通顺河路跨京珠高速钢箱梁桥顶推施工技术

通顺河路跨京珠高速钢箱梁桥顶推施工技术

谢 超

武桥重工集团股份有限公司，湖北 武汉 430056

摘要：通顺河路跨京珠高速公路桥位于武汉市经济开发区，桥梁工程跨越京珠高速，分左右两幅，为单箱四室钢箱梁结构。梁高2.3m,标准断面宽24.24m。

钢箱梁全长132m，跨径组合为：35m+55m+35m。本文主要介绍钢箱梁采用步履式顶推施工，跨越高速公路的技术方法。 关键词：钢箱梁；导梁；步履式顶推 中图分类号：U445.462 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)05-0158-02

1 工程简介

通顺河大道北起全力三路延长线，沿通顺河东岸向南，上跨京珠高速后，止于现状檀军公路，南至檀军公路，主线全场2720m 。是武汉市西南组群骨干路网。本桥梁工程跨越京珠高速，分左右两幅，为单箱四室钢箱梁结构。梁高2.3m,标准断面宽24.24m。

钢箱梁全长132m，跨径组合为：35m+55m+35m平面位于直线上，纵面位于i=2.4%的上破路段接i=-4.0%的下坡路段上，凸曲线半径R=4000m。

2 钢箱梁安装采用顶推法施工的原因及顶推施工的难点

钢箱梁分左、右副，单幅重量1700吨，各采用4套步履机进行顶推施工，步履机设置在钢箱梁中腹板下方，位于桥梁2号墩附近设置2台，靠近3号台设置2台，如下图示意：

33.731.7A-A500T500T步履机步履机1.0m,L=8m钢支架1.2*1.2*2m钢筋砼2.1 选择顶推法施工的原因

2.1.1 现场地形条件复杂，边跨跨过高速公路护坡段，坡高路陡，不利于大量布置临时支架，不易采用传统的支架法施工。

2.1.2 本桥主跨55米，上跨武汉交通最为繁忙的高速公路（京珠与沪渝高速共线段）。交通保畅要求极高，京珠高速公路管理公司及高警大队等行政管理部门要求避免对高速公路行车安全造成影响，又不建议对高速公路进行临时交通管制，采用顶推法施工则完全可以克服上述问题。

2.1.3 本桥分左右两幅，左幅桥一侧有一座老桥，为进出武汉市天外天乡村俱乐部的必要通道，根据设计图纸，老桥距离左幅桥仅10cm（几乎贴紧），而老桥一侧现有3mX40m矩形广告牌一幅，侧面没有施工空间。

2.2 顶推法施工的难点

2.2.1 桥体较宽，主跨跨度较大，而边跨受背台影响，158 2015年5期

拼装平台可利用的空间有限，使用导梁牵引过墩，必须对顶推过程中各工况的力学模型有精确计算，既要保证顶推施工过程中钢梁和导梁的结构安全，又要保证整体结构悬臂状态下的抗倾覆稳定性满足规范要求，确保施工安全，万无一失。

2.2.2 钢箱梁底面为1.5%横坡，纵向又有纵坡，施工过程中，必须控制好钢箱梁的姿态，防止纵、横向滑移，施工技术要求很高。

2.2.3 本次顶推，左右幅各采用4套步履机，顶推施工时，竖向顶升千斤顶和纵向顶推千斤顶交替工作，控制好各千斤顶的同步作用，对于顶推施工中钢箱梁的姿态稳定至关重要。

2.2.4 本桥跨越京珠高速公路（京珠与沪渝高速共线段），下方交通流量巨大，顶推施工过程中，安全保畅要求非常高。

3 顶推系统的构成 3.1 导梁系统

由此本次顶推施工为单向顶推，而桥梁主跨55米，边跨35米，为保证钢箱梁能安全过跨，施工时，在钢箱梁前端连接一副钢导梁，钢导梁为桁架结构，导梁长度36米，宽度9米，高2.27米。上、下弦杆均采用H488³300³12³18型钢，直腹杆采用I20工字钢，斜腹杆采用H294³200³8³12型钢，横向连接系采用I22工字钢和L140X140X10角钢。导梁与钢箱梁采用栓焊组合形式，其中腹板采用M24高强螺栓连接，翼缘板分别与钢箱梁顶、底板焊接。

