鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工中頂推滑移技術(shù)應(yīng)用

周強(qiáng)華、廖海堅

（1.崇仁縣智達(dá)路橋工程有限公司，江西 崇仁 344200；2.江西贛東路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，江西 撫州 344000）

1 頂推滑移技術(shù)概述

在橋梁項目建設(shè)施工過程中，頂推滑移技術(shù)的應(yīng)用主要是通過滑移裝置來減少鋼結(jié)構(gòu)吊裝過程的摩擦力，達(dá)到順利施工的效果。頂推滑移裝置應(yīng)用可以通過鋼結(jié)構(gòu)的自重實(shí)現(xiàn)滑移，在操作過程中，頂推滑移裝置能夠通過鋼結(jié)構(gòu)本身的自重實(shí)現(xiàn)前行滑移，在滑移到橋梁制定的施工區(qū)域后，再通過施工人員將其固定在特定位置上?；朗琼斖苹频年P(guān)鍵性結(jié)構(gòu)，在頂推作業(yè)的環(huán)節(jié)，頂推滑移軌道設(shè)計形式主要包含下述幾種：

1.1 利用臨時滑道滿足頂推滑移條件

現(xiàn)場施工人員通過設(shè)置臨時墩臺、墩頂?shù)冉Y(jié)構(gòu)，在上方布置臨時滑移軌道，為橋梁鋼結(jié)構(gòu)的滑移提供運(yùn)行的通道。完成鋼結(jié)構(gòu)的支撐、落梁、安裝固定等操作后，及時將滑道拆除。

1.2 永久滑移軌道

現(xiàn)場施工條件較好時，在橋梁結(jié)構(gòu)安裝施工過程中，工作人員通過建設(shè)永久性支座支撐鋼結(jié)構(gòu)滑移的形式，鋼結(jié)構(gòu)在達(dá)到規(guī)定部位后，將滑道拆除，把鋼結(jié)構(gòu)落在永久支座上。與臨時滑道相比，這種施工方式的作業(yè)流程比較簡單，橋梁建設(shè)的速度更快。

1.3 單點(diǎn)頂推滑道

以單點(diǎn)頂推的滑道形式進(jìn)行，主要通過水平、垂直千斤頂制作鋼結(jié)構(gòu)，聯(lián)合其他動力系統(tǒng)、不銹鋼鐵桿制作推移結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的推移處理。

2 工程概況

某橋梁工程橋梁長度531.21m，橋面寬度15m，兩側(cè)布置1m 的人行道。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計為主梁結(jié)構(gòu)為5跨預(yù)制T 梁和6 跨鋼桁梁，其中，跨度較大的鋼桁梁選擇應(yīng)用頂推滑移技術(shù)布置在橋梁的規(guī)定部位上。在橋梁施工中，鋼桁梁的跨徑尺寸設(shè)定為56m、68m、69m、76.21m、57m、58m，最大縱坡、最小縱坡分別為5%、0.35%。選擇使用的橋梁鋼結(jié)構(gòu)頂板厚度為20mm、腹板厚度為18mm，橫隔板間距為3m。

3 基于頂推滑移的橋梁鋼結(jié)構(gòu)吊裝方案

橋梁鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，頂推滑移操作前應(yīng)制定鋼結(jié)構(gòu)吊裝方案，為選擇最佳的吊裝方式，應(yīng)按照下述要求進(jìn)行：

3.1 吊裝作業(yè)

使用12500kN（1250t）的履帶完成吊裝作業(yè)，為滿足吊裝運(yùn)行的要求，應(yīng)吊裝到規(guī)定部位上，防止存在反復(fù)操作而影響吊裝質(zhì)量，縮短作業(yè)的周期。

3.2 布置鋼管樁結(jié)構(gòu)

結(jié)合橋梁跨度、橋梁工程整體設(shè)計的要求，布置鋼管樁結(jié)構(gòu)，并建設(shè)需要吊裝的架橋機(jī)。這種吊裝方法可降低項目運(yùn)行成本。但橋梁結(jié)構(gòu)吊裝結(jié)束后，需將架橋機(jī)拆除，造成施工工期延長。為使鋼結(jié)構(gòu)吊裝作業(yè)順利進(jìn)行，選擇使用履帶起重機(jī)，聯(lián)合頂推滑移軌道分別吊裝、推移單個橋梁鋼結(jié)構(gòu)，完成橋梁頂推、滑移、安裝等施工，有效地控制項目進(jìn)度。

4 鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工中頂推滑移技術(shù)的應(yīng)用

4.1 合理選擇頂推滑移方法

在橋梁工程施工中，為將頂推滑移技術(shù)的價值發(fā)揮出來，提高鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程整體性，對頂推滑移方法要合理選擇。工作人員以橋墩承載力、主梁長度、頂推滑移跨度、滑移裝置設(shè)計方案為基礎(chǔ)，制定頂推操作方法。當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)的橋梁施工頂推方法包括以下幾種：

