頂推技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用分析

陳廣明

（南昌公路橋梁工程有限公司，江西 南昌 330006）

0 引言

在社會(huì)高速發(fā)展的背景下，橋梁工程建設(shè)數(shù)量逐步增多，很多先進(jìn)的施工技術(shù)廣泛應(yīng)用到實(shí)踐中，從而可以更好地提升橋梁工程建設(shè)的施工水平，為我國(guó)的交通事業(yè)全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。在目前橋梁工程施工環(huán)節(jié)，步履式頂推鋼箱梁施工技術(shù)已經(jīng)全面應(yīng)用到實(shí)踐中，滿足當(dāng)前橋梁工程建設(shè)需要，促進(jìn)施工效率和質(zhì)量的全面提升。雖然頂推技術(shù)有著明顯的優(yōu)勢(shì)，但是在具體應(yīng)用過(guò)程中，施工工藝比較繁瑣，施工要求也比較高，必須全面落實(shí)監(jiān)督管理措施，才能保證頂推技術(shù)在橋梁工程建設(shè)的過(guò)程中發(fā)揮出應(yīng)有的作用，進(jìn)而提升橋梁工程建設(shè)的總體水平和效果。

1 頂推技術(shù)優(yōu)勢(shì)與要求

1.1 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

步履式頂推鋼箱梁施工技術(shù)應(yīng)用的范圍廣泛，目前該施工技術(shù)非常成熟，已經(jīng)在我國(guó)很多橋梁工程項(xiàng)目中應(yīng)用。從現(xiàn)場(chǎng)施工要求分析，隨著頂推技術(shù)體系不斷完善，施工技術(shù)水平日益提升，發(fā)揮出步履式頂推技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而可以滿足當(dāng)前橋梁工程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，推動(dòng)我國(guó)橋梁事業(yè)發(fā)展。與此同時(shí)，當(dāng)前頂推技術(shù)施工研究逐步深入，理論體系建設(shè)逐步完善，施工經(jīng)驗(yàn)也在日益豐富，同時(shí)步履式頂推技術(shù)在持續(xù)地改進(jìn)，攻克多項(xiàng)技術(shù)難題，完全能夠滿足當(dāng)前橋梁工程建設(shè)的要求。比如，在最初步履式頂推技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，只是在某個(gè)點(diǎn)位架設(shè)設(shè)備，頂推施工速度非常慢，并且在頂推過(guò)程中，還要有一定的時(shí)間間隔。隨著該技術(shù)發(fā)展，已經(jīng)研發(fā)應(yīng)用多點(diǎn)自平衡式步履式頂推技術(shù)，各個(gè)環(huán)節(jié)都能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的要求，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)頂進(jìn)施工作業(yè)，從而可以提升施工效果。此外，當(dāng)前自動(dòng)化、智能化技術(shù)全面發(fā)展，計(jì)算機(jī)、電氣控制、有限元分析等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)不斷應(yīng)用到頂推技術(shù)中，有效提升橋梁工程建設(shè)的水平[1]。

1.2 施工要求

在公路橋梁鋼箱梁施工環(huán)節(jié)，應(yīng)用頂推技術(shù)進(jìn)行施工，保證結(jié)構(gòu)施工的穩(wěn)定性和安全性，各個(gè)環(huán)節(jié)施工都能夠順利進(jìn)行，避免影響施工的效果和質(zhì)量。

首先，在鋼箱梁結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，應(yīng)用頂推技術(shù)作業(yè)開始之前，應(yīng)該確保底板結(jié)構(gòu)達(dá)到平整度的標(biāo)準(zhǔn)，并且底板高度、硬度都符合要求，才能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的標(biāo)準(zhǔn)。

其次，橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)該加強(qiáng)鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋孔道和預(yù)埋件的施工控制，保證結(jié)構(gòu)的性能合格，以免在后續(xù)施工中產(chǎn)生嚴(yán)重問(wèn)題。