导梁结构如下图示意： 3.2 支撑系统

支撑系统包括支架基础、钢梁拼装支架和步履机支架。 3.2.1 支架基础

步履机支架下部基础为300cm*300cm*60cm钢筋砼扩大基础，支架与基础之间用螺栓连接；其余钢梁拼装临时支架支架底部设置70cm*70cm*200cm钢筋砼基础；

3.2.2 钢梁拼装支架

钢梁拼装支架由工厂制作好后运至工地安装。支架与基础用螺栓连接，其结合面应座浆处理。临时支架顶部搁放机械顶微调钢箱梁底部标高，拼装用临时支架选用Φ345*8钢管。

3.2.3 步履机支架。步履机选用Φ1000*10钢管支架，滑槽选用Φ500*10钢管支架。

3.3 步履机系统

钢箱梁最大节段重量约为48t，按单个梁块跨内吊装考虑，钢箱梁顶升时需克服梁体自身重量，按4#~10#节段半幅重量考虑，钢箱梁体自身重量约为1046T，单个步履机最大垂直受力为337T；钢箱梁顶推时需克服滑箱滑动面的摩擦力及自身重量产生的水平推力，纵向坡度为2.4%，纵向最大水平分力为1046T*2.4%=25T，滑动面最大启动摩擦系数为0.03，最大摩擦阻力为335*0.03=10T，单个步履机水平推力为=25+10=35 T。该步履机顶升力为500T；顶推力为60T，满足以上受力分析要求。本次选用两套（共八台）步履机，控制器控制整套设备，同步误差小于3%，并配有完善的安全装置。步履机垂直顶升行程为10cm，每次顶推行程为30cm；步履机的顶推速度为15cm/min，综合顶推速度为8cm/min。

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一个完整的顶推循环包含以下4个步骤：

步骤1：顶升——开启支撑顶升油缸，使得支撑顶升油缸同步上升，直到钢梁脱离落梁调节支座。

步骤2：平推——开启顶推油缸，使钢梁与上部滑移结构整体前移，直至平推油缸完成一个行程。

步骤3：下降——开启顶升油缸，使得钢梁与上部滑移结构整体下降，直到顶升油缸完全脱离钢梁。

步骤4：回缩——开启顶推油缸，使上部滑移结构向后回位，回到初始位置，并开始下一个往复行程。

3.4 液压系统和电控系统 3.4.1 液压系统

液压系统包含3个子系统，分别作用。 1）支撑顶升液压系统参数

2）顶推平移液压系统参数 3）纠偏平移液压系统参数 3.4.2 电控系统

1）电控系统组成a、主控单元。主控单元控制系统中的电动机和电磁阀，并且进行各千斤顶的压力和位移量的采集，通过编制特殊算法的程序来完成各千斤顶的动作。b、上位机远控。整个系统分成8个主控单元，每个主控单元可以控制，如果要联动则需通过上位机，对全部的主控单元进行联动控制。

2)电控系统控制内容a、主泵站。能调节主泵站的压力，手动或自动控制电机的起停、控制泵站的卸荷及电机的故障报警及其它的操作。还可以发出滤器的压差报警，并实现应急停止。b、顶升油缸。顶升油缸升降，通过位移传感器能精确控制（精度在1mm以内）油缸的位置，并能通过输入位移值来驱动油缸到指定位置。c、顶推油缸。顶推油缸伸缩，通过位移传感器能精确控制（精度在1mm以内）油缸的位置，并能通过输入位移值来驱动油缸到指定位置。d、纠偏油缸。调整油缸为双作用缸，可以左、右边同步控制伸缩，通过位移传感器能精确控制位移量（精度在1mm以内）。

