市政道路钢箱梁桥顶推设计策略

市政道路钢箱梁桥顶推设计策略

温文星

清远市公路勘察规划设计院有限公司  511500

摘要：在市政道路建设中应用桥梁顶推技术主要是配合峡谷、水域等特殊施工环境，保证道路建设的科学性，有效性克服众多外界干扰因素；而为了达到目标设计标准和投入运营理念，需要综合分析如钢箱梁桥顶推设计的常见方案-支架安装方案、悬臂顶推安装方案、分节段顶推安装方案，结合具体工程概况、施工数据优先比对方案，再从重要节点设计需应用的关键技术，如钢箱梁分节段组拼技术，钢箱梁节段顶推技术，钢箱梁节段组拼及支座安装技术，下滑道、滑块及拼装平台技术，从而保证市政道路施工能够在具体环境中解决具体问题。

关键词：市政道路；钢箱梁桥顶推；设计策略

市政道路工程中的钢箱梁桥其主要是为了配合具体施工作业环境、作业面，解决施工复杂性的问题，但该项工程、该类技术其本身施工难度更高，工程体量更大，受到的内外部干扰因素也更多，虽然适应性强，但也需要落实由繁到简的基础思路，根据具体问题，基于重点工艺进行设计思考，如工艺的展开要点、设计思路、需要考虑的重要问题，再结合实际情况进行方案比对下的优势选择。

一、市政道路钢箱梁桥顶推常见设计方案

（一）支架安装方案

支架安装方案优点在于技术本身已较为成熟，在施工操作中简单快捷，但也相对应的存在缺点，即对于施工现场环境，尤其是工程地质条件要求较高，适用的范围存在一定局限性，如原有地质环境或施工土层地基较软就不适宜应用该套方案。如必须应用，或对比其他方案没有更优化的选择，在使用方案时就需要以确保支架稳定性为前提先进行地基处理，以淤泥土层为例，在了解该淤泥层的实际厚度之后需要确定能完成支架巩固的位置在哪里，有多少厚度，再进行竖向排水、填料压实等后续作业，才可以继续利用支架法进行钢箱梁安装，也正因此种前期处理无论在工程建设成本还是在施工工期上有更多的投入，所以如地质条件较差则应当优选其他施工方案。

（二）悬臂顶推安装方案

该安装方案主要是在预制厂或台后先完成钢箱梁的拼装工作，对应着具体施工要求逐节逐段的拼装成型，在成型之后检查是否存在对接不牢靠或外观问题，如果没有问题，则由技术人员向前顶推钢箱梁，目的是进行悬臂过跨作业。该安装方案不需要提前进行导梁作业，只需要结合钢箱梁的既有重度、施工作业面的范围等需求安置下滑轨道即可，整体工作量相对不高。但施工过程中还需要考虑现场拼装环境，如拼装场地的大小、拼装场地是否有矩形涵洞，判断整个施工方案在实践操作中还存在哪些困难，在根据实际情况进行相应的调整。

（三）分节段顶推安装方案

该安装方案相较于悬臂顶推安装方案主要是控制了关键操作位置，目的是要解决进行拼装过程中场地面积有局限性的问题，前期可以搭建拼装平台，扩充作业面，再配合作业场地两侧的下滑道逐步落实拼装工作，如实现向前顶推，直至钢箱梁到达预定安装位置。综合考虑该安装方案对于优化场地面积、引导后续工序、缩短整体工期方面的优势，其也是在实践应用中可以最好落实钢箱梁安装要求的施工方案。操作中还需要考虑总拼和环缝焊接等需求，提前准备必要设备设施和材料。

二、市政道路钢箱梁桥顶推优势方案设计的关键技术

（一）钢箱梁分节段组拼技术

设计该技术关键点在于如何根据钢箱梁的实际情况划分节段，保证拼装吊机不会对外观、尺寸等造成影响。具体需要根据节段钢箱梁的长宽高数据选择与之重量相适宜的起重机；在操作过程中控制起重机的路基位置，分节分段的，由中部向两侧实现对称位置的吊装组装，可先将节段钢梁放在平台之上，再选择无缝钢管，配合液压千斤顶调整目标高度，利用螺旋顶进行高度的微调，控制一切对正无误之后再利用纵缝焊接工艺进行拼装操作[1]。

该段施工的设计要点在于控制起重吊装过程中的平稳度、衔接性，提前准备所需的机械设备和材料，整理吊装安装场地，配合专业技术人员进行观察和调整作业，保证工序衔接紧密，操作合理完整。

