公路鋼結(jié)構(gòu)梁橋頂推法跨高速公路施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

方 銘

（云南省公路工程監(jiān)理咨詢有限公司，云南 昆明 650021）

鋼結(jié)構(gòu)主要由鋼板跟型鋼組合在一起，鋼結(jié)構(gòu)的自身重量是比較輕的，而且強(qiáng)度比較高，在施工過程當(dāng)中，鋼結(jié)構(gòu)安裝起來非常的簡(jiǎn)便，而且結(jié)構(gòu)相對(duì)來說比較靈活，所以近些年來被廣泛的使用，在各種超高或者是超大規(guī)模的建筑施工過程當(dāng)中，比方說高速公路的橋梁施工工程等等，以下我們主要結(jié)合具體的施工案例來進(jìn)行探討。

1 工程概況

圭落哨大橋的整體設(shè)計(jì)為整體式橋，橋面的寬度有26米，共分為左右兩幅，單幅橋面的寬度為12.75米，整體橋長(zhǎng)為670米圭落哨大橋的上半部分使用的是連續(xù)鋼筋混凝土疊合梁，其鋼疊合梁的梁體截面是槽型結(jié)構(gòu)。橋梁平曲線的構(gòu)成比較復(fù)雜，由圓曲線、緩和曲線以及直線共同組成，圓曲線的長(zhǎng)度是310米，緩和曲線的長(zhǎng)度是300米，直線段的長(zhǎng)度是60米。整座橋梁的左右幅各為670米，共計(jì)1340米的鋼混疊合梁，最大的橋梁跨度為70米，最大的橋墩高度為48米，全橋的最大頂推量為5267噸，橋梁的鋼箱梁部分使用的是單向全幅同步履式頂推技術(shù)進(jìn)行施工。

2 工程施工難度以及Bim技術(shù)的使用

1）具體的施工難度：根據(jù)本工程實(shí)地查勘情況，圭落哨大橋因橋臺(tái)較高常規(guī)吊裝作業(yè)使用吊車較大且費(fèi)用較高，而且單跨度比較大，工程量較大，整體工期相對(duì)來說比較緊張，綜合考慮使用步履式頂推安裝。前文已經(jīng)說過，整個(gè)圭落哨大橋的整體橋是非常高的，最大的高度為四十八米而且單跨跨度非常大，最大跨度是70米，那么如何在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行更加科學(xué)有序的施工組織應(yīng)對(duì)如此數(shù)量巨大的鋼構(gòu)件，從加工到整個(gè)制作的過程當(dāng)中進(jìn)行有效的運(yùn)輸，現(xiàn)場(chǎng)的頂推工作在施工過程當(dāng)中是整個(gè)工程的重點(diǎn)以及難點(diǎn)所在。

2）采取的技術(shù)措施：在具體的施工過程當(dāng)中，主要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，采用更加科學(xué)合理的辦法來進(jìn)行施工的組織，因此在查看完具體的情況之后，決定是先使用Bim技術(shù)來進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的建模，利用建模技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的大規(guī)模的構(gòu)件進(jìn)行組織施工，對(duì)于圭落哨大橋的整體工程的施工思路主要為縱向的分段加工，先拼裝然后完成頂推，左右幅共同施工。

