排榜立交主線跨線橋鋼箱梁頂推施工技術(shù)

劉文龍

(中鐵二十局集團第六工程有限公司，陜西西安 710000)

1 工程簡介

排榜立交橋上跨機荷高速公路，主墩設(shè)于機荷高速公路中央分隔帶上，其余墩設(shè)于機荷高速公路路基邊坡及坡腳;次邊墩跨越龍茜供水管道，設(shè)門式框架墩;右幅鋼箱梁位于直線上，主線跨線橋右幅鋼箱梁，位于18號～22號墩臺，跨徑組合為35．1 m+2×50 m+35．1 m四跨連續(xù)鋼箱梁;由于右幅跨度更大，故對右幅梁進行分析，鋼箱梁頂寬 16．58 m，底寬10．58 m，懸臂長 2．5 m，梁體凈高2 m(內(nèi)輪廓尺寸)。箱梁為單箱三室結(jié)構(gòu)，邊腹板為斜腹板，斜率為1∶4。箱梁頂板厚度，根據(jù)縱向受力不同分為14 mm，16 mm，22 mm 三種;底板厚度為 14 mm，16 mm，22 mm，28 mm四種;腹板厚度為4 mm，16 mm，18 mm，20 mm四種，線路縱坡為－2%。充分考慮橋梁結(jié)構(gòu)特點及現(xiàn)場吊裝能力、道路運輸、施工場地布置、橋位周邊環(huán)境、機荷高速公路現(xiàn)狀及交通流量等因素，為滿足安全、工期、技術(shù)、經(jīng)濟等方面的要求，該橋鋼梁采用頂推法施工。

2 鋼箱梁頂推施工控制工藝

2．1 主要設(shè)備和大型臨時設(shè)施

1)存放場。鋼箱梁存放場設(shè)置在主線橋與匝道梁之間，設(shè)兩處，面積均約80 m×14 m，主要作為鋼箱梁板單元件臨時存放場地。存放場地全部采用混凝土硬化，并砌筑不小于40 cm高的臺座，以方便存放鋼箱梁板單元。

2)拼裝胎架及滑道。在實施頂推作業(yè)前，拼裝鋼箱梁所用臨時支架設(shè)置在22號墩后78 m長度范圍內(nèi)，根據(jù)主線右幅鋼梁結(jié)構(gòu)特點，采用橫向4根/排，縱向每3 m一排，共27排鋼管立柱，通過縱橫桿連接成整體，形成拼裝胎架。

3)導(dǎo)梁。導(dǎo)梁是為頂推需要而設(shè)計的，總重71 t。a．結(jié)構(gòu)形式:導(dǎo)梁全長50m，采用工型梁桁架形式，前端梁高1m，后端梁高2 m，節(jié)間間距12 m，縱向布置兩片桁，兩片桁平行，桁間間距為3．9 m，與主橋鋼箱梁中腹板一致。導(dǎo)梁后端上下面板、腹板分別與鋼箱梁的面板、底板及中腹板焊接連接。b．連接橫梁:橫梁安裝間距6 m。c．材質(zhì):主桁分塊材質(zhì)均采用Q345B，橫梁均采用Q235B，材料技術(shù)條件符合GB/T 1591-2008低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的要求。d．剛度:鋼箱梁頂推最大懸臂時，導(dǎo)梁前端最大變形約533 mm。e．導(dǎo)梁與鋼梁連接處，導(dǎo)梁面板、底板寬度加大，采用熔透焊對接。f．為消除導(dǎo)梁前端下?lián)希奖銓?dǎo)梁上墩，導(dǎo)梁前端利用設(shè)于墩頂斜腿支架上的千斤頂施以頂力起頂。經(jīng)計算，頂力為6．5 t。

