連續(xù)梁橋頂推施工法綜述

(重慶交通大學(xué) 重慶 400000)

一、引言

近代頂推施工法一般認(rèn)為頂推法首次用于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的架設(shè)是1959年奧地利的AGER橋，該橋全橋長280m，為四跨連續(xù)梁橋。當(dāng)然，一些早期的施工方法里面就已經(jīng)蘊(yùn)涵了頂推的施工思想。頂推施工方法的雛形來自早期鋼橋的拖拉法、導(dǎo)梁拖拉法、縱向連接拖拉法[1]?，F(xiàn)在頂推法的構(gòu)思直接來源于鋼梁縱向拖拉法，它用千斤頂取代了傳統(tǒng)的卷揚(yáng)機(jī)滑車組，用板式滑動裝置取代滾筒，無論從精度上還是從頂推能力上，都取得了很大的進(jìn)步。

二十世紀(jì)七十年代，我國鐵道部第一工程局橋梁處在有關(guān)單位的配合下，在西延線狄家河橋施工中首次采用頂推法并取得成功[2],為我國大跨度連續(xù)梁橋施工開辟了一條新途徑。

二、頂推法的原理

頂推施工法是在橋梁縱軸方向的橋臺后方設(shè)置施工場地，分節(jié)段澆筑梁體或者使用工廠預(yù)制節(jié)段，通過使用縱向預(yù)應(yīng)力筋將澆筑節(jié)段與已經(jīng)完成施工的梁體連接成為整體，并在梁體前安裝鋼導(dǎo)梁[3]。

三、頂推法的特點(diǎn)及分類

(一)頂推法的特點(diǎn)

1.頂推施工的橋梁一般單跨頂推力通常在50到100t之間，頂推設(shè)備輕型簡便，不需大型吊運(yùn)機(jī)具，保養(yǎng)與運(yùn)輸方便，適合特殊場地使用；

2.對橋下地基和凈空無要求，不影響通車或通航，由于預(yù)制場通常設(shè)在岸上，搭建拆除簡單，混凝土或者是鋼構(gòu)件運(yùn)輸方便[4]；

3.場地固定集中，便于安全施工，受環(huán)境干擾?。?/p>

4.工作條件相對較好，所需勞動力少，勞動強(qiáng)度不高；

5.對于彎橋只能是曲率恒定的橋梁，而且通常要求梁高不變，底面是直線的橋梁才能使用頂推法[5]。

(二)頂推法分類

頂推法的分類方式比較多，一般情況下按照頂推力的施加位置和頂推裝置的類型劃分。我們把頂推裝置及中設(shè)置在橋臺或者某一個橋墩上的情況稱為單點(diǎn)頂推[6]；將多個墩臺上設(shè)置頂推裝置的稱為多點(diǎn)頂推。

四、頂推法的實(shí)施

(一)頂推力計(jì)算

擬定頂推的實(shí)施方案后，明確在施工過程中需要的設(shè)備(規(guī)格、型號及數(shù)量)和頂推時采用的支撐、滑道設(shè)計(jì)。一般情況下，頂推力的計(jì)算可采用下式：

P=W(μ±i)K1

式中：W——頂推的總重力(KN)；

μ——滑動摩擦系數(shù)，其取值與溫度有關(guān)系，一般取0.05～0.1；

i——頂推坡度，當(dāng)向上頂推時用正號；

K1——安全系數(shù)，一般取值為1.2。

在計(jì)算頂推力時，如果頂推梁段在橋臺后面連接有臺車、臺座等需要同時向前頂推時，也應(yīng)該將這一部分的影響計(jì)入[7]。

(二)頂推施工設(shè)備

1.水平豎向千斤頂：這類裝置有水平和豎直千斤頂組成，它每一項(xiàng)推進(jìn)的施工程序?yàn)轫斄?、推移、落下豎直千斤頂并收回水平千斤頂?shù)幕钊麠U。如此反復(fù)不斷把梁體頂推到設(shè)計(jì)的位置。

