鋼桁梁頂推施工橫向糾偏技術

胡偉

（中鐵十二局集團第四工程有限公司，福建 泉州700021）

1 工況介紹

興泉鐵路南安泉南高速雙線大橋位于福建省泉州市南安市南安北（省新）收費站附近，南安泉南高速雙線大橋1#墩、2#臺之間采用1-96m鋼桁梁跨越泉南高速公路。鐵路與泉南高速公路斜交68°，與鐵路交叉處高速公路路基形式為半路塹半路堤形式。鋼桁梁全長97.1m，計算跨度96m，雙線鐵路線間距4.2m，橋下凈高不小于8m。主桁類型為無豎桿整體節(jié)點平行弦三角桁架有砟橋面簡支鋼桁梁，桁高14.5m，桁寬12.8m，節(jié)間長度12m，鋼桁梁自重1622噸。

2 總體施工方案

鋼桁梁采用單點整體頂推法施工，在主跨高速公路兩側設臨時支架。臨時支架由滑移支架A和滑移支架B兩部分組成?；浦Ъ蹵和滑移支架B由擴大基礎、鋼管柱、柱間聯(lián)結系、分配梁、滑道梁組成。鋼管柱型號為Φ820×12mm，分配梁為900×800mm的箱型截面，材質為Q345B；滑移支架A（2#臺）的滑道梁截面為焊接箱型截面，高1.5m，寬1.25m；滑移支架B（1#墩）的滑道梁截面為焊接箱型截面，高2.0m，寬1.25m。

鋼桁梁頂推前端設置導梁（長60m），在2#臺后方的路基上，利用32 噸龍門吊拼裝導梁及鋼桁梁，導梁一次拼裝完成，鋼桁梁分三次拼裝，分別為36m、36m、24m。導梁和36m 鋼桁梁拼裝完成后，整體頂推導梁及36m 鋼桁梁向1#墩方向前移，在鋼桁梁尾部設置水平連續(xù)頂推千斤頂，先頂推24m；然后拆除水平頂推千斤頂，拼裝第二節(jié)36m 鋼桁梁，頂推36m；拼裝剩余24m 鋼桁梁，繼續(xù)頂推導梁及鋼桁梁至設計位置。頂推至設計及位置后，在1#墩側采用75t 汽車吊分段拆除導梁，調整鋼桁梁高程和水平位置，安裝支座，最后落梁。

圖1 鋼桁梁實際縱斷面圖

3 橫向糾偏技術

3.1 原因分析

鋼桁梁頂推過程中，頂推端橫向偏移350mm，見圖1、2。經(jīng)現(xiàn)場分析，原因如下：滑道頂面標高控制不嚴，滑塊與鋼桁梁底面抄墊不密貼，滑道兩側未設置限位裝置，頂推千斤頂工作不同步，現(xiàn)場監(jiān)控量測不到位以及現(xiàn)場采用的糾偏措施不合理等。

圖2 鋼桁梁實際橫斷面圖

3.2 方案比選

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，擬采用以下三種橫向糾偏方案：

方案一：水平千斤頂在線路左側橫橋向頂推滑塊。

方案二：水平千斤頂在線路右側橫橋向頂推新制框架梁。

方案三：滑道梁上設多向千斤頂，先豎向調平再橫向糾偏。

方案一在實施過程中，由于滑塊已部分脫離滑道梁，滑塊底面的滑板與滑道接觸面積變小，部分滑塊出現(xiàn)傾斜，水平糾偏難度大；各滑塊受豎向力大小不均，多點同步水平頂推的頂力難以確定，可能導致部分滑塊被頂動，部分滑塊不動的現(xiàn)象；同時，該方案以既有的龍門吊基礎作為水平千斤頂?shù)姆戳ψ?，基礎存在被破壞的風險；再者，目前的滑塊與鋼桁梁下弦桿底面之間的抄墊面積小、抄墊不密貼，也是影響水平糾偏效果的主要原因。