4 顶推施工的主要步骤

顶推法施工工艺流程为：基础施工→支架安装→钢箱梁运输就位→节段吊装→顶推已拼装好的梁段→节段吊装→落梁就位。

步骤1、在2号墩一侧钢支架上拼装前导梁； （上接第 157 页） 在对路基工程进行施工管理的过程中，施工单位首先应该制定一个科学、细致、完善、标准的市政道路桥梁路基施工管理制度，包括对施工技术的使用、施工材料的采购、施工安全的控制、施工人员的管理等多项内容都做出清晰明确的制度要求，从制度上保证路基工程的施工质量。

4.2 加强对施工材料的质量控制

施工材料的好坏对路基工程的质量有着直接的影响，施工单位应该在施工材料的采购过程中对材料质量进行严格的控制，对于不符合国家规定要求的材料坚决不予使用，同时加强对使用机械设备的性能检测，保证机械设备能够符合工程的要求；此外，施工单位还应该做好路基工程施工材料的保管工作，确保采购回来的施工材料在保管的过程中不会出现质量变化的情况，对于施工机械也是如此，定期做好有关设备的保养、维护和修理工作。

4.3 加强对施工技术的控制

施工技术是路基工程施工管理中重要的管理内容之一，也是影响到路基工程施工质量的重要因素。对于路基施工过程的诸多施工技术，施工单位必须进行严格的控制，确保施工技术得到合理的应用，保证路基的施工质量。例如在进行路基的分层填筑时，一定要确保上一层的压实符合工程要求

步骤2、吊装节段4，完成节段4与导梁的连接（顶、底板焊接，腹板栓接）。

步骤3、顶升油缸起顶，将导梁和钢梁整体抬起，顶推油缸推动滑箱，使托起的钢箱梁和导梁整体向前移动，至一个行程（30cm）完成后，顶升油缸回缩，钢梁脱离滑箱，落到搁墩上，顶推油缸回缩，滑箱回原位，接着重复上述动作，从而实现连续顶推施工。

步骤4、重复步骤3，每向前顶推出一个梁段的距离后，即吊装下一个梁段，完成节段拼装机焊接后，再向前顶推，直至钢箱梁前端到达1号墩。

步骤5、拆除前导梁，将钢箱梁整体落梁至永久支座上。 步骤6、完成边跨（0-1号墩）3个梁端的吊装和焊接，钢箱梁整体合拢。

步骤7、拆除临时支撑结构和顶推系统，整个顶推施工完毕。

5 主要工况的力学计算成果

本方案中主要计算成果包括以下：

(1) 支架在施工阶段最不受力条件下结构验算 (2) 各种支架轴心极限承压力计算 (3) 主桥墩承台及桩基受力分析

(4) 顶推过程中梁体受力计算及结构的抗倾覆稳定性计算。

(5) 各工况下导梁的结构受力计算。 (6) 导梁与钢梁连接位置受力计算。

6 本工程项目钢箱梁顶推工作已基本结束

从施工过程和最终结果来看，本次顶推施工过程中各系统工作正常，顶推效率较高，对下方高速未造成任何影响，避免了传统的施工方案可能造成的高速公路临时占道或限行，节约了大量的施工措施费，取得较好的经济效益和社会效应。

参考文献

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以后再进行下一层的路基压实，同时还应该保证路基的压实度符合工程的要求。在压实前应该对含水量进行严格的测定，含水量符合要求以后再进行碾压工作，避免出现返工浪费现象。

5 结束语

市政道路桥梁工程是市政工程的重要组成部分，其工程质量直接关系到城市居民的出行方便程度以及市的形象好坏，是市工作能力的直观体现之一。因此，做好市政道路桥梁路基工程的施工管理工作，加强对市政道路桥梁路基工程施工过程中各项施工技术、施工材料、施工安全的控制，以此保证路基的施工质量，最终保证市政道路桥梁的工程质量。

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