鋼桁梁頂推施工技術(shù)探析

李寶來(lái)

摘要：鋼桁梁橋的節(jié)點(diǎn)及桿件多，節(jié)點(diǎn)連接的構(gòu)造比較復(fù)雜，施工難度大。頂推施工法具有經(jīng)濟(jì)安全、快速、無(wú)干擾、占用場(chǎng)地少等優(yōu)點(diǎn)，臨時(shí)輔助結(jié)構(gòu)的設(shè)置減小了頂推施工橋梁的跨度，并且使變曲率豎曲線連續(xù)梁的無(wú)應(yīng)力線形得到很好控制，但是臨時(shí)墩的平面布置施工精度以及局部穩(wěn)定性問(wèn)題一直是頂推法施工的技術(shù)難題。研究大跨度鋼桁梁橋頂推施工技術(shù)特具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：鋼桁梁;頂推施工;工藝優(yōu)化

引言：橋梁施工工藝的合理選用是關(guān)系到工程安全、建設(shè)成本的重要環(huán)節(jié)。頂推施工作為橋梁結(jié)構(gòu)跨越既有道路的一種常用施工方法，施工過(guò)程中需要架設(shè)平臺(tái)、安裝鋼導(dǎo)梁等多種臨時(shí)結(jié)構(gòu)。合理的頂推施工方案對(duì)于工程項(xiàng)目的建設(shè)成本、施工工期影響巨大。

一、工程概況及工程總體布置圖：

本工程為重慶鋁業(yè)環(huán)保搬遷大板錠項(xiàng)目鐵路專用線工程。設(shè)計(jì)行車速度：貨車≤60km/h。（1）主桁：主桁上、下弦桿截面均采用焊接H形，寬度為600mm，最大板厚為36mm，上、下弦桿高度均為760mm，腹桿除端斜桿采用箱形截面以增加桿件的抗彎剛度和減小板厚從而節(jié)省鋼材外，其余均為H形截面。豎桿截面采用H形截面，翼緣厚度采用16mm。節(jié)點(diǎn)板厚度均為20mm。全部靜活載（不計(jì)沖擊力）作用下，跨中最大撓度為106mm，與跨度之比f(wàn)/L=1/1207，滿足現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的豎向撓度容許值1/900。恒載和靜活載產(chǎn)生的撓度值為192.2mm，超過(guò)跨度的1/1600，應(yīng)預(yù)設(shè)上拱度。上拱度設(shè)置在上弦大節(jié)點(diǎn)上，將上弦每個(gè)節(jié)間的理論長(zhǎng)度增加10mm，以使鋼梁形成圓弧形預(yù)拱度。（2）橋面系：橋面系的縱梁高度為1290mm，在跨中位置設(shè)伸縮縱梁。橫梁全高為1550mm。在結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的布置上，采用縱橫梁上翼緣頂齊平，用魚形板連接，在縱梁下端設(shè)隅撐以承受縱梁端支點(diǎn)負(fù)彎距之壓力。（3）設(shè)計(jì)參數(shù)：1.設(shè)計(jì)行車速度：貨車≤60km/h。2.設(shè)計(jì)活載：中-活載。3.動(dòng)力系數(shù)：按《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》第4.3.5條之一辦理，即：1+μ=1+28/（40+L）。4.運(yùn)營(yíng)動(dòng)力系數(shù)：按《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.3.1條辦理，即：1+μ=1+18/（40+L）。5.線路條件：直線、縱坡。

二、鋼桁梁頂推施工技術(shù)

1.鋼桁梁頂推架設(shè)中總體定位控制

①鋼桁梁頂推架設(shè)前的測(cè)量，由于鋼梁在工廠加工組拼后解散，因此，在鋼桁梁頂推架設(shè)施工中橋軸線是不通視的，這就需要施工前做好后續(xù)施工測(cè)量的準(zhǔn)備工作，即在保證測(cè)量精度的前提下，將橋軸線平移至墩頂通視位置，將高程傳遞至墩頂。②主橋貫通測(cè)量，另外，在每個(gè)滑道梁兩側(cè)擋板上做相應(yīng)沉降觀測(cè)點(diǎn)，在鋼桁梁頂推前，測(cè)量其初始高程，在鋼桁梁頂推過(guò)程中，根據(jù)頂推節(jié)點(diǎn)要求，測(cè)量鋼桁梁在各個(gè)頂推階段，滑道梁的豎向變形，作為梁體預(yù)抬的參考。③鋼桁梁拼裝測(cè)量，鋼桁梁拼裝開(kāi)始前，應(yīng)在橫梁頂部和底部中點(diǎn)做出觀測(cè)標(biāo)志，用以測(cè)量鋼桁梁中心線與橋梁中心線的偏差;為使鋼桁梁拼裝后各節(jié)點(diǎn)撓度和整跨拱度符合設(shè)計(jì)要求，需選擇橫梁兩端頂部對(duì)稱中心點(diǎn)做出觀測(cè)標(biāo)志，點(diǎn)位與下弦桿中軸線或下弦節(jié)點(diǎn)中心高差在鋼梁設(shè)計(jì)圖上查定或直接測(cè)定，用作拼裝施工高程控制點(diǎn)。