3）Bim技術(shù)的應(yīng)用：第一點(diǎn)是在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用，將BIM技術(shù)使用在設(shè)計(jì)階段，主要包括為工程的施工，模擬設(shè)計(jì)以及分析相關(guān)的具體情況，完成可視化的交流，檢查設(shè)計(jì)以及施工過程當(dāng)中可能存在著的一些問題，并且對(duì)施工的造價(jià)進(jìn)行控制。第二點(diǎn)，在施工圖生成階段使用Bim技術(shù)，軟件可以根據(jù)Bim模型直接生成二維圖紙，然后從三維到二維圖紙的自動(dòng)更新，可以為工作人員節(jié)省大量的圖紙修改時(shí)間，在一定程度上有利于縮短工期。第三點(diǎn)，將Bim技術(shù)使用在施工階段，在施工階段，利用Bim技術(shù)主要是包括虛擬施工以及施工進(jìn)度的控制，除此之外，還有對(duì)于施工成本的控制以及三維模型的校驗(yàn)等等。第四點(diǎn)，運(yùn)維階段的應(yīng)用，Bim模型可以完整的存儲(chǔ)，建筑的設(shè)計(jì)以及施工的各種數(shù)據(jù)，可以更好地讓工作人員在運(yùn)營(yíng)以及維護(hù)期間準(zhǔn)確地了解到設(shè)備的各種信息，可以更好地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的工作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。第五點(diǎn)，基于Bim技術(shù)的數(shù)據(jù)共享以及協(xié)同工作，基于Bim的協(xié)同工作指的是把信息在不同的人員以及不同的業(yè)務(wù)組之間進(jìn)行傳遞以及共享，讓信息更好地發(fā)揮價(jià)值，并且持續(xù)增值。該施工項(xiàng)目使用的是瑞斯圖Bim云協(xié)同管理平臺(tái)，瑞斯圖能夠把模型和圖紙上傳到平臺(tái)上面，項(xiàng)目參與方可以統(tǒng)一的登錄到平臺(tái)上面，對(duì)于圖紙進(jìn)行協(xié)同的記錄以及追蹤，實(shí)現(xiàn)信息化的設(shè)計(jì)，可以達(dá)到所有項(xiàng)目信息集中訪問，提升項(xiàng)目信息的準(zhǔn)確性以及及時(shí)性的目的。在系統(tǒng)收到施工的圖紙之后，首先會(huì)使用軟件對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行一個(gè)深化設(shè)計(jì)處理，利用軟件創(chuàng)建一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的Bim模型直接生成加工圖紙，同時(shí)需要對(duì)構(gòu)件以及復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)，通過三維模型進(jìn)行可視化的處理，方便加工以及安裝。通過軟件創(chuàng)造鋼結(jié)構(gòu)Bim模型之后，可以直接統(tǒng)計(jì)需要的鋼結(jié)構(gòu)工程量，這樣的話數(shù)據(jù)是更加準(zhǔn)確的，工廠通過軟件創(chuàng)造的Bim模型，可以通過三維可視化完成交底，解決加工過程當(dāng)中需要的注意事項(xiàng)以及技術(shù)要點(diǎn)?？梢园l(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們將Bim技術(shù)結(jié)合在圭落哨大橋的鋼建筑施工過程當(dāng)中無論是在設(shè)計(jì)階段還是施工階段都取得了非常好的效果，同時(shí)讓施工管理變得更加的規(guī)范，效率也更加的快捷，產(chǎn)生了更好的經(jīng)濟(jì)效益。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 復(fù)合線型調(diào)整技術(shù)

橋梁的平曲線是由直線加曲線加緩和曲線共同構(gòu)成的，曲線的長(zhǎng)度大約為三百一十米，緩和曲線的長(zhǎng)度大約為300米，直線的長(zhǎng)度大約為60米，該橋梁的線型構(gòu)成是比較復(fù)雜的，因此在這樣的復(fù)雜的情況下，我們?cè)谑┕さ倪^程當(dāng)中選擇使用單向雙幅同步頂推到橋位這樣的方法。

復(fù)雜線型擬合推演技術(shù)：在正式的施工之前，我們首先進(jìn)行頂推過程的放樣驗(yàn)算，在本次施工過程當(dāng)中，我們選擇使用了六百余張的放樣圖，然后對(duì)整個(gè)技術(shù)以及施工的過程進(jìn)行了事先的驗(yàn)算以及查看圖紙，在計(jì)算頂推的過程當(dāng)中計(jì)算好鋼箱梁跟蓋梁的相對(duì)位置，然后經(jīng)過不斷的驗(yàn)算，優(yōu)化頂推路線，進(jìn)行重復(fù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在施工過程中根據(jù)事先計(jì)算好的放樣驗(yàn)算數(shù)據(jù)，然后對(duì)鋼箱梁進(jìn)行橫向的糾偏，確保整個(gè)施工過程當(dāng)中不出現(xiàn)任何的誤差，確保整個(gè)施工的順利進(jìn)行。

3.2 雙幅同步頂推協(xié)調(diào)性控制技術(shù)

第一點(diǎn)，步履式的頂推法相較于常規(guī)的工藝來說，能夠有效的減小梁體在推進(jìn)的過程當(dāng)中，底板跟滑道之間接觸面出現(xiàn)的應(yīng)力集中情況。同時(shí)，設(shè)備對(duì)于橋墩的推力會(huì)變得更小，在本次施工過程當(dāng)中的設(shè)備靜摩擦的系數(shù)為0.03-0.05，確保了對(duì)橋墩的推力變形影響控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)，從而達(dá)到質(zhì)量可控，施工相對(duì)來說更加的安全。