方案二在實施過程中，需新制剛性框架梁，框架梁與鋼桁梁節(jié)點下方的滑塊焊接，再在框架梁與條形基礎之間設置水平千斤頂，通過水平千斤頂?shù)捻斖?，將鋼桁梁橫向糾偏到設計位置。該方案因各滑塊受豎向力大小不均，多點同步水平頂推的頂力難以確定（目前各滑塊下方的抄墊高度不完全一致），可能導致部分滑塊被頂動，部分滑塊不動的現(xiàn)象。

方案三采用6 臺多向千斤頂布置在鋼桁梁下弦桿及鋼導梁下弦桿節(jié)點位置，利用多向千斤頂?shù)拇怪表攲撹炝赫w頂起，然后利用多向千斤頂?shù)乃巾攲撹炝赫w橫移至設計位置，調整滑塊的橫向位置，重新布置滑塊與鋼桁梁下弦桿之間的抄墊及抄墊面積。

以上三種方案充分考慮了現(xiàn)場實際情況、現(xiàn)場既有條件、現(xiàn)場既有設備。通過比選，方案三可靠性強、安全風險小，同時調整了鋼桁梁各抄墊點的豎向高程、各滑塊與鋼桁梁下弦桿之間的抄墊面積，有利于后續(xù)頂推工作的順利開展。

綜上所述，選取方案三作為最終實施方案。

3.3 多向千斤頂?shù)倪x型和定位

根據(jù)現(xiàn)場實際情況和既有設備，利用工地現(xiàn)有的4 臺400 噸、2 臺600 噸、6 臺80 噸千斤頂自制多向千斤頂。自制多向千斤頂為“一”字形底盤，垂直頂與底盤之間設置不銹鋼板和四氟板，降低其相互摩擦系數(shù)，保證在工作過程中能平穩(wěn)滑動。垂直頂采用400 噸和600 噸千斤頂，水平頂采用80 噸千斤頂，見圖3。

圖3 多向千斤頂示意圖

起頂位置比選：

方案一：多向千斤頂設于U4、E8 和E4’。

方案二：多向千斤頂設于U4、E8 和E2’。

根據(jù)當前工況，考慮受力點穩(wěn)定性、桿件承載力等各方面因素和條件，進行受力分析。

方案一：三點起頂位置為鋼導梁U4 節(jié)點、鋼桁梁E8 節(jié)點和鋼桁梁E4’節(jié)點。經(jīng)計算各位置豎向頂力分別為：U4 位置單點195噸、E8 位置單點513 噸、E4’位置單點258 噸，見圖4。

方案二：三點起頂橫移位置為鋼導梁U4 節(jié)點、鋼桁梁E8 節(jié)點和鋼桁梁E2’節(jié)點三個位置。經(jīng)計算各位置頂力分別為：U4 位置單點200 噸、E8 位置單點583 噸、E4’位置單點184 噸，見圖5。

兩種方案，方案一受力均勻，現(xiàn)場既有千斤頂滿足要求；方案二受力不均勻，現(xiàn)場既有千斤頂不滿足要求。

綜上所述，多向千斤頂?shù)亩ㄎ贿x取方案一。

經(jīng)現(xiàn)場試驗，測定水平推力摩擦系數(shù)為0.1，導梁及鋼桁梁共重1908 噸，需要水平推力191 噸。6 臺多向千斤頂水平頂頂力各80 噸，可提供水平推力480 噸，滿足要求。

圖4 方案一各起頂點位豎向起頂力示意圖（單位：噸）

圖5 方案二各起頂點位豎向起頂力示意圖（單位：噸）

根據(jù)計算情況和頂力要求，在E4’和U4 位置各設置一臺400噸垂直+80 噸水平多向千斤頂；E8 位置設置一臺600 噸垂直+80噸水平多向千斤頂。

3.4 多向千斤頂?shù)拇怪表斏?/h3>

多向千斤頂設置完成后，在垂直頂與鋼桁梁下弦桿接觸面設置土工布，增加垂直頂與鋼桁梁之間的摩擦力，且保護鋼桁梁涂裝面，減少損傷。在多向千斤頂與土工布之間設置鋼墊塊，增加垂直頂與鋼桁梁之間的接觸面積，減少局部應力。