再次，加強(qiáng)混凝土澆筑施工質(zhì)量管理。混凝土是橋梁工程重要的組成結(jié)構(gòu)，對(duì)于各個(gè)部分的性能和質(zhì)量有著直接影響，所以必須加強(qiáng)混凝土澆筑施工的質(zhì)量管理，才能提高橋梁工程的安全性。一旦混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量不合格，將會(huì)造成結(jié)構(gòu)損壞，無(wú)法滿足當(dāng)前橋梁工程的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，甚至引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，危害人們生命安全。

最后，在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，模板拆卸施工尤為重要。采取機(jī)械施工的方式，提高拆卸施工的速度和效率，避免人為事故的影響。在主梁結(jié)構(gòu)的前部應(yīng)設(shè)置導(dǎo)梁部件，并且安裝鋼結(jié)構(gòu)，其施工長(zhǎng)度為頂推跨徑的0.6～0.8 倍，剛度則應(yīng)該達(dá)到主梁結(jié)構(gòu)的1/15～1/9，并且利用焊接的方式進(jìn)行連接，組合形成整體結(jié)構(gòu)。在該環(huán)節(jié)施工的過(guò)程中，應(yīng)該保證連接達(dá)到穩(wěn)定、牢固、可靠的效果，千斤頂?shù)捻斄?yīng)該超過(guò)推力的2 倍。在千斤頂現(xiàn)場(chǎng)布置的過(guò)程中，嚴(yán)格按照規(guī)范化的要求設(shè)置，加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)督管控，兩段軸線和高程都必須進(jìn)行校準(zhǔn)試驗(yàn)，達(dá)到工程的標(biāo)準(zhǔn)要求，避免影響結(jié)構(gòu)施工的效果。千斤頂應(yīng)用的油泵由控制系統(tǒng)控制，精度合格，頂進(jìn)作業(yè)完全符合標(biāo)準(zhǔn)。在頂進(jìn)過(guò)程中，隨時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面監(jiān)督檢查工作，使橋梁軸線和高程都符合設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行合理的引導(dǎo)和調(diào)整。如果在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，存在導(dǎo)梁變形的情況，應(yīng)該停止頂進(jìn)作業(yè)，解決問(wèn)題之后，才能繼續(xù)現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)。

2 工程概況

某高速公路項(xiàng)目經(jīng)過(guò)多個(gè)省市，建設(shè)里程比較長(zhǎng)，與當(dāng)?shù)氐膰?guó)省干道連接起來(lái)，共同形成交通網(wǎng)絡(luò)體系。在項(xiàng)目中包含多座橋梁，選擇其中一座橋梁為案例進(jìn)行分析，其設(shè)計(jì)為鋼箱梁的結(jié)構(gòu)形式，跨徑（40+65+40）m，橋?qū)?7.01m，采用等寬設(shè)計(jì)的方式，平面設(shè)計(jì)在直線上，梁高2.8m，懸臂長(zhǎng)2.56m，根部厚度700mm。

3 橋梁工程施工中頂推技術(shù)的流程分析

3.1 施工工藝流程

在現(xiàn)場(chǎng)施工中，建設(shè)頂推支墩、搭設(shè)拼裝平臺(tái)，進(jìn)行鋼箱梁以及導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)的吊裝作業(yè)，通過(guò)千斤頂進(jìn)行頂推施工。安裝結(jié)束后，即可進(jìn)行其他節(jié)段的吊裝施工，最后涂裝、成橋。

3.2 施工準(zhǔn)備

3.2.1 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)清理

按照現(xiàn)場(chǎng)施工標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)行清理作業(yè)，表面沒有任何影響工程施工效果的雜物，達(dá)到結(jié)構(gòu)整體性能的要求，并且應(yīng)用220t 的吊車開展正面吊裝。在清理結(jié)束后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行全面檢查，消除各種不利因素的影響。支架、頂推支墩的下部按照施工的要求，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)混凝土結(jié)構(gòu)硬化處理，確?；A(chǔ)的性能達(dá)標(biāo)。在施工中，作業(yè)范圍內(nèi)、支架搭設(shè)的區(qū)域內(nèi)，硬化強(qiáng)度超過(guò)200kPa。

3.2.2 支架設(shè)計(jì)