4)頂推系統(tǒng)。頂推系統(tǒng)組成有:2臺1 500 mm行程的150 t水平連續(xù)液壓頂及其液壓泵站控制單元1套。頂推裝置安裝在待滑移鋼箱梁的外腹板處，通過滑板支撐在外腹板與底板上。根據(jù)各頂推節(jié)段鋼梁重量、導(dǎo)梁重量、頂推縱坡以及滑板摩擦系數(shù)計算各頂推節(jié)段頂推控制力及最大頂推力。

5)臨時支墩及支架。經(jīng)受力分析計算出頂推過程中各墩頂最大豎向力及水平推力，根據(jù)各墩結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合其受力分析，臨時支墩及支架設(shè)計如下:橋臺及蓋梁墩利用永久結(jié)構(gòu)接供滑塊基礎(chǔ)，于蓋梁施工時預(yù)埋鋼板及限位型鋼。經(jīng)檢算，受力滿足結(jié)構(gòu)安全要求。

6)滑塊。各墩頂滑塊規(guī)格:400 mm×600 mm四氟乙烯板，固定于工字鋼梁塊上，滑塊與臨時墩或橋臺間固結(jié)或設(shè)限位器。梁底采用500 mm×500 mm厚10 mm PTFE滑板，采用人工喂板，實現(xiàn)頂推過程中滑板連續(xù)。

2．2 鋼箱梁節(jié)段劃分及場內(nèi)加工制作

右幅主線橋鋼箱梁縱向全長共劃分為21個節(jié)段(YF1→YF21)，長度組合為(4．87+3×9+6+8+4×9+6+4×9+8+6+3×9+4．87)m。橫向標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段板單元共分36塊，其中頂板單元7塊，底板單元5塊，腹板單元4塊，橫隔板單元20塊。大部分焊縫在板單元內(nèi)進行，既保證焊縫質(zhì)量，也保證節(jié)段總拼的質(zhì)量。

2．3 施工準(zhǔn)備

1)在拼裝支架上滑道梁端部的設(shè)計位置安裝2臺150 t水平液壓頂及其控制系統(tǒng)。2)18號、22號墩豎向布置2臺100 t千斤頂。3)19號墩支座處豎向布置2臺400 t千斤頂，21號墩支座處豎向布置4臺200 t千斤頂。4)20號墩豎向布置2臺500 t千斤頂。5)18號、19號、20號、21號墩上滑道梁共布置1臺150 t水平糾偏千斤頂。

2．4 頂推架設(shè)施工步序

步驟一:1)根據(jù)橋梁線性，架設(shè)順序由低往高架設(shè)(即從深圳側(cè)往博羅側(cè)架設(shè));為了架設(shè)及安裝焊接方便，連續(xù)鋼箱梁底板橋橫向保持水平組拼，鋼箱梁水平頂推。2)在深圳側(cè)橋臺后布置78 m鋼箱梁拼裝胎架。

步驟二:1)在拼裝胎架上布置滑道，調(diào)整滑道標(biāo)高。2)在橋墩、橋臺上方布置滑移、糾偏和起頂裝置。

步驟三:1)在滑道上鋪設(shè)滑塊;2)在拼裝胎架上拼裝導(dǎo)梁。

步驟四:1)利用50 t汽車吊把導(dǎo)梁擺放至深圳側(cè)邊跨上，為防止導(dǎo)梁在頂推過程中撓度過大而侵入機荷高速行車界限，擺放導(dǎo)梁時，將導(dǎo)梁整體墊高50 cm;2)在導(dǎo)梁尾部拼裝第一頂推節(jié)段鋼箱梁;3)連接拼裝第一頂推節(jié)段鋼箱梁與導(dǎo)梁。

步驟五:1)頂推第一個節(jié)間距離;2)安裝第二個頂推節(jié)段鋼箱梁，頂推第二個節(jié)間距離;3)重復(fù)此操作，直至鋼箱梁滑移至深圳側(cè)邊墩;4)在深圳側(cè)邊墩安裝糾偏裝置(1臺150 t千斤頂)，對連續(xù)鋼箱梁進行橫向糾偏。

