公路橋梁頂推法施工技術(shù)研究

丁廣翔

（山西路橋第一工程有限責(zé)任公司）

公路橋梁頂推法施工技術(shù)研究

丁廣翔

（山西路橋第一工程有限責(zé)任公司）

在橋梁工程中頂推法是一種非常有效的架梁施工技術(shù)，目前廣泛應(yīng)用于曲線橋梁、等截面直線橋梁或中等跨度等橋梁工程中。本文對(duì)公路橋梁工程中頂推法施工方法和技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了探討。

公路橋梁；頂推法；施工技術(shù)

目前在我國(guó)的公路橋梁工程中，頂推法是一種比較常見(jiàn)的施工技術(shù)。頂推法大多應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土等截面連續(xù)梁橋梁以及斜拉橋梁工程中。這種方法主要是指在橋頭對(duì)梁體進(jìn)行逐段的澆筑、拼裝，然后采用千斤來(lái)進(jìn)行縱向的頂推，使梁體通過(guò)各墩頂?shù)呐R時(shí)滑動(dòng)面來(lái)就位。應(yīng)用頂推法施工時(shí)，所采用的機(jī)械設(shè)備較為簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、施工穩(wěn)定性較強(qiáng)、施工噪音低且施工質(zhì)量較容易控制，所以具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

1 頂推施工方法

1.1 單點(diǎn)頂推法

單點(diǎn)頂推法主要應(yīng)用于一些頂推梁段較短、直線橋梁當(dāng)中，也適用于橋墩所承受水平荷載較大或后座能提供較高的水平反力的橋梁中。單點(diǎn)頂推法的頂推千斤頂或拉桿牛腿大多安設(shè)在箱梁兩側(cè)。主梁預(yù)制場(chǎng)附近的橋臺(tái)或橋墩為頂推裝置集中區(qū)域，滑動(dòng)支承設(shè)置在前方墩的各支點(diǎn)上。頂推施工時(shí)，滑塊在各個(gè)銹鋼板上進(jìn)行滑動(dòng)，并在前方滑出，同時(shí)不斷在滑道后方喂入滑塊，以保證梁身平穩(wěn)前進(jìn)。

1.2 多點(diǎn)頂推法

這種方法是在每個(gè)墩臺(tái)上設(shè)置一對(duì)噸位較低的水平千斤頂，使頂推力能夠分散到每個(gè)墩臺(tái)上。多點(diǎn)頂推是利用水平千斤頂傳給墩臺(tái)的反力來(lái)對(duì)梁體滑動(dòng)所產(chǎn)生的摩阻力進(jìn)行平衡，因此在頂推過(guò)程中橋墩所承受的水平作用力較小，也就是說(shuō)，多點(diǎn)頂推這種施工方法也可應(yīng)用于柔性墩上。另外，多點(diǎn)頂推法對(duì)頂推設(shè)備的噸位要求不高，比較容易獲得，所以在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋工程中應(yīng)用比較廣泛。與單點(diǎn)頂推法相比，多點(diǎn)頂推法不用使用大規(guī)模頂推設(shè)備，對(duì)頂推梁的偏離能夠進(jìn)行有效控制，且墩身所受的水平推力也較小，各墩施力較為均勻，比較適合應(yīng)用于柔性墩和曲線橋當(dāng)中。

2 頂推設(shè)備

2.1 滑道

對(duì)于頂推法施工來(lái)說(shuō)，最大限度減小摩阻力是施工的關(guān)鍵技術(shù)。施工過(guò)程中可通過(guò)在梁底和墩頂設(shè)置滑道的方法來(lái)減小摩阻力?；揽刹捎镁鬯姆蚁┌搴玩囦摪?，同時(shí)對(duì)滑移面的摩擦系數(shù)進(jìn)行控制。聚四氟乙烯滑組合在不銹鋼板上滑動(dòng)，滑塊不斷喂入后方的滑道，來(lái)保持梁身平穩(wěn)前進(jìn)?；赖呐R時(shí)支承通常為不銹鋼板與聚四氟乙滑塊組合，其中的滑塊是由四氟板和橡膠塊構(gòu)成。將臨時(shí)支承設(shè)置在混凝土的臨時(shí)墊塊上，在主梁拼裝就們以后再進(jìn)行拆除，更換成正式的支座。也可以將滑道設(shè)置在永久支座上面，但需要對(duì)支座進(jìn)行必要的防護(hù)，以免在頂推施工時(shí)對(duì)支座造成破壞。

