浅谈钢桁梁拼装及顶推施工工艺

浅谈钢桁梁拼装及顶推施工工艺

肖玮

（中铁二局第二工程有限公司      四川  成都 610000）

摘要:钢桁梁结构是中国大跨桥常常使用的上部构造形式，主要通过膺架法、滑块顶推法等方法完成浇筑操作，但鉴于钢桁梁下弦柱节间部分已无法承担竖向压力，通过自主设计并制作的辅助构件，在确保下桁架构件节点受到外力影响的情况下，实现了钢桁梁步履式顶推浇筑。本文对重大工程建设中的技术问题做出了研究，填补了国内外大跨径钢桁梁及长距离顶推设计技术的空白，并带来了重要的社会效益和经济效益。

关键字:钢桁梁设计;顶推系统安装;关键技术;

引言：

钢桁梁技术已经广泛应用于公路桥梁和铁路桥梁的建造，是一种先进的施工方法。钢桥梁可以根据不同的需求和条件建造出多种类型，其种类也比其他金属材料更多。它们的结构大致可以分为梁式、拱式和组合式等。该技术的主要优势在于它能够穿越各种障碍，可以在工厂中生产，运输方便，安装速度快，结构易于维护和更新。

1工程概况

余姚江特大桥起于庄桥站南端，沿丽江西路北端延伸，跨越余姚江，最终抵达江南岸。新建桥将建在余姚江大桥以上，距离原有的杭深上行线路约二十五米处，是为横跨余姚江所建。新大桥总长958.780m，孔跨形式为:(2×32m+2×24m+1×22.75m)简支梁+(33m+48m+33m)连续梁+(1×22.75m+4×32m)简支梁+(80m+128m+80m)钢桁梁+(2×24m+6×32m)简支梁。主桥用80m+128m+80m简支钢桁板横跨余姚江，后经研究曲弦桁用钢材重量略大，但因为施工、安装较简便，故考虑为直弦桁梁方式。

2钢桁梁施工方案

2.1方案综述

顶推钢桁梁至规定高度位置时，在纵横梁下部落梁部位安装落梁千斤顶，并清除了临时的横杆，将连续梁改为三跨简支钢桁梁。拆卸滑道板，安装落梁垫片，然后开始落梁安装。在施工过程中，每次落梁的高度都应该是五厘米。在使用同侧千斤顶时，起顶和落顶工作应保持同步，并在两端交叉进行。起落时不应同时进行，两端高度差不应超过五厘米。首先，在大运营里程的一端，应将梁标高调整为二点五厘米。对于未起顶的小运营里程，应将其安装在稳固的支座中心或落梁钢筋垫块上。在支坐垫片上安装完成后，首先将小里程数的一端安装在梁上五厘米处，然后再安装大运营里程数的一端，重复这一过程，直到钢梁拼装到接近垫石前一米高度时，再切割垫石预埋钢管，最后重新装配支座。完成支座中心的装配后，继续安装梁。重新安装支座上的锚固螺栓，并进行纵横移调整，最终将梁落到设计高度，完成落梁工程。

总体施工顺序:在钢梁拼装场拼装钢桁梁，边拼装边顶推，将钢桁梁顶推至正确设计定位高度、做限位装置保护后，在落梁的各支点处布置落梁垫片，拆除临时杆件，拆除滑道柱，落梁到位，并清除剩余的临时支架。

由于场地实际状况发生了变化，且余姚江南岸的钢梁安装点较靠近附近住宅小区，是场地敏感点，维保难度较大，且现场不能施工，故原设计方案的80m大跨度桥位处支架安装工作无法进行，经比选确定的顶推方法为三横连续钢桁梁分段安装，多点同步顶推。

2.2拼装要求

(1)钢梁的安装时要考虑主桁二侧的安装，小横杆的供应等，前装小横杆不会妨碍后续小横杆的安装和吊机的工作等情况。

(2)栓孔在吻合时应先用普通螺钉连接于夹紧的板面，而后再换用高强度枪机栓合。吊挂于小横杠上的吊钩，须在所有螺钉已全部紧固时(主桁杆件上足百分之五十冲钉和百分之三十五髙强度螺钉，其它杆件上足百分之三十冲钉和百分之三十的高强度螺栓并作基本拧紧)才能松钩，且松钩后应立即补足所有孔的高强度螺栓，并按施拧紧方法完成初、最终的拧紧。

