨時鋼管架的墩頂焊接墊梁，墊梁上焊接滑道梁和2mm厚度的不銹鋼板?；瑝K為MGE滑塊，規(guī)格尺寸為20×40×3cm，且抗壓強度不少于50MPa。頂推段箱梁現(xiàn)澆前，滑塊涂抹上硅脂油鋪滿滑道頂面，滑道坡腳填充干硬砂，再覆蓋一層0.5mm厚度的不銹鋼板，構(gòu)成滑道位置的箱梁底模板，并與相鄰底模板順暢相接，再澆筑箱梁混凝土，避免了滑道與滑塊的污染，保障了頂推過程中的滑塊續(xù)入。箱梁成型拆模后，0.5mm不銹鋼板隨著頂推前進過程中掉出。

3.3 側(cè)向限位裝置

頂推過程中為防止梁體橫向偏移，在主、輔路4～7#永久墩的外伸梁上對稱安裝橫向限位系統(tǒng)。由MGE滑塊、3～5cm的楔形木板、工裝鋼板、導(dǎo)向輪、千斤頂（導(dǎo)向輪下方位置的反力座工作坑內(nèi)）及支撐后背構(gòu)成側(cè)向限位裝置。當(dāng)頂推過程中梁體有偏移時，由限位裝置與千斤頂相互配合糾偏。

3.4 牽引動力設(shè)備

主（輔）路頂推全套牽引動力設(shè)備包括：2臺ZLD500-300（ZLD200-300）連續(xù)千斤頂、1臺ZTB88.0泵站（ZTB40.0）、各1臺HLDKA-4主控臺及與聯(lián)接系統(tǒng)工作的高壓油管、電纜等。連續(xù)頂推千斤頂均布置在5#永久墩間的系梁反力座上，泵站布置在主、輔路間即可。

3.5 牽引索

主（輔）路箱梁底均埋設(shè)有6個鋼拉錨器，在箱梁底板下方預(yù)設(shè)鋼拉錨器作為后錨點，將牽引索布置在后錨點上。隨著頂推的進行，工況的變化，分別安裝在不同的拉錨器位置。鋼絞線每束由19（12）根強度等級1860MPa，Φ15.2mm鋼絞線構(gòu)成。鋼絞線最大張拉強度按1302MPa考慮，主路每束能承受19×140×1860×0.7=346（t）張拉力，牽引索儲備系數(shù)為（346×2）/（4100×0.1）=1.7，滿足使用要求。輔路每束能承受12×140×1860×0.7=219（t）張拉力，牽引索儲備系數(shù)為（219×2）/（1800×0.1）=2.4，均滿足使用要求。

4 頂推施工技術(shù)

4.1 頂推的基本原理

頂推的基本原理是箱梁重量通過滑塊傳遞于承重墩上，承重墩傳遞承臺及樁基上；連續(xù)頂推千斤頂通過鋼絞線縱向拖拉梁體下方的鋼拉錨器，克服滑塊與滑道梁層間的摩擦阻力來實現(xiàn)箱梁向前頂進，頂推主要理論技術(shù)參數(shù)見表1：

表1 頂推主要理論技術(shù)參數(shù)

頂推技術(shù)參數(shù) 主路 輔路 備注

頂推重量/t 4200 1800

頂推速度（m·h–1） 10

頂推總距離/m 63.5 64

頂推理論用時/h 6.35 6.4

頂推過程導(dǎo)梁前端最大撓度/mm -97 -138

頂推動力儲備系數(shù) 2.4 2.2 主路：2臺500t千斤頂，啟動摩阻按0.1

輔路：2臺200t千斤頂，啟動摩阻按0.1

頂推牽引索安全系數(shù) 1.7 2.4 主路：2束19-Φs15.2鋼絞線

輔路：2束12-Φs15.2鋼絞線

頂推滑塊應(yīng)力安全儲備系數(shù) 2.6 6.1 四氟乙烯滑塊，厚度3cm，抗壓強度不小于30MPa

抗傾覆安全系數(shù) 6.7 5.6 規(guī)范要求不小于1.3

頂推就位軸向誤差/mm ±10

滑道安裝精度/mm 頂面相對高差不大于3

4.2 導(dǎo)梁反頂

4.2.1 導(dǎo)梁安裝。在梁端設(shè)置前導(dǎo)梁，以主孔跨度42m的60%～70%長度作為導(dǎo)梁長度，其中埋入梁體內(nèi)2.5m，梁體外28m；共分3節(jié)，第1節(jié)段長8.5m，第2節(jié)段長11m，第3節(jié)段長11m，導(dǎo)梁采用鋼板焊接分塊制作，然后平聯(lián)高強螺栓組合。

導(dǎo)梁前端0.6m范圍作60cm錯臺，以便導(dǎo)梁前端到達前支撐點時通過千斤頂?shù)仍O(shè)備頂升導(dǎo)梁前端使導(dǎo)梁順利到達墩頂滑道，導(dǎo)梁預(yù)埋段與第1節(jié)段之間設(shè)置采用直徑32mm精軋螺紋鋼連接，保證導(dǎo)梁與混凝土梁之間的連接強度，并設(shè)50t的初拉力。