4.1.1 單點(diǎn)頂推法

該方法應(yīng)常應(yīng)用于直線橋梁工程中，頂推梁長度應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)，鋼結(jié)構(gòu)橋梁的橋墩應(yīng)達(dá)到荷載性能的要求。在鋼結(jié)構(gòu)的施工過程中，給滑移頂推提供必要的水平推力。以單點(diǎn)頂推滑移方法為基礎(chǔ)，在鋼結(jié)構(gòu)中設(shè)置頂推裝置，多數(shù)在主梁上施工，如主梁預(yù)制橋墩、橋臺等。頂推滑移操作環(huán)節(jié)，工作人員應(yīng)把滑動支座設(shè)置在橋墩結(jié)構(gòu)表面，利用不銹鋼滑板來實(shí)現(xiàn)滑塊的移動，及時通過滑塊帶動橋梁鋼結(jié)構(gòu)，使鋼結(jié)構(gòu)能夠安裝到規(guī)定部位。

4.1.2 多點(diǎn)頂推法

多點(diǎn)頂推滑移技術(shù)常應(yīng)用于跨度尺寸大、非直線橋梁項目中，把噸位為800kN 的千斤頂布置在墩臺上，頂推點(diǎn)擴(kuò)散在墩臺表面。而后，安排作業(yè)人員采用千斤頂進(jìn)行頂推，在頂推時要注重墩臺水平應(yīng)力控制，在橋梁沒有受到較大水平力的條件下完成施工。與單點(diǎn)頂推方式相比，這種方式操作更加簡單，設(shè)備噸位相對較小。

4.2 頂推滑移前準(zhǔn)備

鋼結(jié)構(gòu)橋梁項目頂推滑移工作的前期，應(yīng)完成布置滑道、安裝千斤頂?shù)裙ぷ?。滑道是頂推滑移作業(yè)的基礎(chǔ)，對滑移施工效率與質(zhì)量產(chǎn)生影響，同時落實(shí)摩阻力的控制。在明確永久、臨時、單點(diǎn)滑道方案后布置滑道。通常采用不銹鋼板、聚四氟乙烯板制作頂推滑道，這些材料的優(yōu)勢是摩擦力較小，處于0.02～0.03N 之間。頂推操作環(huán)節(jié)，需要考慮頂推的施工力度，做好相關(guān)部署。在整個運(yùn)行過程中，頂推滑移軌道中的臨時支撐結(jié)構(gòu)，包括不銹鋼板、聚四氟乙烯板等部件，通常安裝在混凝土塊表面，在鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)體系安裝到位后，才能進(jìn)行后續(xù)的工作。

在頂推系統(tǒng)中，千斤頂是重要的組成部分。鋼結(jié)構(gòu)橋梁頂推滑移作業(yè)中，使用水平千斤頂帶動鋼桿，讓其形成較大的頂推力。工作人員應(yīng)該采取水平、垂直千斤頂交替使用的方式，分別頂推鋼結(jié)構(gòu)部件。當(dāng)前我國頂推滑移技術(shù)不斷完善，頂升技術(shù)類型也越來越多，例如，在施工時采用液壓穿心式水平千斤頂能夠滿足頂升施工要求，在操作時通過滑板、滑塊的作用達(dá)到橋梁鋼結(jié)構(gòu)的推動要求。

4.3 加強(qiáng)橋梁鋼結(jié)構(gòu)吊裝管理

吊裝施工過程中，應(yīng)檢測吊車位置、吊車裝置、起重重量及起吊能力，控制各項參數(shù)，滿足吊裝工作安全性標(biāo)準(zhǔn)。

鋼結(jié)構(gòu)橋梁現(xiàn)場拼裝工作中，應(yīng)隨時檢查節(jié)點(diǎn)、橋梁連接位置的緊固情況，由于鋼結(jié)構(gòu)橋梁拼裝環(huán)節(jié)螺栓數(shù)量較多，拼裝后應(yīng)再次進(jìn)行螺栓點(diǎn)的檢查，符合要求才能繼續(xù)施工。

鋼結(jié)構(gòu)拼裝工作結(jié)束后，應(yīng)及時進(jìn)行焊接作業(yè)，采用縱向焊縫的方式，從內(nèi)到外逐步焊接施工。在水平焊縫焊接環(huán)節(jié)中，應(yīng)采取先兩邊、后中間的焊接順序，控制好焊縫應(yīng)力，避免出現(xiàn)穩(wěn)定性不足、承載性能不合格的情況。拼裝、焊接工作結(jié)束后，通過頂推滑移的方式進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)橋梁的移動，主要流程如圖1所示。

