步履式橋梁頂推法技術(shù)實(shí)踐

李旭清

(山西路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030006)

0 引 言

在橋梁工程施工的階段中，步履式橋梁頂推法的應(yīng)用可以提高工程項(xiàng)目的開展進(jìn)度，對強(qiáng)化工程項(xiàng)目的穩(wěn)定性有著積極的作用。因此在施工環(huán)節(jié)過程對該技術(shù)的應(yīng)用方式進(jìn)行分析總結(jié)切實(shí)有效的技術(shù)方案，有利于項(xiàng)目的不斷開展

1 技術(shù)特點(diǎn)及原理

1.1 步履式頂推法的特點(diǎn)

(1)不會給交通運(yùn)行產(chǎn)生過大影響。頂推法在施工環(huán)節(jié)，頂推操作之前，可以在已有路線遠(yuǎn)端架設(shè)作業(yè)，并不會已有線路產(chǎn)生干擾和影響。(2)臨時(shí)結(jié)構(gòu)工作量較小。頂推法在施工環(huán)節(jié)，可以通過橋梁自身結(jié)構(gòu)形成完善的頂推體系，也可以通過增加導(dǎo)梁的方式減小梁體結(jié)構(gòu)的下?lián)隙?，以保證剛度性能合格，避免在已有的道路或者河道中設(shè)置較多的剛性支撐部件。(3)工作效率較高。頂推法作業(yè)方式可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)工作面同時(shí)開展施工，效率比較高，工期也會相應(yīng)縮短。(4)合攏精度高。步履式頂推設(shè)備需要使用三向千斤頂?shù)男问?，能夠在縱橫豎三個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)梁體姿態(tài)的調(diào)整，促進(jìn)梁體安裝精度效果的提升。(5)智能化水平較高。步履式頂推法通過智能化進(jìn)行操控，可視化水平較高，每個(gè)工作條件受力特點(diǎn)位移和應(yīng)力可以及時(shí)的顯示，達(dá)到步調(diào)一致性的要求，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)和統(tǒng)一，促進(jìn)橋梁運(yùn)行安全性的提升。(6)梁體安裝要求較高。頂推法施工中，局部應(yīng)力相對較大，變截面梁體或者曲線等橋梁形式可以進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)，然后實(shí)現(xiàn)梁體加固和處理。(7)頂推支架基礎(chǔ)性能高。頂推法施工中，單個(gè)梁體部分的頂推墩受力比較大，要做好地基加強(qiáng)處理才能滿足要求。

1.2 步履式橋梁頂推法施工原理

橋梁步履式頂推法在具體的實(shí)施環(huán)節(jié)，一般都會在內(nèi)部應(yīng)用頂推力方式進(jìn)行梁體推動處理，通過應(yīng)用臨時(shí)滑動裝置開展設(shè)置，保證梁體結(jié)構(gòu)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)榱后w結(jié)構(gòu)的體型比較大，為了能夠保證梁體達(dá)到頂推、抬高、移動等方面的要求，首先應(yīng)該選擇使用具備充足動力的設(shè)備，比如液壓泵站、液壓控制系統(tǒng)等，還能夠根據(jù)要求布置多個(gè)支撐點(diǎn)結(jié)構(gòu)，利用垂直、水平方向上的千斤頂設(shè)置，聯(lián)合縱向千斤頂完成梁體結(jié)構(gòu)的抬升、移動處理，保證移動到規(guī)定的位置上。頂推施工作業(yè)階段，為了確保垂直、橫向、縱向都符合要求，可以在多個(gè)平面上安裝千斤頂同時(shí)運(yùn)動，利用PLC進(jìn)行全面控制，這一系統(tǒng)內(nèi)包含液壓千斤頂、傳感器、計(jì)算機(jī)等設(shè)施，實(shí)現(xiàn)梁體頂推距離、千斤頂受力參數(shù)的檢測和確定，利用變動泵站油壓參數(shù)可以調(diào)整頂推速度以及位移量，達(dá)到同時(shí)頂進(jìn)的效果，具體的工作原理可見圖1。

2 項(xiàng)目實(shí)例

某橋梁工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案為跨徑165 m的下承式蝶形鋼結(jié)構(gòu)橋梁高度形式，梁體高度尺寸為3.5 m、橋面寬度尺寸為35.5 m，柱墩結(jié)構(gòu)形式為V型，應(yīng)用鉆孔灌注樁的施工工藝。綜合分析目前橋梁工程給河道所產(chǎn)生的影響，該橋梁工程的鋼結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用的是步履頂推法的方式進(jìn)行施工，整個(gè)剛性結(jié)構(gòu)的河道北岸進(jìn)行拼裝焊接施工，同時(shí)利用頂推支墩與步履式頂升滑移設(shè)施的方式完成鋼結(jié)構(gòu)的頂推滑移作業(yè)，最終安裝完成整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)。在橋梁運(yùn)行之后，分析發(fā)現(xiàn)該橋梁的總體性能合格，完全達(dá)到交通運(yùn)行的要求。

3 步履式橋梁頂推法施工工藝

在步履式橋梁頂推法技術(shù)應(yīng)用的階段中，需要根據(jù)施工方案的要求對施工過程進(jìn)行全面的管理控制，要求技術(shù)的應(yīng)用方式的具備科學(xué)性保證技術(shù)的應(yīng)用工藝規(guī)范滿足于實(shí)際，需要以下對該項(xiàng)工藝技術(shù)操作流程進(jìn)行探究。

3.1 電控系統(tǒng)