4.2.2 導(dǎo)梁反頂。在箱梁頂推之前需對導(dǎo)梁進行反頂，確保導(dǎo)梁的整體剛度以及連接部位的強度。通過在6#墩身設(shè)置鋼牛腿作為起頂操作平臺。

主路鋼導(dǎo)梁反頂頂力為400t，每側(cè)200t，兩側(cè)起頂同步進行。起頂位置處導(dǎo)梁豎向位移87mm，導(dǎo)梁根部最大應(yīng)力為204MPa。

輔路鋼導(dǎo)梁反頂頂力為230t，每側(cè)115t，兩側(cè)起頂同步進行。起頂位置處導(dǎo)梁豎向位移106mm，導(dǎo)梁根部最大應(yīng)力188MPa。

4.3 試頂

試頂主要是測試頂推平臺、牽引動力系統(tǒng)、導(dǎo)梁、梁體及承重墩體系等工況形成的數(shù)據(jù)，通過收集理論與實測數(shù)據(jù)的對比，調(diào)整相關(guān)頂推參數(shù)，為正式頂推的順利進行及精確就位提供了有力的參考。

主（輔）路同步試頂0.5m距離后，共耗時15分鐘的主要技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)如下：箱梁頂進0.5m（0.5m）；啟動頂力226t（126t）；平均頂力205t（117t）；啟動摩擦系數(shù)0.055（0.07）；平均摩擦系數(shù)0.05（0.06）；平均頂推速度10.2m/h；試頂后箱梁前段偏北2mm（6mm）、尾端偏南12mm（2mm）；頂推過程中2#臨時墩最大縱向位移2mm（設(shè)計允許值10mm）；5#永久墩（頂背位置）縱向位移1mm。

4.4 正式頂推

正式頂推準(zhǔn)備工作就緒后，主、輔路5#墩頂?shù)那Ы镯斶M行單點頂推，根據(jù)試頂結(jié)果調(diào)整相關(guān)參數(shù)，正式頂推時調(diào)整主路啟動摩擦力按0.07，啟動力按287t，輔路啟動摩擦力按0.085，啟動力按153t。首先選擇手動模式，主控臺操作人員按下“前頂進”按鈕，油泵操作人員手動調(diào)整溢流閥的工作限壓，由30%升至100%牽引力工況下，檢查頂推系統(tǒng)的承重墩、牽引動力設(shè)備、導(dǎo)梁、混凝土箱梁，滑道與滑塊，牽引索，側(cè)向限位裝備各個狀況是否有異常。手動操作ZLD500-300（ZLD200-300）頂推系統(tǒng)牽引箱梁滑移啟動后，運轉(zhuǎn)正常轉(zhuǎn)換為自動運行模式，進行箱梁的自動連續(xù)式頂推。頂推步驟如下：

第1次頂推牽引索錨固于1#拉錨器，向鐵路局封鎖要點2h，主、輔路梁體向前頂進16m，到達4#組合墩，如圖2所示：

圖2 頂推步驟1

第2次頂推牽引索錨固于1#拉錨器，向鐵路局封鎖要點2h，主、輔路梁體向前頂進11.5m，到達4#永久墩后拆除1#拉錨器，如圖3所示：

圖3 頂推步驟2

第3次頂推牽引索錨固于2#拉錨器上，將主、輔路梁體往前頂進24m，后拆除2#拉錨器，并拆除鋼導(dǎo)梁前端的第1節(jié)11m，如圖4所示：

圖4 頂推步驟3

第4次頂推牽引索錨固于3#拉錨器上，將主（輔）路梁體往前頂進11.5m（12m）至設(shè)計位置，后拆除3#拉錨器，并拆除鋼導(dǎo)梁前端的第2、3節(jié)，如圖5所示：

圖5 頂推步驟4

同步頂推的控制：頂推過程中箱梁受摩擦力不均勻的影響，存在蛇形前進的形態(tài)，應(yīng)通過保持連續(xù)千斤頂頂力的一致來控制梁體結(jié)構(gòu)的偏轉(zhuǎn)。因調(diào)速閥的功能有自動穩(wěn)定輸出流量而不受負載變化的影響，可調(diào)整泵站的調(diào)速閥來控制千斤頂?shù)牧髁恐?，以確保各個頂速的同步。亦可同步調(diào)整各個泵站溢流閥來達到輸出油壓的同步加載。

5 結(jié)語

京良路上跨京廣鐵路立交橋主、輔路成功頂進就位，千斤頂配合大外伸梁支撐限位糾偏、MGE滑塊的連續(xù)續(xù)入、頂推平臺及鋼導(dǎo)梁前置結(jié)構(gòu)、自動連續(xù)千斤頂拖拉，頂推施工中多項技術(shù)集為一體，減少了頂推過程中的停滯時間，減少了對既有線路運營的影響，有明顯的經(jīng)濟效益及社會效益。

參考文獻

[1] 蘇國明.跨既有線頂推施工預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁設(shè)計及施工需要注意的問題[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2012，（2）.

[2] 李小和.跨既有鐵路單孔128m豎曲線箱梁頂推施工技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù)，2012，（8）.

[3] 任縣剛.液壓同步頂推頂升技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011，（8）.

作者簡介：尹樟勇（1982-），男，江西井岡山人，中鐵二十四局集團有限公司工程師，研究方向：橋梁施工技術(shù)。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）