(3)在支撑上安装钢桁梁的，其冲钉和髙强度螺钉的总容量不能小于栓孔总量的1/3，其中冲钉应为2/3，栓孔总量较小的冲钉和高强度螺栓总量也不能小于六个。

在安装钢桁梁时，冲钉量应根据实际承载的负荷来确定，但不能小于总数的一零点五。在其他栓孔上应安装高强度螺栓。安装冲钉和高强度螺栓时应保持一致。首先，应该将已安装的高强度螺栓进行最终拧紧，然后再更换冲钉并进行基本拧紧。但是，每次拆卸冲钉的总量不应超过总量的20%。

(4)高栓施拧式脚手挂架，既要拆装方便，又要安全，必须紧跟架梁进行固定，在脚手挂架安装前须由值班人员和安全人员审核后确定。

(5)对钢梁连接装配的检测工作应适时精确，每进行一个节间，检测一个钢梁拼装中线，并检测各节点预拱度，与原设计的计算值对比，以随时确定钢梁拼装制造与装配的质量。

2.3拼装工艺

钢桁梁拼装工艺要点:

首先在将孔杆件安装到位后，在孔与杆之间的距离大约为10毫米时，使用小撬棍进入孔内并调整位置，然后轻轻地提升吊钩，旋转杆件以与其他孔眼对齐。在钉栓中安装完孔眼后，首先在四周的栓孔中放置4个冲钉，然后安装4~6个工作紧固螺钉，确保底板缝隙中没有其他杂物。接着，拧紧工作位置的螺钉，并同时安装其他栓孔的冲钉和高强度螺栓。与栓孔重合后宜先用普通螺钉夹紧板面，而后再换用高强度螺钉栓合。吊挂于小横杠上的吊钩，须在所有螺钉全部紧固后(主桁杆件上足百分之五十冲钉和百分之三十五髙强度螺钉，其它杆件上足百分之三十冲钉和百分之三十的高强度螺栓并作基本拧紧)才能松钩，且松钩后应及时补足所有孔的高强度螺栓，并按施拧紧方法完成初、最终的拧紧。

2.4顶推施工

2.4.1施工组织

顶推施工时，由各墩派技术人员和设备作业技术人员对曲柄滑块偏位和装置工作状况进行观察，设备作业工人则负责倒运曲柄滑块和抄垫钢板。

装置的运行负责人在操作平台控制的顶推装置。技术人员与设备操作技术人员向现场通报钢桁梁在各个部位的走行状况后，由现场技术主任发布作业命令，以确定钢桁梁顶推的工作顺利进行。

钢桁梁前方还设有观测站，实时观察钢桁梁的整体偏位和变化状况。

图1顶推施工工艺流程图

2.5顶推方法

⑴在滑梁顶面上安装不锈钢复合钢板成为滑行层，段钢梁在安装时，先在滑道上的各支点位置将全部拼装垫块安好、锁紧后，最末端结点上成为顶推打滑支持点处(以滑行垫块抄垫后当作拼装垫块用)，钢梁拼装完毕后，在顶推打滑支持点处布置千斤顶将该段钢梁顶起，撤出全部拼装垫块(侧移至滑道外)，并将落梁在全部滑行垫块上。顶推时，通过对浮动块实施顶推，在浮动块下部放置MGB板，与滑梁顶面处不锈钢复合钢板间的摩擦力，等于在滑块顶面处与段钢梁拼装间的摩擦力，另外，将浮动块安装于结点上，在结点上设置限位装置，可以用于段浮动块与钢梁拼装间的纵向限位，从而实现段浮动块与钢梁拼装的同步滑行。各临时桥墩11、12、13、14、15上的滑道梁大运营里程端处各安装了一个千斤顶反力座，并安装了一个顶推装置，临时桥墩的顶推装置均由一个主控泵站系统操作，对千斤顶同时进行顶推，以抵消各临时桥墩因内部摩擦力而对临时支架所产生的水平压力。