第二點(diǎn)，為保證頂推過程中受力要求，在導(dǎo)梁跟鋼箱梁之間能夠完成更加可靠的連接，施工現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)需要在鋼箱梁和導(dǎo)梁連接的位置放置好一個(gè)轉(zhuǎn)換節(jié)，這樣可以在整個(gè)頂推過程中確保工程結(jié)構(gòu)能夠滿足施工的受力需求，待頂推到位后將增加的附加板割除。 第三點(diǎn)，在頂推施工的過程當(dāng)中按照相關(guān)的設(shè)計(jì)要求設(shè)置一個(gè)通長(zhǎng)扁擔(dān)梁，扁擔(dān)梁的主要作用是能夠在箱梁拼接的過程當(dāng)中，作為調(diào)節(jié)橋梁高度的一個(gè)臨時(shí)的支撐，同時(shí)扁擔(dān)梁的設(shè)置還可以彌補(bǔ)因?yàn)轫斖圃O(shè)備在各種復(fù)雜的情況下使鋼梁的動(dòng)作出現(xiàn)不協(xié)調(diào)而導(dǎo)致的鋼梁出現(xiàn)變形的問題。因此，設(shè)置扁擔(dān)梁可以有效地解決在頂推的過程中因?yàn)樵O(shè)備的不同步而給梁體帶來的扭曲問題。

3.3 應(yīng)力應(yīng)變及位移監(jiān)測(cè)技術(shù)

鋼箱梁頂推過程，存在多次應(yīng)力體系轉(zhuǎn)換，應(yīng)力變化幅度大，在頂推的過程當(dāng)中采用在鋼箱梁安置應(yīng)力計(jì)，使用自動(dòng)化采集儀來進(jìn)行監(jiān)測(cè)方法，在橋墩的外側(cè)等擋塊處布置位移觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)點(diǎn)使用不同的顏色來進(jìn)行標(biāo)注以及分隔，每一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的豎向?qū)挾榷荚O(shè)置為10毫米，然后使用全站儀來對(duì)墩柱進(jìn)行相關(guān)的觀測(cè)以及同步的監(jiān)測(cè)，確保頂推施工整個(gè)過程的安全。

3.4 頂推與拼裝同步施工技術(shù)

拼裝區(qū)的鋼梁同步反拼裝技術(shù)，前方梁體在頂推的同時(shí)，后續(xù)的鋼梁也可以繼續(xù)的完成拼裝，這樣能夠有效地解決施工工期緊張或者是在施工的過程當(dāng)中無法滿足現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度的情況。

3.5 墩頂作業(yè)人員的安全保障技術(shù)

需要在蓋梁頂設(shè)置一個(gè)工具式的操作臺(tái)，以此作為頂推的設(shè)備安裝以及卸載的作業(yè)平臺(tái)，這樣可以有效地保證工作人員在施工的過程當(dāng)中的生命財(cái)產(chǎn)安全。

4 結(jié)語

在本篇文章當(dāng)中，我們主要就圭落哨大橋的施工進(jìn)行了探討，本篇文章所介紹的工程使用的是雙幅單向同步頂推施工辦法，該工程是在2018年11月5號(hào)正式開工，在2019年5月31號(hào)完成了頂推工作，整個(gè)頂推工作歷時(shí)208天，頂推速度最高的一天能夠達(dá)到23米，在保證質(zhì)量安全的情況下，最高效的完成了670米的鋼箱梁的頂推工作。主要的施工技術(shù)特點(diǎn)如下所示。第一點(diǎn)，橋梁的平曲線型組合工藝復(fù)雜，主要疊加了三類曲線，在施工的過程當(dāng)中，糾偏的施工難度相較于其他工程來說可能會(huì)更高一些。第二點(diǎn)，橋梁需要完成左右幅，同時(shí)并且單向的同步頂推，第三點(diǎn)，橋墩的最高的高度為48米，最長(zhǎng)的橋跨度為70米，第四點(diǎn)，頂推的距離達(dá)到了670米，最大的頂推重量達(dá)到了5267噸，該工程在施工的過程當(dāng)中，其綜合的技術(shù)難度已經(jīng)達(dá)到了國(guó)內(nèi)乃至是世界的領(lǐng)先水平，希望能夠給類似的工程相應(yīng)的借鑒。