2.拉桿千斤頂頂推裝置：水平千斤頂設(shè)置在橋墩前側(cè)支架上或墩頂支架上，主梁與千斤頂之間通過拉桿連接，拉桿一端由楔形夾具固定，另一端錨固在設(shè)置于梁側(cè)的錨固設(shè)備上，通過千斤頂?shù)臓恳饔?，帶動梁體向前運(yùn)動[8]。

(三)導(dǎo)梁的優(yōu)化

在導(dǎo)梁優(yōu)化分析中，我們可以將導(dǎo)梁簡化模型中的支點(diǎn)位置的約束簡化為固結(jié)[9]。

通過計(jì)算和分析連續(xù)梁橋頂推施工中主梁前端所安裝的導(dǎo)梁長度、剛度和單位長度的重量這三個參數(shù)對頂推施工過程中主梁內(nèi)力的不同影響，可以得出計(jì)算頂推施工最優(yōu)的導(dǎo)梁參數(shù)值的方法。我們應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況，對導(dǎo)梁的三個參數(shù)合理取值。在導(dǎo)梁的優(yōu)化分析中，第一跨的跨中最大正彎矩對導(dǎo)梁的各參數(shù)值的選取不起決定作用，頂推過程支點(diǎn)位置的最大負(fù)彎矩對導(dǎo)梁優(yōu)化分析的結(jié)果是起決定作用的。

(四)施工中的穩(wěn)定問題

(1)主梁頂推時的傾覆穩(wěn)定：施工時可能發(fā)生傾覆失穩(wěn)的最不利狀態(tài)發(fā)生在頂推的初期，導(dǎo)梁或箱梁還沒有進(jìn)入前方橋墩的時候，梁體呈現(xiàn)出最大懸臂狀態(tài)。要求在最不利狀態(tài)下的傾覆安全系數(shù)不小于1.3。當(dāng)不能保證足夠的安全系數(shù)時，應(yīng)該考慮加大穩(wěn)定段長度或者在跨間增設(shè)臨時墩。

(2)主梁頂推時的滑動穩(wěn)定：在頂推施工的初期，由于頂推裝置摩擦系數(shù)小，抗滑能力比較差，當(dāng)梁體受到水平推力時，很有可能會發(fā)生滑動失穩(wěn)的問題。

五、結(jié)語

通過對連續(xù)梁橋頂推施工法文獻(xiàn)的總結(jié)和研究，頂推施工工藝以及施工過程中應(yīng)該注意以下事項(xiàng)：

(1)頂推施工法的原理是利用水平千斤頂將分節(jié)段完成的梁體推出施工場地的無支架推移的方法。該方法具有施工場地小，施工安全可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)。

(2)對于頂推力的計(jì)算，我們要結(jié)合工程現(xiàn)場情況，一般可按照計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，并需要取不小于1.2的安全系數(shù)，當(dāng)然，頂推力不可以設(shè)置過大，避免出現(xiàn)滑動穩(wěn)定問題。

【參考文獻(xiàn)】

[1]魏紅一.橋梁施工及組織管理(上冊)[M].北京：人民交通出版社，2008.

[2]馬如嶺.跨鐵路線78 m鋼析梁頂推施工[J].鐵道建筑，2006，6(2)：16-17.

[3]李亞東.橋梁工程概論[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2006.

[4]楊輝.鋼箱梁步履式平移頂推受力特勝與施工技術(shù)[碩士論文][D].南昌大學(xué)，2010.12.

[5]范立礎(chǔ).橋梁工程(上冊)[M].北京：人民交通出版社，2001.

[6]趙志平.橋梁頂推施工的精度探討[J].橋梁建設(shè)，1994.02.

[7]魏民.廣州新光獵德大橋鋼箱梁頂推關(guān)鍵技術(shù)研究[碩士論文][D].成都：西南交通大學(xué)，2008.

[8]龔志剛.頂推重量9 000t的墨西哥恰帕斯連續(xù)鋼箱的梁橋[J].橋梁設(shè)計(jì)，2007，8(1)：7.

[9]羅建華，付潤生.橋梁施工技術(shù)[M].成都：西南交通人學(xué)出版社，2009.