⑵全墩的顶推在距离12墩5m处进行顶推，顶推长度为30+80+128+80=308m。

⑶经过对钢柱顶推情况的分析，我们决定采用以下顶推千斤顶组合：

在钢桁梁到达临时墩14号墩之前，使用13号墩上的2组水平千斤顶+12号墩2组水平千斤顶+4组竖向千斤顶（上14号墩起梁使用）。

在钢桁梁到达临时墩15之前，使用14号墩上的2组水平千斤顶+13号墩2组水平千斤顶+12号墩2组水平千斤顶+6组竖向千斤顶（上15号墩起梁使用）。

在钢桁梁到达临时墩16之前，使用15号墩上的2组水平千斤顶+使用14号墩上的2组水平千斤顶+13号墩2组水平千斤顶+8组竖向千斤顶（上16号墩起梁使用）。

当钢桁梁抵达临时墩16后，三个临时墩的千斤顶配合滑块将继续承受重量。

⑷在上一个节点的顶推完成后，从支点开始顶起滑块，使它通过曲道墩返回到下一个节点。为了实现这一过程，我们使用小卷扬机进行退回，每个墩左右各设置一台。同时，我们还会更换适当部位的拼装垫片和落顶，为下一次的钢墩顶推做好准备。钢管是抄垫材料的常用选择，抄垫顶高度应根据实际安装情况和预拱度要求进行确定，并确保在多层垫块板之间的稳定性。

3钢桁梁施工质量保证制度

3.1施工组织管理措施

①工程建设具体实施时，需制订确实有效的施工组织设计原则和有关本工程建设的质量保证方案，编写有关本工程建设的质量方案。项目实施过程中，所有工作人员必须严格按照项目经理部制订的各种操作规定认真执行。

②收集和了解与各工程项目相关的技术标准，施工作业规范，国家法律和行业标准，质量评定与检验规范等，并据此编写施工方法、各种技术施工的作业指导书。

③施工活动中，必须对施工结构进行动态控制，根据现场状况，不断完善、调整施工结构方法，使其最适宜、最合理、最适应施工现场。

3.2技术图纸复核制度

建筑工程初步设计图应当由建设项目总工程师或者专门技术人员认真检查审核，证明该图纸真实无误并出具审批意见后，才可以通过。

3.3技术交底制度

实施时，由项目总工程师等技术人员亲自做好技术安全的交底工作，将项目性质、施工要求、实施组织、施工工艺与技术、实施方法、时间要求、技术条件与技术规范要求等以书面形式，向项目各单位和操作队中施工管理人员进行了详尽的技术安全交底，实施时由项目经理部人员和操作队伍中的分部总工就单位、部门、时间分项施工的项目要求、施工性质、操作条件、技术规范等向现场技术人员和领工员进行了说明，现场技术施工交底时由现场技术人员向领工员和操作队管理人员进行了分项技术施工交底。

3.4检验批制度

施工期间，必须严格遵守施工自查、质监工程人员检查和监理项目终检等的规章制度，对于没有质监工程人员检查和监理项目检查考核合格的任何施工，严禁自动转为下道工序。

3.5技术资料管理制度

施工现场的各种技术文书和参考资料，由施工技术管理部门进行填报、汇总、归档。施工期间，要及时查阅、记载和清理各种施工资料，以便于竣工文书撰写，做到了工程施工完毕，竣工文书的编写完毕。

结束语

钢桁梁长距离的顶推安装，有效压缩了时间，保证了钢桁梁效率和安全性。与常规的桥位安装比较，人工的投资小，操作简便容易掌握;采用桥后道路作为拼装场所，有效减少了成本;使用临时钢管柱做顶推支墩，不干扰渠道环境，不干扰航空，有效维护了天然的生态环境，为世界同类钢桁梁安装技术创造了经验范例。

参考文献：

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[3] 杨江国. 钢桁梁顶推施工的技术应用[J]. 城市道桥与防洪， 2018(8):3.

[4] 姜明松. 铜陵公铁两用长江大桥南岸边跨钢梁架设施工技术综述[J]. 城市建设理论研究:电子版， 2014(35).