桥梁钢箱梁顶推施工关键技术探索

桥梁钢箱梁顶推施工关键技术探索

谭贵

中山翠亨新区工程项目建设事务中心

摘要：随着国家新一轮加快基础设施投资建设，目前基础设施正在飞速发展，市政桥梁工程施工中有诸多的施工工艺，市政桥梁多为跨河道、跨已有市政道路，钢箱梁顶推施工技术在跨河道、跨已有市政道路就显得尤为重要。作为主要的施工技术，其重要性不言而喻，在钢箱梁顶推施工技术的实际应用中，应严格按照相关要求和施工工艺进行操作，相关技术人员应科学、专业地指导施工现场，以最大限度地保证整体施工质量和安全。

关键词：桥梁钢箱梁顶推施工；施工技术

引言

在桥梁工程中，顶推技术是钢箱梁架设施工中普遍采用的方法之一。为此，在顶推施工过程中必须全面掌握各种技术要点，结合桥梁工程的特点和钢箱梁的具体参数，制订出相应的顶推施工方案，加强各工序的标准化管理，在全过程中采取行之有效的控制措施，为钢箱梁顺利顶推施工创造有利条件，进一步发挥顶推工艺在桥梁建设中的优势作用。

1.工程概况

环岛路3号景观桥长度为340米，其中桥梁107米，全桥同道路同坡，竖曲线采用圆弧线进行过渡，圆曲线半径为2000m。桥梁孔跨布置形式为为50+50m=100m自锚式悬索桥，受力上索辅梁体系，主梁采用单箱双室等截面钢箱梁,双幅结构形式为等截面钢箱梁，箱体及节段间连接全部采用焊接。

2.桥梁钢箱梁顶推施工技术分析

钢箱梁顶推施工过程中，主要是钢箱梁整体顶推工艺和钢箱梁落梁工艺。其中步履式顶推设备主要包括滑动面结构、上部滑移结构、下部支撑结构、支撑油缸、横向调整油缸、顶推油缸，通过计算机控制和液压驱动来实现组合和顺序动作，以满足施工要求。

2.1钢箱梁顶推施工准备阶段技术要点分析

在钢箱梁的顶推施工前，仔细对顶推设备进行安装和调试，以确保设备能达到正常使用要求，按照顶推设备，把系统回路和油路连接到位，然后在自动和手动两种状态下进行设备的调试，以保证各个设备的正常移动，现场调试时，应先启动泵站，然后用人工方式由主控台对执行机构的油缸收缩和油缸伸出操作，确定其运行状态，人工调试后，必须转换成自动工作方式，检验千斤顶的同步与协调，若在测试中发现不正常现象，则要对其进行检查，直至各系统的工作都能正常进行。

2.2钢箱梁试顶推施工技术要点分析

在施工阶段，应首先检查钢箱梁结构和顶推设备的电气系统，确认无异常后进行试推操作，先调整泵站，加载40%的压力，以便开始推压，直到顶推到爬行装置的油缸无法推动，此时应检查设备系统，检测正常后应继续按60%→80% →90% →100%理论值加载操作顺序，如果在顶推试验过程中某一点出现异常移动，应首先解除框架的约束，并在专业技术人员的指导下进行载荷试验，以确保所有顶推点都能正常移动，当每个推点都可以开始移动时，顶推应暂时停止，并对设备进行全面检查，没有异常现象方可继续推。在确定试顶推施工正常后，方可正式进行顶推施工，在正式顶推时根据钢箱梁底的标尺动态地监控支架的顶推情况，同时对各运输站的实时状况进行监测，并对所有设备纵向轴线进行测量，以确保各设备推进方向与箱梁轴线平行。

2.3调节顶推同步施工技术要点分析

为了保证顶推施工中的同步性，各顶推点的位移偏差应在容许值以内。在此工程中，非同步安全值设定为15mm，非同步调节值设定为10mm，在各推进点的不同步数超过10 mm时，必须建立起一套系统，并对其进行故障探测，再由系统、单动作、单动作等方式，将各步误差限制在10 mm以内，过程中加强对各分步的监控与控制，发现有异常时，应及时调节泵站流量，并调整各推出点的实际推出速率。

2.4钢箱梁顶推到位施工技术要点分析

为了精确地测定推进速度及其它控制参数，将钢箱梁推进到200 mm时，减慢推进速度，测定钢箱梁与靶点的间距，推离目标点15 mm后，再进行一次停止，重新进行一次测量，然后通过控制推离力和分别调节距离，将推离点与靶位重合。

2.5落梁施工技术要点分析

在落架施工时，要先把落架千斤顶安放好，再进行两边落梁施工，再把换手墩架、移桥器等设备逐一拆下，完成全部的推进工作，需将钢箱梁落梁至永久支座进行固定，顶推施工完成后，前后导梁均不拆除，直至箱梁落梁完成与永久支座固定后，再拆除导梁及临时墩。落梁施工过程中，监控单位需实时测量，即使调整箱梁偏位及标高，保证箱梁成桥线型与设计线型一致。箱梁落梁过程中，需保证前后两临时墩之间的相对标高差值不超过设计计算值。落梁完成后，需保证顶推时候及前后支垫墩均与箱梁脱离，以便安全拆除顶推设备及临时墩。