準備工作完成后，6 個垂直千斤頂同時開啟，進行鋼桁梁結構的整體頂升。當頂力達到計算頂力時，停止頂升，檢查滑塊與滑道脫落情況，測量鋼桁梁標高是否水平,如有偏差，可通過調整單個垂直千斤頂頂程進行找平，頂力不能超過計算頂力的10%，見表1。

表1 多向千斤頂垂直頂頂力表

在頂升過程中，每個起頂位置均設有專人看護和觀察，發(fā)現(xiàn)異常應立即呼叫停止。

3.5 多向千斤頂?shù)乃巾斖茩M移

鋼桁梁整體水平后，啟動多向千斤頂水平頂。根據(jù)目前偏移情況，導梁U4 位置水平頂暫不啟動，先啟動E8 位置水平千斤頂，隨后啟動E4’位置水平千斤頂，使梁體緩慢橫向滑移。

目前結構重量1908 噸，按0.1 摩擦系數(shù)考慮，所需水平推力為191 噸。除去U4 位置水平頂不參與頂推，僅作為限位調整，E8、E4’位置4 臺80 噸水平千斤頂提供320 噸水平推力，能滿足橫向滑移要求。

80 噸水平千斤頂最大行程為200mm，需要分三次進行水平頂推橫移。第一次橫移150mm后，一側水平頂不動，另一側水平頂退回，在水平頂反力座位置增設150mm 厚鋼墊塊；將設置墊塊側水平頂加載，將另一側水平頂退回，增設鋼墊塊。兩側墊塊均設置完成后繼續(xù)第二次水平頂頂推，第二次橫移150mm，再次增設150mm厚鋼墊塊。第三次頂推橫移50mm至設計位置。

3.6 糾偏監(jiān)控措施

鋼桁梁糾偏過程中，必須監(jiān)測如下項目：各千斤頂頂力及行程，鋼桁梁的位移量、預拱度和變形，滑道及臨時支架的沉降和變形，鋼桁梁軸線偏移等，務必確保每項指標均滿足設計和規(guī)范要求，保證糾偏工作安全、順利進行。

3.7 滑塊重新設置

鋼桁梁橫向糾偏完成后，重新設置滑塊，滑塊設置完成后，對滑塊頂面標高進行測量和抄墊，確保滑塊頂面標高一致。

滑塊上設置抄墊鋼板，滑塊與抄墊鋼板之間、抄墊鋼板與梁底之間均設置石棉網(wǎng)或橡皮墊，以增加其摩擦力和穩(wěn)定性。

3.8 落梁

滑塊設置完畢并檢查合格后，將多向千斤頂垂直頂緩慢回落，使鋼桁梁平穩(wěn)落在滑塊上。檢查滑塊與鋼桁梁下弦桿底面的密貼情況，確認完畢后即可移除多向千斤頂，繼續(xù)正常的頂推施工。

4 防橫向偏移措施

為了防止鋼桁梁后續(xù)頂推過程中再次出現(xiàn)較大橫向偏移，結合前期施工經(jīng)驗，采取如下措施：

4.1 在滑道兩側設置防偏移角鋼，角鋼距離滑道邊緣50mm，即頂推過程中鋼桁梁最大橫向偏移值為50mm。如鋼桁梁發(fā)生橫向偏移時，在防偏移角鋼與滑塊間隙內填塞硬質木楔，對鋼桁梁在前移過程中進行糾偏。

4.2 重新復核滑道頂面高程及墊塊與鋼桁梁底面抄墊情況，及時處理存在問題。

4.3 頂推千斤頂力求性能一致。頂推前對牽引鋼絞線進行預緊，保證兩側頂推千斤頂同時加載，同步頂推，以防兩側走行速度不一致，導致鋼桁梁偏位。

4.4 為了保證鋼桁梁按設計軌跡滑動，在頂推過程中用全站儀隨時觀察軸線偏移情況及兩側進尺，發(fā)現(xiàn)偏移及時調整。

綜上所述，本文主要結合工程實例，對鋼桁梁頂推施工過程中出現(xiàn)的橫向偏斜進行了原因分析和糾偏處理，并對橫向糾偏技術和控制要點進行了詳細探究，研制的多向千斤頂有效的解決了鋼桁梁橫向糾偏難題，為類似工程施工提供了經(jīng)驗。