等截面連續(xù)箱梁頂推施工方案及技術(shù)難點(diǎn)

楊素娟+++張威振++秦立朝

摘要：鋼導(dǎo)梁處于懸臂時(shí)，在導(dǎo)梁截面上由自重產(chǎn)生的負(fù)彎矩很小，而當(dāng)鋼導(dǎo)梁上支承墩后，受力主要由剪力和正彎矩控制。鋼導(dǎo)梁和箱梁的連接斷面是最不利斷面，在過(guò)去的施工中，曾在該斷面以及箱梁與導(dǎo)梁錨固區(qū)出現(xiàn)過(guò)裂縫，需引起重視，受力必須有較大的安全儲(chǔ)備，錨固必須可靠，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，后果不堪設(shè)想，且無(wú)法補(bǔ)救。將鋼導(dǎo)梁與箱梁的錨固措施進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，這些改進(jìn)措施可以非常有效地解決導(dǎo)梁與箱梁錨固區(qū)開(kāi)裂的難題。本文主要以長(zhǎng)沙市營(yíng)盤(pán)東路瀏陽(yáng)河大橋?yàn)槔榻B等截面連續(xù)箱梁頂推施工方案和技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞等截面連續(xù)箱梁；頂推施工；技術(shù)方案

【中圖分類號(hào)】U445.4

跨越河流、鐵路的橋梁，為了滿足泄洪和通航、鐵路的行車(chē)凈空要求，對(duì)橋梁通航凈高與橋墩尺寸有其特殊的要求。因此，采用頂推工藝成橋具有占用土地少、對(duì)橋下交通干擾小、施工安全、設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在橋梁工程上得到普遍應(yīng)用。頂推施工過(guò)程中，主梁的受力比常規(guī)的施工方法要復(fù)雜的多，橋梁上部結(jié)構(gòu)隨著施工階段的進(jìn)展，位置不斷變化，從而不斷地轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體系。施工過(guò)程中梁體各截面都要經(jīng)受較大的正、負(fù)彎矩，所以必須準(zhǔn)確地計(jì)算出結(jié)構(gòu)在整個(gè)施工過(guò)程中的受力情況，以保障頂推過(guò)程中的施工安全。

有報(bào)道說(shuō)，頂推梁”十頂九裂”，經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)問(wèn)題在于箱梁在墩頂完全由兩條長(zhǎng)方形的滑道支承，梁體局部承壓，這里是預(yù)應(yīng)力管道布置最密的地方，斷面消弱嚴(yán)重，預(yù)加應(yīng)力集中，而且又有豎向蹬筋的存在，多個(gè)方向的應(yīng)力集中一起，狀態(tài)比較復(fù)雜。如何減小應(yīng)力集中是目前工程界亟待解決的問(wèn)題。

1、工程概況

長(zhǎng)沙市營(yíng)盤(pán)東路瀏陽(yáng)河大橋主橋設(shè)計(jì)為48.0m+3×59.0m+48.0m=273m，五跨一聯(lián)“類雙層”預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。箱梁橫向?yàn)殡p幅橋，單幅為單箱雙室等高度截面，外側(cè)梁高3.508m，在單幅箱梁腹板兩側(cè)平底板懸臂伸出挑梁，內(nèi)側(cè)作為管線通道，外側(cè)作為非機(jī)動(dòng)車(chē)及人行道。主橋橋墩按順?biāo)鞣较虿贾?，橋墩軸線與橋軸線斜交成79o角度。主橋縱向處于半徑為2734.0m凸形豎曲線上，實(shí)際最大縱坡約2.98%。

箱梁施工采用頂推法施工。五跨一聯(lián)箱梁共分成9個(gè)節(jié)段預(yù)制、頂推。五孔主橋跨中均設(shè)置臨時(shí)墩，減小頂推跨徑。箱梁主要材料采用C50砼，構(gòu)造鋼筋采用標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)sk=335mpa的Ⅱ級(jí)鋼筋與fsk=235mpa的Ⅰ級(jí)鋼筋。預(yù)應(yīng)力筋采用直徑為φ15.24mm，低松弛鋼絞線，其抗拉強(qiáng)度f(wàn)sk=1860mpa。