在該工程的實(shí)施中，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用鋼吊梁以及頂推技術(shù)。分段質(zhì)量符合現(xiàn)場(chǎng)施工的標(biāo)準(zhǔn)要求，通過(guò)臨時(shí)支架開展作業(yè)，應(yīng)用吊裝支架、頂推支架的方式施工作業(yè)。臨時(shí)支架立柱應(yīng)用槽鋼部件組成，通過(guò)焊接的方式，組合形成整體結(jié)構(gòu)，分配梁應(yīng)用三拼的32a 工字鋼加工制作，焊接后成為整體。支墩結(jié)構(gòu)施工極為重要，應(yīng)用鋼管柱焊接方式組合形成，并且安裝頂推儀，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)控制[2]。

3.2.3 臨時(shí)支架制作

（1）現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行場(chǎng)地的平整處理，保證地基結(jié)構(gòu)的效果。對(duì)于普通施工路段來(lái)說(shuō)，支架基礎(chǔ)必須達(dá)到穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)，采取壓實(shí)、換填、澆筑混凝土墊層的施工方式。加強(qiáng)分段基礎(chǔ)的施工管理和控制，每個(gè)結(jié)構(gòu)部分都符合施工的要求，并且應(yīng)用水泥攪拌樁進(jìn)行基礎(chǔ)加固施工。

（2）結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的要求，進(jìn)行擴(kuò)大基礎(chǔ)施工，支模、綁扎鋼筋、澆筑混凝土等是重要環(huán)節(jié)，預(yù)埋鋼板形成整體的結(jié)構(gòu)。

3.2.4 主線頂推施工步驟

一是進(jìn)行部分節(jié)段的臨時(shí)支架安裝，并且設(shè)置頂推平臺(tái)，在支架表面施加箱梁結(jié)構(gòu)自重的120%預(yù)壓作業(yè)，消除非彈性變形，確保結(jié)構(gòu)的施工效果。

二是以頂推平臺(tái)為基礎(chǔ)，吊裝現(xiàn)場(chǎng)施工節(jié)段，并進(jìn)行焊接連接；設(shè)置導(dǎo)梁以及滑道的結(jié)構(gòu)，如有必要，應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)安裝牽引索以及電機(jī)牽引作業(yè)；按照設(shè)計(jì)方案和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行頂推作業(yè)控制，確保線形達(dá)到工程的標(biāo)準(zhǔn)要求。

三是頂推與牽引保持整段結(jié)構(gòu)同時(shí)前進(jìn)作業(yè)，頂推作業(yè)中隨時(shí)進(jìn)行線形的檢查和調(diào)整，以免產(chǎn)生嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。

四是在頂推環(huán)節(jié)進(jìn)行焊接作業(yè)，避免影響結(jié)構(gòu)的施工效果。

五是頂推作業(yè)采取分段施工方式進(jìn)行，確保壓重達(dá)到平衡性標(biāo)準(zhǔn)，避免發(fā)生偏差的問(wèn)題。

六是頂推以及牽引梁結(jié)構(gòu)在施工環(huán)節(jié)，應(yīng)確保處于最大懸臂的狀態(tài)；壓重達(dá)到平衡性，應(yīng)用導(dǎo)梁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的施工控制工作。

七是頂推以及牽引同時(shí)控制，安裝到位，合格后即可拆除。

八是施工結(jié)束后，將臨時(shí)支架拆除，并安裝滿堂支架的結(jié)構(gòu)；對(duì)安裝后的各個(gè)節(jié)段進(jìn)行線形調(diào)整，相鄰結(jié)構(gòu)焊接連接。

九是鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)焊接結(jié)束后，在表面涂抹防銹漆，對(duì)其他部位進(jìn)行防銹處理，形成防腐蝕結(jié)構(gòu)。如果發(fā)現(xiàn)存在缺陷或者連接不合格的情況，應(yīng)及時(shí)采取修復(fù)處理措施，以免產(chǎn)生嚴(yán)重的危害和影響。

