钢箱梁顶推技术在路桥施工中存在的问题与优化对策研究

钢箱梁顶推技术在路桥施工中存在的问题与优化对策研究

成晓玲        杨文珺

湖北中铭工程检测有限公司       湖北  441000

摘要：社会经济的发展，促进了路桥工程建设的发展，路桥施工建设越来越多。目前国内外普遍采用的施工方法是钢箱梁顶推施工技术。因此，本文首先分析钢箱梁安装施工步骤及工艺流程，其次探讨钢箱梁顶推技术在路桥施工中存在的问题，最后就钢箱梁顶推技术在路桥施工的优化对策进行研究，为其他工程顶推施工提供了经验。

关键词：钢箱梁桥梁；顶推施工；设备适应性

引言

在路桥建设中，大跨度钢箱梁顶推技术被广泛应用，以实现快速施工和提高工程质量。随着科技的不断发展和智能化技术的应用，智能化施工技术在大跨度钢箱梁顶推施工中的作用也越来越重要。钢箱梁顶推是一种先进的施工技术，它通过钢箱梁的顶推方式实现桥梁施工，具有施工周期短、施工质量高和施工安全可靠等优点。然而，大跨度钢箱梁顶推施工过程中存在一些问题和挑战，比如施工过程监控不及时、施工工艺不完善和材料选择不合理等。为了解决这些问题，智能化施工技术应运而生。

1钢箱梁安装施工步骤及工艺流程

钢箱梁桥梁的顶推施工是一项复杂且精密的工程活动，涉及多个关键步骤和技术要求。通常，这种工作开始于精确的钢梁拼装，这一过程在专门的拼装区域进行，需要使用重型起重设备如80吨级的汽车吊，这些设备不仅用于将钢梁从运输车辆上卸下，还负责将其安全地转移到拼装地点。拼装过程中，技术人员需要确保每一节钢梁都按照设计图纸准确对接，以保证最终结构的稳定性和安全性。一旦拼装完成，接下来的步骤是将钢梁通过顶推方法安装到最终位置，这通常涉及使用特制的可调节平板车，这些车辆能够承载重型钢梁并在桥梁上按预定轨迹移动。顶推过程采用精确计算的力量和速度，确保钢梁平稳地移至指定位置。在整个顶推过程中，技术团队会密切监控钢梁的运动轨迹和速度，以避免任何可能的偏差或损伤。钢梁到位后，最后一步是落梁施工，这一步骤要求使用高精度的千斤顶和其他支撑设备，以确保钢梁安全地降落到预定的支撑点上。整个落梁过程中，施工团队必须精确控制千斤顶的力量和速度，以防止结构在安装过程中发生位移或损坏。通过这些精心规划和执行的步骤，钢箱梁桥梁的顶推施工确保了结构的精确安装和长期稳定性。

2钢箱梁顶推技术在路桥施工中存在的问题

2.1钢箱梁结构设计复杂

钢箱梁设计在桥梁建设领域中是一项挑战，涉及众多细节，从材料属性到结构性能，再到耐久性及施工的具体需求。其设计复杂度源自必须承载的多重负荷，包括自重和未来的交通压力，要求设计不仅满足强度和刚度的标准，还要适应施工过程中的顶推需求。这要求在设计阶段采用精细的计算工具和深入的技术分析，以确保整体结构既可靠又安全。

2.2结构安全与稳定性问题

钢箱梁桥梁顶推施工中的另一主要问题是结构安全与稳定性，在整个顶推过程中，确保主梁、导梁以及临时支撑结构的稳定性至关重要。任何在顶推过程中出现的结构变形、位移或不稳定现象都可能导致严重的安全事故，这种风险在长距离顶推或者使用较长的悬臂时尤为显著，因为这些情况会对结构施加额外的应力和扭矩。解决这一问题需要对整个顶推系统的稳定性进行细致的分析和计算，这包括对顶推力的分布、结构重量和临时支撑的布局进行精确计算，以确保在整个顶推过程中，结构不会超出安全承载范围。此外，监控系统的作用在这里也显得尤为重要，它可以实时监控结构的运动和应力分布，及时发现任何潜在的安全隐患。通过制定详细的应急预案和安全措施，可以在出现问题时迅速采取行动，最大限度地减少风险和损失。