2.2 千斤頂與油泵

頂推裝置一般都集中在主梁預(yù)制場(chǎng)附近的橋臺(tái)或墩臺(tái)上，而滑動(dòng)支承需要設(shè)置在前方各支點(diǎn)上。根據(jù)頂推方法的不同，頂推裝置也有所不同。一種是由水平千斤頂通過(guò)箱梁兩側(cè)的牽動(dòng)鋼桿來(lái)對(duì)預(yù)制梁進(jìn)行頂推；另外一種是水平千斤頂與豎直千斤頂進(jìn)行配合，來(lái)對(duì)預(yù)制梁進(jìn)行頂推。通常情況下拉桿式頂推方法的應(yīng)用比較常見(jiàn)。這種方法需要在每個(gè)墩位上都設(shè)置一對(duì)水平千斤頂，并采用錐楔塊將桿的前端固定在水平千斤頂活塞桿的頭部，然后采用特制的拉錨器、錨定板等連接裝置連接在箱梁上。將水平千斤頂固定在特制的墩身支座上，并在梁位下面設(shè)置上滑板和滑塊。施工時(shí)每個(gè)千斤頂都能同時(shí)施力，來(lái)帶動(dòng)箱梁在滑道上移動(dòng)。

3 臨時(shí)設(shè)施

3.1 導(dǎo)梁

導(dǎo)梁為等截面或變截面的鋼桁梁或鋼板梁，通常在主梁的前端設(shè)置導(dǎo)梁，并采用預(yù)埋件來(lái)連接鋼導(dǎo)梁。在外形上，導(dǎo)梁的底緣與箱梁底在同一平面上，前端底緣為向上的圓弧形，這樣有利于頂推時(shí)通過(guò)橋墩。鋼導(dǎo)梁具有減少頂推時(shí)梁前端懸臂負(fù)彎矩的作用。鋼導(dǎo)梁的受力情況主要有正彎矩及剪力，還有較小的負(fù)彎矩。對(duì)鋼導(dǎo)梁的長(zhǎng)度要進(jìn)行嚴(yán)格控制，其合理的長(zhǎng)度應(yīng)該能夠滿足主梁最大懸臂負(fù)彎矩與使用狀態(tài)下各支點(diǎn)負(fù)彎矩接近的原則。另外還需要對(duì)導(dǎo)梁的剛度進(jìn)行明確，可選擇剛度較小或變剛度的導(dǎo)梁，但其剛度必須能夠滿足穩(wěn)定性和強(qiáng)度的要求；還需要對(duì)鋼導(dǎo)梁的動(dòng)力系數(shù)進(jìn)行規(guī)定，以保證結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的安全性。在鋼導(dǎo)梁與箱梁進(jìn)行連接時(shí)，應(yīng)該將鋼導(dǎo)梁的T型板全部埋入到箱梁內(nèi)，箱梁端也需要設(shè)置用于錨固鋼導(dǎo)梁的異形段。采用螺紋鋼筋預(yù)應(yīng)力筋對(duì)鋼導(dǎo)梁與箱梁進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。在施工過(guò)程中可能會(huì)存在正負(fù)彎矩在導(dǎo)梁上反復(fù)出現(xiàn)、連接螺栓松動(dòng)、主梁與導(dǎo)梁連接處變形、混凝土開(kāi)裂等問(wèn)題，所以，在頂推施工過(guò)程中，需要及時(shí)對(duì)各連接部位、特殊構(gòu)件進(jìn)行檢查。同時(shí)對(duì)導(dǎo)梁的撓度進(jìn)行隨時(shí)觀測(cè)。對(duì)于曲線橋，在頂推施工過(guò)程中也可以設(shè)置導(dǎo)梁，此時(shí)導(dǎo)梁的平面線形應(yīng)該與曲線橋的圓曲線切線方向一致。如果曲線的半徑較小，也可能采用折線形的導(dǎo)梁形式。