步驟六:1)繼續(xù)頂推安裝鋼箱梁;2)當(dāng)導(dǎo)梁滑移至深圳側(cè)輔墩的滑座上時，在鋼梁下鋪設(shè)滑塊，滑塊跟隨鋼梁進出;3)在輔墩上安裝糾偏裝置(1臺100 t千斤頂)，對已拼裝的連續(xù)鋼箱梁進行橫向糾偏。

步驟七:重復(fù)操作，直至導(dǎo)梁滑移至博羅側(cè)邊墩。

步驟八:1)待導(dǎo)梁第一節(jié)滑出博羅側(cè)邊墩時，拆除導(dǎo)梁前端第一節(jié)。2)繼續(xù)安裝并頂推連續(xù)鋼箱梁，直至全部拆除導(dǎo)梁。

步驟九:1)頂推連續(xù)鋼箱梁至設(shè)計位置。2)通過調(diào)整橋墩處糾偏裝置，調(diào)整連續(xù)鋼箱梁橫向位置至設(shè)計位置。3)在墩頂鋪設(shè)起頂裝置，把連續(xù)鋼箱梁抬離滑座，拆除滑座。4)通過起頂裝置，下放鋼箱梁，把連續(xù)鋼箱梁調(diào)整至設(shè)計標(biāo)高。

步驟十:安裝連續(xù)鋼箱梁支座，拆除臨時支墩及臨時鋼管樁，連續(xù)鋼箱梁架設(shè)完成，進入橋面鋪裝工序。

3 安全及質(zhì)量控制

1)頂推裝置及滑移系統(tǒng)安裝在鋼箱梁外腹板下方，有利于提高箱梁滑移過程中的穩(wěn)定性;利用液壓油缸步履式同步頂推和增加鋼箱梁外側(cè)的橫向限位裝置，有力的保障了鋼梁的準(zhǔn)確性和安全性。2)通過增設(shè)導(dǎo)梁裝置，調(diào)整了鋼箱梁在頂推過程中的受力狀態(tài)，大大減小了鋼箱梁的應(yīng)力和變形量，有利于鋼箱梁的調(diào)整及質(zhì)量保障。3)跨線機荷高速車流量大，不利于封路施工;在頂推施工時，鋼箱梁表面必須保證無雜物及易脫落構(gòu)件，導(dǎo)梁連接螺栓緊固。在機荷高速上的橋墩上施工時，增設(shè)防護措施，不得在施工過程中墜落物品。4)鋼箱梁桿件吊裝時，使用專用的鋼梁起吊工具，不得損傷鋼箱梁。5)鋼箱梁在頂推過程中的線型控制:鋼箱梁在工廠總拼時，已根據(jù)梁的預(yù)設(shè)拱度和橋梁成橋線型預(yù)拼;在頂推鋼梁時，鋼梁受力處于自由狀態(tài)，箱梁尾端受力為0，鋼箱梁拼裝時，待拼節(jié)段與尾端節(jié)段通過匹配件緊固，同時處于自由受力狀態(tài)，則鋼梁焊接成型后的線型與成橋線型一致。6)臨時設(shè)施拆除時，要確保施工安全，同時不影響機荷高速的車輛運行。

4 結(jié)語

目前博深高速排榜立交主線跨線橋鋼箱梁頂推施工已經(jīng)完成，鋼箱梁質(zhì)量控制良好，線形流暢，與設(shè)計吻合，平縱面尺寸、位置及標(biāo)高均符合圖紙設(shè)計，為大跨度鋼箱梁頂推施工積累了豐富的經(jīng)驗。實踐證明大跨度鋼箱梁頂推施工控制應(yīng)注意以下幾點:

1)各臨時設(shè)施受力檢算及選擇是保證施工順利進行的基礎(chǔ);2)頂推作業(yè)時節(jié)點撓度及中線的測量是施工的關(guān)鍵。