圖1 鋼結(jié)構(gòu)橋梁頂推滑移施工流程圖

4.4 明確頂推設(shè)備的技術(shù)參數(shù)

頂推設(shè)備是進(jìn)行頂推滑移作業(yè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，為保證頂推設(shè)備運(yùn)行順暢、橋梁吊裝、頂推、安裝等環(huán)節(jié)順利完成，應(yīng)設(shè)置技術(shù)參數(shù)。

以鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程的運(yùn)行要求為出發(fā)點(diǎn)，明確千斤頂規(guī)格、大小、數(shù)量等。在該橋梁項目中，建議采用1500kN（150t）的自動化千斤頂，其最大額定壓力為70MPa，頂推速度為3～5m/h，頂推滑移中布置2 座液壓站、控制臺，為頂推提供充足的動力支撐。

鋼結(jié)構(gòu)橋梁現(xiàn)場施工作業(yè)環(huán)節(jié)極易出現(xiàn)偏移的問題，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況應(yīng)及時糾偏處理，按照施工要求調(diào)節(jié)施工參數(shù)，同時把將頂推力控制在合理范圍內(nèi)，如此才能提升將鋼結(jié)構(gòu)橋梁安裝質(zhì)量。

在滑移底座橋墩上安裝糾偏裝置，確保頂部進(jìn)行頂推操作的過程中，工作人員能夠根據(jù)頂推點(diǎn)的設(shè)置情況，進(jìn)行梁體偏移量糾正，防止出現(xiàn)位移過大的情況。做好滑移頂推設(shè)備技術(shù)參數(shù)的控制。頂推滑移技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 頂推滑移技術(shù)參數(shù)

序號1 2 3 4567頂推裝置參數(shù)千斤頂外部荷載千斤頂靜摩擦力千斤頂動摩擦力千斤頂摩擦阻力合計梁體質(zhì)量導(dǎo)梁質(zhì)量鋼模板質(zhì)量實(shí)際數(shù)據(jù)8780kN 645kN 510.9kN 1100kN 780t 12t 86t

4.5 頂推

鋼結(jié)構(gòu)頂推作業(yè)中，施工人員必須落實(shí)頂推力、頂推設(shè)備的管控，通過選擇合理有效的措施減小滑塊與軌道之間的摩擦力。為達(dá)到摩擦力最小化的要求，應(yīng)在滑動表面涂抹一層黃油，起到潤滑效果。通過吊車將鋼梁平穩(wěn)且準(zhǔn)確地安裝到軌道表面，在梁體兩端做好標(biāo)記，防止滑道運(yùn)行時發(fā)生偏移。為保證頂推作業(yè)達(dá)到穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)，該工程中使用千斤頂作為主要頂推工具。托梁的翼緣部位應(yīng)布置兩塊專用擋板，將千斤頂卡住，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)頂推作業(yè)。頂推操作過程中，確保兩側(cè)梁體可以同時進(jìn)行頂推作業(yè)?，F(xiàn)場施工過程中，頂推環(huán)節(jié)會形成摩擦力，其系數(shù)應(yīng)控制在0.05～0.10 之間，應(yīng)在每側(cè)設(shè)定3～6t 的頂推力，用10t 千斤頂開展作業(yè)施工。

4.6 落梁

鋼梁頂推到設(shè)計部位后，將運(yùn)行部位直接下落到牛腿上，該環(huán)節(jié)對整個滑移施工效果存在直接影響。因軌道直接安裝在混凝土梁表面，滑移過程中鋼梁的設(shè)計高度會超出牛腿實(shí)際高度，但牛腿寬度僅為300mm，無法達(dá)到千斤頂設(shè)置的要求。因此，需在梁兩側(cè)分別焊接一對刀把形狀的假頭，使鋼梁能夠準(zhǔn)確地下落到牛腿上。

鋼梁下降過程中，假頭是最主要的受力件,在具體制作的過程中需要做好相關(guān)參數(shù)的控制，保證其強(qiáng)度滿足施工要求。假頭制作完成后，在現(xiàn)場與鋼箱梁以焊接方式連接固定，把鋼梁滑移到規(guī)定部位上，并在假頭底部布設(shè)千斤頂與支架系統(tǒng)，其中，支架應(yīng)使用工字鋼逐層搭接布置。