3.2 臨時(shí)墩

臨時(shí)墩與鋼導(dǎo)梁的作用一樣，也是為了減小頂推施工時(shí)產(chǎn)生的正、負(fù)彎矩。尤其在頂推的跨徑較大時(shí)，或者頂推橋梁的型式比較復(fù)雜時(shí)，都需要設(shè)置臨時(shí)墩。臨時(shí)墩的受力主要為梁體的垂直荷載，以及頂推的水平摩阻力。另外，設(shè)置臨時(shí)墩時(shí)還需要考慮到頂推施工啟動(dòng)或停止的慣性作用，施工期間通航、洪水或其它方面對(duì)臨時(shí)墩的擾動(dòng)。臨時(shí)墩設(shè)置時(shí)不僅要滿足強(qiáng)度、剛度、變形、受力以及溫度等要求，還需要考慮到其拆除時(shí)的施工方案。

4 頂推法施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 分段長(zhǎng)度的確定

頂推法制梁的方法有兩種，即工廠預(yù)制塊件或現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行連續(xù)預(yù)制。采用工廠預(yù)制時(shí)由于受運(yùn)輸條件限制，所以節(jié)段的長(zhǎng)度通常都小于5m，這樣就會(huì)增加接頭工作和運(yùn)輸設(shè)備，對(duì)施工成本也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。所以通?？刹捎矛F(xiàn)象預(yù)制的方法。預(yù)制場(chǎng)是進(jìn)行主梁節(jié)段澆筑、模板、銅筋以及鋼索加工的主要場(chǎng)地。施工時(shí)可將預(yù)制場(chǎng)設(shè)置在橋臺(tái)后，且空間要能夠滿足預(yù)制節(jié)段的需要。在主梁節(jié)段預(yù)制完成后，將節(jié)段向前頂推，并在突出的平臺(tái)進(jìn)行下一節(jié)段的澆筑。在頂推以后被頂出的梁段不應(yīng)該有高程變化，梁尾也不能出現(xiàn)轉(zhuǎn)角現(xiàn)象，所以需要在到達(dá)主跨之前設(shè)置好過(guò)渡孔，并確定出分孔及長(zhǎng)度。

4.2 節(jié)段的預(yù)制

對(duì)于橋梁工程來(lái)說(shuō)，節(jié)段的預(yù)制質(zhì)量非常關(guān)鍵，它往往決定著橋梁的整體質(zhì)量和施工速度。節(jié)段預(yù)制是在預(yù)制場(chǎng)上進(jìn)行固定流程的生產(chǎn)，所以可以根據(jù)工廠預(yù)制的方法來(lái)進(jìn)行廠房、吊車等生產(chǎn)條件的準(zhǔn)備，這樣也可保證預(yù)制工作不受天氣情況的影響，從而提高節(jié)段預(yù)制的效率。通常頂推法施工多為等截面，模板可以進(jìn)行重復(fù)使用，所以可盡量選用鋼模板，從而保證預(yù)制梁尺寸具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 落梁

落梁是指將頂推到位后的箱梁頂起來(lái)，將頂推時(shí)的臨時(shí)滑道等裝置拆除，然后安裝永久性的支座，最后將箱梁穩(wěn)定降落在支座上。落梁前需要對(duì)臨時(shí)索進(jìn)行拆除，預(yù)應(yīng)力張拉，對(duì)所有管道進(jìn)行灌漿；對(duì)橋墩位的高程進(jìn)行復(fù)測(cè)，同時(shí)檢查樁基的沉降量；將橋墩蓋梁平面進(jìn)行清理。落梁施工時(shí)可采取分段落梁的方法。

5 結(jié)論

在我國(guó)頂推施工技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)較為成熟，但施工過(guò)程中仍然需要注意許多細(xì)節(jié)?？筛鶕?jù)橋梁的形式來(lái)選擇具體的頂推方法，施工時(shí)還應(yīng)該結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況來(lái)設(shè)置預(yù)制平臺(tái)，對(duì)預(yù)制平臺(tái)底模、滑道板的標(biāo)高等進(jìn)行有效的控制，盡量減少底模和臨時(shí)墩的沉降量，以保證頂推施工的順利進(jìn)行。