3钢箱梁顶推技术在路桥施工的优化对策

3.1优化顶推系统的布置设计

在桥梁建设中，钢箱梁顶推技术的应用尤为关键，尤其是在多点顶推方式的布置上。这种方法通过滑动和顶推装置的组合，实现了力的分散，进而提升了施工的安全性与效率。它减轻了对单点顶推设备的依赖，并有效控制了梁体的偏移，减少对桥墩的横向压力。数学表达式揭示了多点顶推效能，梁体推动仅当顶推力总和超越所有支点反力乘以摩擦系数与纵坡率的总和。例如，在六点顶推的初期工况中，总顶推力显著高于反力和摩擦的乘积，验证了该方法的有效性。虽然多点顶推技术需要更多的设备和高度同步操作，但其优势显著。同步协作的顶推点确保了梁体受力均匀，移动平稳，减少了启动或停止时的抖动，同时方便了梁体的调整与定位，提供了高精度的顶推和就位。加固钢箱梁腹板是顶推技术中重要一环，顶推点移动时，腹板两侧和底板增设的横隔板（尺寸200mm×300mm，厚度16mm）加固了结构，分散了集中力，降低了应力集中，同时保护了梁体。在实施多点顶推时，根据滑道摩擦系数选用100t水平千斤顶，提高了操作的精确性和安全性。精确计算和设计的多点顶推系统，在保障施工安全的前提下，提升了工效和工程质量。步履式顶推方案为多点顶推技术提供了优化，通过同步协同的顶推点保障了梁体整个过程中的均匀受力和平稳移动，提高了施工的安全性和可靠性，并支持独立的顶升、顶推和侧移操作模式，便于梁体精准就位。

3.2强化结构安全性评估和监控

针对钢箱梁桥梁顶推施工中的结构安全与稳定性问题，强化结构安全性评估和监控成为一项至关重要的应对策略，这个过程包括在施工前进行全面的风险评估，以识别可能对结构稳定性造成威胁的因素。评估中，需要考虑各种潜在的风险，如不利的气候条件、地质不稳定、材料性能波动以及施工过程中可能出现的人为错误。在施工过程中，实施实时监控对于确保结构安全至关重要，这通常涉及使用高级的监测技术，如传感器、GPS定位和实时数据分析系统。这些技术能够提供关于结构运动、应力分布和其他关键参数的实时反馈，使项目团队能够及时检测到任何异常情况，并迅速采取措施进行纠正。同时，建立和维护一个有效的沟通和协调机制也是保障结构安全的关键，工程师、施工团队和监控人员之间的紧密合作，确保所有相关方都能及时获取重要信息，并在必要时迅速做出反应。

3.3顶推施工质量保证措施

在进行顶推过程中，需要实时监控各千斤顶的顶升高度、顶推位移和油压等参数，以确保各千斤顶同步操作。同时，在顶推施工过程中，必须采用导向设施来保证钢梁沿梁轴中心线方向移动，避免偏移情况的发生。若有偏移情况出现，应该在梁体运动状态下进行调整，严禁在梁体静止状态下横推梁体。施工单位应根据施工监控指令，在拱肋安装、钢梁顶推施工工程中对钢主梁、钢导梁、钢拱肋等构件进行施工监测，监测内容包括钢主梁、钢导梁、钢拱肋的内力和应力、支座反力、标高、变形和温度等。标高的控制测量必须在晚上00:00至凌晨04:00之间进行。在顶推过程中，不得安装永久支座钢垫板，待钢梁顶推到位后再进行安装，横向限位装置应在施工完毕后进行安装。在采用步履式顶推时，需要保证垫梁具有足够的长度和刚度，并且应与梁体底部完全接触体腹板可靠受力。竖向顶升和水平顶推各墩的同步精度应控制在5mm以内，同墩两侧的同步精度应控制在4mm以内。

结语

在现代桥梁建设中，这样的顶推技术已经成为一种常见且有效的方法，展示了工程技术的不断进步，以及人们在挑战极限、打破常规的过程中对技术创新的追求。

参考文献

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[2]杨厚高.桥梁钢箱梁顶推施工关键技术研究[J].运输经理世界，2021（36）：128-130.

[3]彭龙翥.桥梁钢箱梁顶推施工关键技术研究[J].中国建筑装饰装修，2021（10）：46-47.