箱梁分9段預(yù)制、頂推，各段工程數(shù)量如下表

單幅箱梁節(jié)段工程數(shù)量表

梁段號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 合計(jì)

長(zhǎng)度（m） 33.25 29.50 29.50 29.50 29.50 29.50 29.50 29.50 33.25 273

砼數(shù)量（m3） 500.4 474.4 474.4 474.4 474.4 474.4 474.4 474.4 500.4 4321.6

注：表中數(shù)據(jù)未包括齒板混凝土數(shù)量

單幅箱梁頂推總長(zhǎng)度為273m，砼總體積4369m3 ，總重量約 113594 KN，每延米平均砼約16.0m3，每延米自重約 416 KN。

2、 總體施工方案和箱梁施工工藝流程

2.1 總體施工方案

根據(jù)本橋設(shè)計(jì)，為了保證滿足工期要求，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，計(jì)劃兩幅箱梁 投入兩套預(yù)制平臺(tái)及頂推設(shè)備，基本上平行進(jìn)行預(yù)制、頂推。主橋的基礎(chǔ)、下部構(gòu)造要求一進(jìn)場(chǎng)就要全面鋪開(kāi)施工，盡早完成，且在五孔主橋中分別施工臨時(shí)墩。

將箱梁預(yù)制平臺(tái)布置在瀏陽(yáng)河?xùn)|岸河堤外側(cè)10#墩～12#墩橋跨之間，前端距10#墩約18m；完成11#墩、12#墩基礎(chǔ)后，進(jìn)行頂推箱梁預(yù)制場(chǎng)的施工；預(yù)制平臺(tái)前端與10#墩之間設(shè)置1個(gè)臨時(shí)墩，與10#墩形成一道16m跨徑的頂推過(guò)渡孔。在預(yù)制臺(tái)座上逐段預(yù)制箱梁，第1段箱梁前端安裝鋼導(dǎo)梁，鋼導(dǎo)梁與箱梁、以及梁段之間施加縱向預(yù)應(yīng)力后，逐段推出，反復(fù)循環(huán)進(jìn)行預(yù)制、頂推9個(gè)梁段的施工，從東岸（10#墩）向西岸（5#墩）方向分別將兩個(gè)單幅箱梁頂推到位。

兩幅箱梁頂推到位后，將鋼導(dǎo)梁從根部割斷拆除，按照設(shè)計(jì)要求拆除臨時(shí)預(yù)應(yīng)力索，張拉、壓漿后期預(yù)應(yīng)力索，拆除主橋跨中臨時(shí)墩，然后完成落梁工作，即拆除預(yù)推滑道，安裝永久支座，完成五跨連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換工作，恢復(fù)通航航道。

2.2 單幅箱梁頂推施工工藝流程

主橋箱梁施工程序

3、施工重點(diǎn)與難點(diǎn)及解決措施

預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁頂推法施工技術(shù)在國(guó)內(nèi)已有長(zhǎng)足的進(jìn)步，日趨成熟。但是營(yíng)盤(pán)東路瀏陽(yáng)河大橋連續(xù)箱梁頂推又有其顯著特點(diǎn)，單箱雙室斷面構(gòu)造復(fù)雜，主跨徑59.0m，外側(cè)梁高3.508m，類雙層結(jié)構(gòu)，縱向處于半徑為2734.0m的豎曲線上，橋墩軸線與橋軸線斜交，箱梁砼體積大，單幅重量重，每延米自重約416KN。

3.1箱梁頂推技術(shù)難點(diǎn)及措施

本橋施工重點(diǎn)是箱梁預(yù)制頂推，施工難點(diǎn)也是箱梁頂推，另外臨時(shí)墩的安全及落梁支座安裝也是施工中的難點(diǎn)。克服箱梁頂推難點(diǎn)的技術(shù)措施主要有以下幾點(diǎn)：

（1）合理布置整個(gè)箱梁預(yù)制場(chǎng)，包括預(yù)制臺(tái)座與臺(tái)座的小跨徑過(guò)渡墩；

（2）預(yù)制平臺(tái)（平臺(tái)、模板）有足夠強(qiáng)度與剛度，且升降自如，調(diào)整方便；

（3）控制箱梁構(gòu)造鋼筋，砼澆注，預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量，保證箱梁預(yù)制外形整體線形及內(nèi)在質(zhì)量；