2.鋼梁組拼

（1）拼裝鋼梁桿件預(yù)拼一定量時(shí)，鋼梁拼架即可進(jìn)行。拼裝前應(yīng)復(fù)查鋼桁梁弦桿、腹桿等桿件兩端拼接部分的寬度，如相鄰兩根弦桿的寬度誤差大于2mm時(shí)，應(yīng)加墊經(jīng)噴砂處理過(guò)的薄鋼板。根據(jù)設(shè)計(jì)圖和工廠提供的技術(shù)資料，逐件校核弦桿、斜桿、節(jié)點(diǎn)板等編號(hào)是否正確，并特別注意因起拱原因釘孔距不相平行的上弦節(jié)點(diǎn)板。確定桿件組拼辦法，繪制預(yù)拼圖，做好預(yù)拼前的準(zhǔn)備工作。然后根據(jù)設(shè)計(jì)提供的預(yù)留拱度值，計(jì)算出各節(jié)間節(jié)點(diǎn)的標(biāo)高，在支架頂面用型鋼和鋼板一次墊足。按拼裝順序在支架上拼裝第一個(gè)節(jié)間的下弦、下平聯(lián)和縱橫梁，形成一個(gè)牢固框架，再對(duì)已拼好的鋼梁軸線和預(yù)拱度進(jìn)行檢查，通過(guò)測(cè)量檢查確認(rèn)其中心位置、標(biāo)高符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，如有偏差利用千斤頂調(diào)整，確認(rèn)合格后按規(guī)定將高強(qiáng)螺栓全部終擰。拼裝時(shí)由吊機(jī)將預(yù)拼好的桿件按拼架順序的先后吊放到拼裝臺(tái)上進(jìn)行拼裝。鋼梁的拼裝嚴(yán)格按照出場(chǎng)的拼裝圖紙進(jìn)行施工，該工程采用豎向分層拼裝，先右端后左端，先底盤后桁架，同時(shí)對(duì)稱拼裝，具體為：

下弦桿拼接—橫梁安裝—下平聯(lián)安裝—縱梁安裝—腹桿安裝—上弦桿安裝—上平聯(lián)安裝—橫聯(lián)安裝—員工走道及欄桿安裝。在膺架上拼裝鋼梁時(shí)，應(yīng)在鋼梁大節(jié)點(diǎn)下搭設(shè)枕木臺(tái)座承托鋼梁，高度在0.6m～0.8m之間，頂面放置幾對(duì)硬木楔，用以調(diào)節(jié)各節(jié)點(diǎn)的上拱度。為便于在節(jié)點(diǎn)下安放千斤頂，臺(tái)座從中間斷開(kāi)，分為兩個(gè)，或?qū)⑸厦鎺讓訑嚅_(kāi)，留出足夠的空間，以便在節(jié)點(diǎn)的理論交點(diǎn)下設(shè)置千斤頂。千斤頂?shù)淖饔檬菍⑵囱b好的鋼梁頂起，以便安放滑道設(shè)施，供頂推時(shí)用。在此環(huán)節(jié)施工時(shí)應(yīng)特別注意，臺(tái)座頂面與下弦桿之間應(yīng)加墊36毫米的橡膠板。

3.鋼桁梁落梁就位階段

落梁就位階段，用4臺(tái)300t的千斤頂（每個(gè)墩頂設(shè)2臺(tái)）頂起鋼桁梁，通過(guò)控制同步整體將128m鋼桁梁體頂起，落放到臨時(shí)支座上。然后拆除梁底輪箱組，拆除完成后及時(shí)安裝永久支座，支座采用重力灌漿，以確保錨拴錨固牢固。鋼梁安裝就位前，采用全站儀和水準(zhǔn)儀對(duì)鋼桁梁進(jìn)行軸線偏位、梁頂標(biāo)高檢查，采用多臺(tái)千斤頂進(jìn)行微調(diào)，使得鋼桁梁各點(diǎn)高程及橋軸線偏差符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

三、結(jié)語(yǔ)

大跨度鋼桁梁步履式頂推新工藝在大跨度鋼桁梁頂推施工中的成功運(yùn)用，成功解決了大跨度鋼桁梁頂推過(guò)程中設(shè)備需跟隨節(jié)點(diǎn)前進(jìn)，且推進(jìn)完成后設(shè)備可自由回退至其他節(jié)點(diǎn)的施工難題，同時(shí)克服了高墩峽谷條件下，大跨度鋼桁梁頂推施工和墩頂水平力控制的難題，提高了生產(chǎn)效率，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，推動(dòng)了頂推技術(shù)的進(jìn)步和革新，可為后續(xù)類似工程提供技術(shù)支持和豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。隨著公鐵兩用共線橋越來(lái)越多，以及深溝峽谷大跨度鋼桁梁橋梁的增多，該技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

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