（二）钢箱梁节段顶推技术

完成钢箱梁的节段组拼之后需要进入到顶推施工过程中，该过程的关键是对于千斤顶的选择，千斤顶的选择应当以整个工程中最大节段钢箱梁的总体重量为选择标准，千斤顶能控制钢梁与滑块、下轨道距离，发生合理摩擦系数内的滑动。为保证顶推过程顺利，需要利用顶推返力架、调节形成方管打造整个返力架结构，用螺栓做固定，目的是使得下滑道出现稳定连接的工字结构；如必要进行方管调节，需要进行向外抽出作业，以免影响千斤顶工作[2]。

在开始节段顶推时技术人员需观察现场情况，将箱梁向上顶起，依靠下滑道的滑块进行滑动顶推作业。为保证顺滑，减少重力反作用，可以在滑块、滑道之间涂抹黄油，在箱梁节段的尾部对称放置顶推千斤顶，目的是匀速控制顶推前进力度，避免钢箱梁顶推受影响。同时，需要安排专业的引导人员进行观测，尤其是两节钢箱梁之间保证间距适当，可进行目测，如发现问题需要引导纠正，以控制顶推的方向。

（三）钢箱梁节段组拼及支座安装技术

在钢箱梁顶推到适当位置之后需要进行节段的组拼并安装支座，此阶段的设计施工技术是应当先完成临时支撑和固定，保证整个节段无论是水平位置还是放置高度都与目标相一致；如若不然，应当调节支座，在支座调节时利用已经提前放置好的液压千斤顶进行合理化调整；如若需要对没放置在支座上的部分进行调整，则可以利用下滑道位置放置的千斤顶进行类似的操作。在进行拼装时主要是控制不同钢箱梁节段之间的接缝位置，接缝的高度、宽度，需要与本工程的具体要求相适宜，并为后续需进行的嵌入操作预留相应空间。具体可在已经稳固支座之后在支座下灌浆，同样可以起到高效拼组、稳定结构的目的。

（四）下滑道、滑块及拼装平台技术

通过对钢箱梁顶推施工工艺的分析可发现下滑道拼装平台和滑块是保证整个顶推工作质量的关键，所以还需要根据工程体量和要求设计该部分的具体技术。在设计下滑道时考虑到施工人员需要进行顶推操作的行进方向、行进力度，可以按照三跨度的标准设置整个滑道结构；每一侧的下滑道按照不同需求安装至少两片工字梁，再根据工程情况合理控制滑道的高度、跨度，保证以剪支梁为主要形式的滑道结构更加紧密顺畅。为保证整个滑道运行中不会给滑块造成阻力，需要使工字梁成为一个整体，梁与梁的接头部分规格一致、角度顺畅。另外，需要考虑到下滑道荷载的分布需求，精确计算支梁的承重能力，使单个支梁在规格、型号范围之内保持相对均匀的受重结果[3]。

滑块的选择和设计主要是考虑到顶推过程中箱型垫块的承重能力，所放置的位置应当位于钢箱梁和滑道中间，保证整个滑块受力方向竖直向上，多个滑块作用于一个节段的顶推工作，可以均匀起到顶起向前的力作用。为保证整个顶推作业的顺畅性，还需要结合钢箱梁节段的重量，按照力学原理计算单个滑块受力情况，合理安排具体滑块数量，并保证受力点位合理。

由于整个拼装平台是由横梁、纵梁两部分组成，所以在设计时主要是考虑到横纵梁交汇和形成的结构稳定性，控制梁高，优选工字梁，将钢管立柱放在成台上，再计算如横梁荷载最大值，优选优质横梁钢材。

结束语

考虑到市政道路钢箱梁桥顶推施工的工程体量、工程复杂性，需要在科学有效原则下进行技术设计，具体应当按照基本的施工流程，如组拼-顶推，对比支架安装、悬臂顶推、分节段顶推的优势和缺点，选择优势更明显的方案。如选择分节段顶推安装方案则需要在设计时重点考虑节段组拼阶段、顶推、安装和支座的相关工艺，确保工艺与工程体量、钢箱梁重量等数据相适宜，并按照工程需求合理布置下滑道、滑块、拼装平台，实现准确对接、顺滑顶推、科学组装之下整个工程作业的既有目标，既可以保证本次工程质量，又可以提高市政道路钢箱梁作业的整体水平。

参考文献：

[1] 唐寿洋,李强强,王高阳. 装配式钢箱梁桥顶推施工中力学性能分析[J]. 南阳理工学院学报,2021,13(4):76-80.

[2] 赵海峰. 大跨钢箱梁桥顶推施工安全控制研究[J]. 四川水泥,2018(8):51.

[3] 李泉彬. 钢箱梁桥顶推法施工结构分析[J]. 广东建材,2016,32(4):53-55.