（4）采用有足夠剛度和合適長(zhǎng)度的導(dǎo)梁，保證連接牢固；

（5）嚴(yán)格控制所有滑道標(biāo)高精度，在理想圓曲線內(nèi)，選用摩擦系數(shù)小的新型高分子塑料滑板；

（6）安裝能足夠施力且有富余的頂推設(shè)備，保證頂推過(guò)程順利；

（7）采用可靠的橫向?qū)蜓b置，控制箱梁滑動(dòng)過(guò)程橫向偏差，符合規(guī)范要求；endprint

對(duì)施工中關(guān)鍵過(guò)程進(jìn)行控制：箱梁底板線形；預(yù)應(yīng)力質(zhì)量；滑道標(biāo)高精度；墩頂位移；箱梁內(nèi)力與外表裂紋的檢查等。

3.2 臨時(shí)墩施工技術(shù)難點(diǎn)及措施

臨時(shí)墩在箱梁頂推過(guò)程，保證安全也是一個(gè)難點(diǎn)，由于實(shí)際通航凈寬不足25.0m，安全包括兩個(gè)方面：一個(gè)為通航安全，另一個(gè)為臨時(shí)墩受到來(lái)往船舶撞擊，導(dǎo)致頂推中箱梁結(jié)構(gòu)的安全。解決措施：

（1）施工中樹(shù)立高度重視安全的意識(shí)，主動(dòng)與海事部門(mén)聯(lián)系，依靠他們支持，接受他們的指揮；

（2）臨時(shí)墩設(shè)計(jì)時(shí)，盡量減小對(duì)航道的影響

（3）臨時(shí)墩有足夠的強(qiáng)度和剛度，在上下游設(shè)置防撞鋼管樁，在通航孔側(cè)設(shè)置防撞船舷等防撞措施。

（4）主動(dòng)與海事部門(mén)聯(lián)系，密切配合，按海事部的要求，高度重視，做好每一件具體工作，設(shè)置完善的安全標(biāo)志標(biāo)牌。

3.3 落梁施工技術(shù)難點(diǎn)及措施

箱梁頂推到位后，完成落梁，永久支座的安裝，也有相當(dāng)大的難度。箱梁自重大，單個(gè)主橋墩重量達(dá)24544KN，連續(xù)梁在頂升過(guò)程中應(yīng)考慮1.5左右不均勻系數(shù)，一個(gè)墩箱梁需YD500豎直千斤頂6～8臺(tái)才能頂起來(lái)。由于頂推施工特殊性，支座只能在頂推到位后拆除滑道系統(tǒng)后才能就位安裝，支座與墊石、箱梁底板的施工誤差，工作凈空間的限制使地腳螺栓很難套進(jìn)和連結(jié)固定。頂推到位后，工作空間受到限位又不能將梁頂升得太高，支座噸位大，笨重，構(gòu)造復(fù)雜，無(wú)法采用起吊設(shè)備，人工操作很困難。解決措施：

（1）與設(shè)計(jì)單位密切配合，共同商量，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)上充分考慮到箱梁頂推到位后支座安裝困難，適當(dāng)作局部調(diào)整。如采用電焊與環(huán)氧樹(shù)脂膠粘代替地腳螺栓連接。

在作頂推施工工藝設(shè)計(jì)時(shí)，特別是滑道系統(tǒng)施工方案時(shí)，就充分考慮落梁支座安裝方案，要預(yù)先考慮，留有余地。

（2）在頂推前，將笨重的支座先用吊機(jī)吊到橋墩頂就位，在落梁時(shí)，只需將支座平移，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；

（3）落梁前，準(zhǔn)備足夠頂升設(shè)備如豎直千斤頂，充分做好各種準(zhǔn)備工作，使落梁工作時(shí)間越短越好，越安全。

4、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上措施，長(zhǎng)沙市營(yíng)盤(pán)東路瀏陽(yáng)河大橋主橋頂推施工順利完成，整個(gè)頂推過(guò)程中未發(fā)生安全與質(zhì)量事故。本工程中的施工技術(shù)措施和技術(shù)難點(diǎn)可以為今后同類橋梁建設(shè)提供借鑒。endprint