要想提升千斤頂運(yùn)行的同步性與安全性，施工單位對于項(xiàng)目的總電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，包含終端配電箱與控制箱設(shè)計(jì)中，完成電控系統(tǒng)運(yùn)行性能要求?？傠娐吩O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)合接線圖利用中央配電箱以及控制箱完成設(shè)計(jì)工作，利用步履式橋梁頂推系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同時(shí)控制；終端配電箱以及控制箱結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中，可以利用單個(gè)頂推系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分布設(shè)置與系統(tǒng)的急?？刂?，達(dá)到控制的標(biāo)準(zhǔn)和要求，切實(shí)提升工作的質(zhì)量和效率。需要注意的是在電控系統(tǒng)復(fù)制的階段中，還需要根據(jù)不理式橋梁頂推施工技術(shù)的方案，要求合理的將各種電控單元綜合設(shè)計(jì)，使其能夠在效率范圍上將自身的效果發(fā)揮出來。

3.2 頂推施工

首先需要把滑塊設(shè)置到起點(diǎn)的位置上，開啟頂推系統(tǒng)之后，通過千斤頂提供作用力，直接在梁體中進(jìn)行滑塊的下落操作，水平千斤頂存在水平作用力，可以直接抵消梁體摩擦之后所形成的作用力，然后可以產(chǎn)生向前行進(jìn)0.75 m的作用力；豎向千斤頂梁體頂升2.0 cm之后，脫離滑塊的結(jié)構(gòu)部分，水平千斤頂縮到起點(diǎn)的位置上，梁體可以向前行進(jìn)約0.72 m，單詞循環(huán)作業(yè)之后再根據(jù)上述流程開始下一循環(huán)的作業(yè)。梁體每次前進(jìn)0.75 m之后，就要對于其受力條件、穩(wěn)定性方面展開深入分析，同時(shí)仿真模擬支墩反作用力參數(shù)的變化，進(jìn)行油壓支反力的控制，確保各個(gè)支墩的支反力和仿真數(shù)據(jù)是比較接近的，達(dá)到應(yīng)用的要求。

頂推施工的各個(gè)部分設(shè)備在安裝完畢之后，都要設(shè)置到各個(gè)臨時(shí)支墩的位置上，然后利用頂推循環(huán)作業(yè)方式讓梁體前景，選擇最不利施工的條件開展頂推工況試驗(yàn)，切實(shí)提升施工的質(zhì)量水平，保證整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)都能夠在頂推施工前進(jìn)的4 d內(nèi)實(shí)現(xiàn)，并且確保梁體結(jié)構(gòu)部分根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軌跡的方向前進(jìn)，然后行進(jìn)到規(guī)定的位置上。同時(shí)在進(jìn)行頂推施工的階段中，為了能夠保證施工的安全性，要求施工人員嚴(yán)格的按照工藝規(guī)范的要求進(jìn)行操作，做好相關(guān)的防護(hù)措施，以提高整體頂推的施工效率以及安全性。

3.3 落梁施工

頂推法進(jìn)行施工，把梁體結(jié)構(gòu)部件安裝到規(guī)定位置上，然后再應(yīng)用豎向千斤頂保證梁體結(jié)構(gòu)可以穩(wěn)定的下落到規(guī)定設(shè)計(jì)標(biāo)高上，落梁操作的方式比較方便快捷，利用傳統(tǒng)的頂推施工方式實(shí)現(xiàn)倒頂、抽換鋼板等處理。因?yàn)槁淞菏┕そY(jié)束后，梁體會達(dá)到永久性運(yùn)行狀態(tài)，這樣的狀態(tài)之下，結(jié)構(gòu)內(nèi)力的條件會給最終的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。本次項(xiàng)目施工中，應(yīng)用的是Midas-Civil軟件實(shí)施落梁最佳應(yīng)力條件的模擬和分析，總結(jié)出不同應(yīng)力條件下支墩支反力的運(yùn)行情況，然后利用支座的調(diào)節(jié)以達(dá)到最佳受力條件，讓整個(gè)結(jié)構(gòu)性能達(dá)到最佳狀態(tài)。

3.4 頂推力分析

本次橋梁工程中，鋼結(jié)構(gòu)部分的梁體重量為25 000 kN，和混凝土、不銹鋼板結(jié)構(gòu)的摩擦系數(shù)為0.19、0.26，其MGE板靜摩擦系數(shù)為0.02～0.06之間，鋼結(jié)構(gòu)和MGE板材表面沒有達(dá)到平整度的要求，靜摩擦系數(shù)以及鋼結(jié)構(gòu)和橡膠板靜摩擦系數(shù)調(diào)整設(shè)定為0.05和0.3，其與混凝土摩擦系數(shù)設(shè)定為0.20，這樣就會設(shè)定其步履式頂推作業(yè)施工環(huán)節(jié)形成的拉力達(dá)到1 542.48 kN，此時(shí)通過設(shè)置6臺推力1 000 kN的千斤頂所形成的推力達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)[4]。

4 結(jié) 語

步履式橋梁頂推施工作業(yè)環(huán)節(jié)，因?yàn)槭┕きh(huán)境、技術(shù)水平、器械條件等方面存在干擾和影響，梁體結(jié)構(gòu)施工階段受力環(huán)境和運(yùn)行時(shí)受力有著很大的不同，所以這樣需要通過增強(qiáng)頂推施工環(huán)節(jié)的頂推力、導(dǎo)梁長度等參數(shù)的分析確定，保證各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到合理性的要求，滿足各個(gè)梁段結(jié)構(gòu)部分的內(nèi)力以及應(yīng)力變化條件影響，在施工環(huán)節(jié)所存在的內(nèi)力、應(yīng)力變化、柔性墩等方面都處于設(shè)計(jì)區(qū)間內(nèi)，讓項(xiàng)目施工安全、穩(wěn)定的開展