3.当前顶推施工过程中存在的相关问题

3.1顶推过程结构体系转换

钢箱梁顶推过程是结构体系不断转换的过程，这个过程中箱梁的整体及局部受力复杂，在诸多外因与内因的共同作用下，不仅使顶推结果具有不确定性，更使得顶推过程的危险性提高，例如顶推过程中箱梁的整体姿态，直接影响到顶推施工的平稳性以及顶推精度。在整个顶推过程中及时监控就显得尤为重要，并能及时

消除不确定性，确保顶推过程中箱梁稳定，不会出现倾覆现象。

3.2钢箱梁整体姿态监测

箱梁整体姿态监测主要是对每次顶推完一个行程后，箱梁的前后左右的标高进行监测，然后根据测量数据对各个临时支墩的垫高进行调整，从而保证设备及临时墩受力均匀。其监测过程主要是利用全站仪在每个临时墩位置的钢箱梁底面设4个坐标观测点，每次顶推完一个行程后监控方将进行测量并收集数据，并通过计算确定箱梁不需要调整垫板的最大允许高度差，如果发现箱梁前后左右高差超出允许范围就要立即停止施工，进行垫板调整。

3.3轴线偏位问题

在桥梁的顶推施工中，还存在着轴向挠度的问题，轴向挠度主要是指在设计的中间桩与实际工程的桥面上，其水平方向的轴向挠度是相同的，中心点偏移为单点偏移。梁体在纵向移动时，会产生左右侧向的偏移，如果侧向偏移过大，则会造成侧向偏移，造成梁体失稳或因局部外力过大而造成破坏、滑移困难以及被卡住。

3.4临时墩支反力

多点柔性顶推中，临时墩的受力安全是重中之重，在箱梁静止状态下它主要承受箱梁的重力，当箱梁运动时它除了受压，还受到一个水平方向的顶推力，必须要防止过大的受力导致临时墩局部焊缝开裂或者支撑变形的情况，需精确计算临时墩反力，通过反力确定各点顶推力，施工中应避免临时墩出现过大的不平衡水平力。实时测量顶推过程中临时墩的实际反力和水平力的大小，并与理论计算值比对，复测几个典型工况临时墩墩顶标高，以便修正各支承点反力值。当发现顶推力或者顶升力过大或不正常时，应该及时停止，找出原因进行调整。

4.桥梁钢箱梁顶推施工技术探索

4.1 轴线控制技术关键

在顶推施工过程中，由于钢箱梁两侧的力可能不同步，会影响桥梁轴线的正确性，过程中应注意顶推同步是否一致，千斤顶施力是否准确，并始终观测桥架轴线的偏差，发现偏差过大，及时调整桥架移位器的侧液压缸，以确保轴线的准确性。在安装钢箱梁时，还应注意轴线偏差，调整梁段和梁段末端的轴线偏差，以确保钢箱梁的线形与设计一致。为避免钢箱梁在顶推操作中误差积累的问题，过程中及时统计总位移，以避免误差积累，要将误差控制在允许范围内。

4.2 顶推同步性控制技术关键

顶推施工的关键是同步控制，同步控制的准确性可以保证顶推施工的质量，一般主要通过千斤顶来提高同步性，以避免结构偏转等，选择一个千斤顶在同一托架上作为活动点，根据伸缸速度控制其他移动点的千斤顶速度，以确保千斤顶速度、位移误差在可控范围内，例如：一个千斤顶的伸缸的速度不一样，可以调整比例阀的流量，控制每个千斤顶伸缸的转速，当千斤顶位于不同的支架上时，确定激活点后，根据伸缸速度控制同一轴上的其他千斤顶。

4.3 提高施工把控监测

为了确保顶推施工的有效性，合理控制钢箱梁结构的应力状态、整体线形等，应改进施工检测工作，掌握顶推施工中支撑结构的位移和变化，控制顶推垫梁顶部的变形和沉降，动态监测施工区域的风力和风向；此外，还分析了拼装平台的变形和沉降、主桥段的安装变形以及焊接过程中环境温度因素引起的误差，甚至不同施工人员的不同施工方法和监测参数，研究整体施工，变形最大或最不利的情况下，通过数据分析为施工控制数据提供参考。

5.顶推的关键技术

首先顶推过程采用多点顶推和压力调节，根据临时墩的垂直荷载，调整各点的推力，以减小临时墩的水平力；第二是每次顶推时，测量梁中心线和桥墩顶部的横向和垂直位移，并将其控制在允许范围内；如果有偏差，立即调整；第三是采用滑移同步控制策略来校正顶推过程中的偏差，液压打滑同步控制的技术要求如下：1.所有液压减速器均承受均布载荷；2.所有滑移顶推点保持同步；3.提高运动偏差的实时监测精度，发现偏差超标，及时纠正偏差；4.实时监测临时墩的水平位移和沉降，防止临时墩受损。

结束语

总之，随着社会的发展，桥梁建设规模不断扩大，科学技术水平也在不断提高，顶推施工技术广泛应用于桥梁施工中，逐渐成为桥梁施工的主要施工技术，特别是在跨越河道、跨越已有市政道路就显得尤为重要，同时在桥梁施工的高速发展中发挥着不可替代的作用。在顶推技术施工过程中，应重点关注对施工材料、顶推设备、临时支墩、施工技术、顶推全过程监测、体系转换、受力监测等，确保顶推全过程安全。在施工过程中应注意轴线偏差以及施工现场的温度和湿度等外部因素，并对整个施工过程进行严格监控，并提前分析数据研判后续顶推情况，这样才更有利于顶推技术在桥梁建设中的应用。

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