操作過程為：利用千斤頂將鋼梁頂升起來，進(jìn)行鋼梁上部加長段與滑移托梁的割除處理，并把支架上的其中一層抽掉，將鋼梁向下落一層。將假頭安裝到外側(cè)支架上，及時將支架抽出，再將鋼梁第二次頂起，反復(fù)循環(huán)，直到鋼梁下落到規(guī)定部位上。鋼梁下落安裝工作結(jié)束后，拆除千斤頂、支架、假頭，假頭與支架的實(shí)際高度都要達(dá)到鋼梁順序下落的要求，即可完成鋼梁就位，且滿足穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)。其他位置如裝飾架、連梁等，因其重量較小，在施工時需要做好施工過程的吊裝控制。上述工作全部結(jié)束后，對各個部件進(jìn)行焊接處理，進(jìn)行測量與校正，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，即可開展整體的安裝施工。

5 施工控制

應(yīng)用頂推滑移技術(shù)進(jìn)行施工，鋼結(jié)構(gòu)橋梁質(zhì)量應(yīng)達(dá)到要求，確保每個控制參數(shù)都處于合理范圍內(nèi)，施工方案如下：

第一，鋼結(jié)構(gòu)橋梁頂推施工過程中，工作人員應(yīng)對橋梁進(jìn)行整體測量、檢驗，測量橋梁的跨徑和橋梁中心軸線，在現(xiàn)場選擇場地比較平整的部位進(jìn)行鋼梁拼接施工。拼接作業(yè)過程中，做好施工過程的質(zhì)量控制，尺寸參數(shù)要控制在規(guī)范之內(nèi)。鋼梁首次拼裝結(jié)束后，落實(shí)檢查與驗收，應(yīng)用頂推滑移系統(tǒng)開展頂推作業(yè)。頂推安裝到規(guī)定部位以后，采用吊機(jī)提升鋼結(jié)構(gòu)，此時需要對鋼結(jié)構(gòu)橋梁下旋頂面標(biāo)高測量，計算橋梁各個節(jié)點(diǎn)參數(shù)，檢測橋梁偏移情況，及時開展糾偏處理，使鋼結(jié)構(gòu)橋梁各個部件都符合設(shè)計方案的要求。

第二，安裝、固定橋梁鋼構(gòu)件后，進(jìn)行頂推落梁現(xiàn)場施工。梁體安裝到規(guī)定部位以后，根據(jù)梁體頂推進(jìn)度把鋼結(jié)構(gòu)安裝到永久橋梁支座上，施工環(huán)節(jié)將該橋梁項目的落梁施工作為案例分析，工作人員應(yīng)用規(guī)格為1500kN（150t）的水平千斤頂開展落梁施工工作，2號墩、3 號墩、4 號墩采取內(nèi)頂外落、1 號墩、5 號墩采取外頂內(nèi)落的方法開展梁體施工。把落梁墊塊、千斤頂、保護(hù)結(jié)構(gòu)安裝到規(guī)定部位，進(jìn)行落梁試驗分析。每項工作準(zhǔn)備結(jié)束后，需要檢查施工質(zhì)量，查看吊裝的工藝是否到位，在施工時若出現(xiàn)臨時滑道偏移等問題，則需要立刻停止施工，在糾正滑道以后方才能繼續(xù)。

第三，為保證頂推滑移環(huán)節(jié)工程質(zhì)量合格，在操作環(huán)節(jié)需要控制施工工藝，同時在施工現(xiàn)場做好安全與質(zhì)量管理。

分析鋼結(jié)構(gòu)受力條件，分析水平、垂直受力條件，了解滑移施工中可能存在的風(fēng)險，定期開展處理，滿足精度的控制要求。施工環(huán)節(jié)采用豎向千斤頂施工時，受到施工環(huán)境影響很容易極發(fā)生偏移問題，所以頂推滑移環(huán)節(jié)，需要控制頂升的力度與距離。鋼結(jié)構(gòu)橋梁頂推作業(yè)中，偏移不嚴(yán)重時，應(yīng)及時進(jìn)行橫梁偏移糾正處理，糾偏時應(yīng)布置警示標(biāo)志。

鋼結(jié)構(gòu)橋梁頂推滑移到規(guī)定部位后，應(yīng)隨時了解其穩(wěn)定情況，對滑移系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，各個部位達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后逐一進(jìn)行固定、安裝。從而提高工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，達(dá)到工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，提高建設(shè)水平。

6 結(jié)語

綜合以上分析，在鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程建設(shè)中，頂推滑移技術(shù)具備施工方便、工藝成熟等特點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用頂升滑移技術(shù)時，需要按照鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程的要求，做好施工技術(shù)方案的優(yōu)化控制，并且加強(qiáng)施工現(xiàn)場的管理，這樣才能推進(jìn)工程的開展。未來對于頂升滑移技術(shù)還要加大力度進(jìn)行研究，要將智能化信息技術(shù)融入其中，這樣才能實(shí)現(xiàn)智能化頂升作業(yè)，達(dá)到鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。