十是在現(xiàn)場(chǎng)安裝橋面鋪裝與護(hù)欄，整個(gè)橋梁的主體結(jié)構(gòu)施工完畢。

3.2.5 頂推到位控制

為了預(yù)防在頂推作業(yè)的過(guò)程中出現(xiàn)推過(guò)頭的情況，應(yīng)采取如下措施進(jìn)行控制：

一是在頂推的端部設(shè)置限位支架，推到規(guī)定位置上自動(dòng)停止。

二是頂推到規(guī)定位置之前1m 處，采取點(diǎn)動(dòng)操作的方式，每次向前推動(dòng)20cm，并且進(jìn)行觀測(cè)檢查。

三是頂推到位時(shí)嚴(yán)格控制，加強(qiáng)溫度監(jiān)測(cè)，預(yù)防因?yàn)闇夭钸^(guò)大而影響導(dǎo)梁位置的精度[3]。

4 履式頂推鋼箱梁施工分析

4.1 頂推前準(zhǔn)備

4.1.1 支設(shè)鋼箱梁拼裝平臺(tái)

通常來(lái)說(shuō)，在橋梁工程建設(shè)的過(guò)程中，設(shè)置的鋼箱梁對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)的施工效果和質(zhì)量有著直接的影響，所以需要對(duì)制造和安裝的環(huán)節(jié)加強(qiáng)控制。在制造完成之后，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格，才能運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配施工。根據(jù)施工需要，設(shè)置拼裝平臺(tái)和臨時(shí)支墩，從而滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的標(biāo)準(zhǔn)要求。一般來(lái)說(shuō)，在拼裝平臺(tái)的下部應(yīng)該設(shè)置拼裝支架，保證支架的強(qiáng)度性能合格，尺寸完全滿足工程施工的要求，并且確保支架的長(zhǎng)度、寬度都符合標(biāo)準(zhǔn)。在臨時(shí)支架結(jié)構(gòu)設(shè)置的過(guò)程中，支撐部件的設(shè)置非常重要，使用無(wú)縫720 鋼管厚度為10mm，從而達(dá)到結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度的性能標(biāo)準(zhǔn)。鋼箱梁的拼接作業(yè)需要在平臺(tái)進(jìn)行，結(jié)構(gòu)尺寸和強(qiáng)度性能合格，避免影響結(jié)構(gòu)的施工效果。

4.1.2 鋼箱梁施工

鋼箱梁制作完成之后，經(jīng)過(guò)檢測(cè)合格運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)開展施工作業(yè)。主要采取專用的運(yùn)輸車輛進(jìn)行，并且使用龍門吊進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)吊裝作業(yè)。在鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)施工的過(guò)程中，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案的要求，進(jìn)行線形和標(biāo)高的控制。對(duì)兩段結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，上述工序完成之后，由專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行鋼箱梁梁段的組裝，并且焊接連接，然后開始頂推作業(yè)。

4.1.3 拼裝導(dǎo)梁

鋼導(dǎo)梁經(jīng)過(guò)工廠制作結(jié)束之后，檢測(cè)達(dá)到要求才能運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工。在現(xiàn)場(chǎng)拼接過(guò)程中，主要采取焊接連接的方式形成整體結(jié)構(gòu)，避免影響施工效果。工字型鋼梁在現(xiàn)場(chǎng)和鋼箱梁連接過(guò)程中，保持11m 左右的間隔距離，并且通過(guò)焊接的方式組合形成整體。在現(xiàn)場(chǎng)施工的環(huán)節(jié)，必須加強(qiáng)各個(gè)結(jié)構(gòu)部分尺寸控制，同時(shí)還要保證受力條件合格，以免結(jié)構(gòu)損壞而影響整個(gè)橋梁的施工效果[4]。

4.2 頂推施工

在頂推施工環(huán)節(jié)，由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查，避免施工管理不到位而影響整體施工效果。由技術(shù)人員對(duì)液壓缸的工作情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，做好各項(xiàng)參數(shù)記錄工作和施工工藝方案進(jìn)行對(duì)比分析。在鋼箱梁和兩側(cè)的墊梁處于分離的狀態(tài)時(shí)，應(yīng)該及時(shí)向主控臺(tái)報(bào)告，工作人員下達(dá)頂推的指令。在頂推到規(guī)定位置之后，開始進(jìn)行滑行作業(yè)，為了確保鋼箱梁頂推過(guò)程達(dá)到安全、精度的標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)每個(gè)液壓缸進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，掌握行程參數(shù)，符合施工方案的要求。為了避免發(fā)生安全事故，現(xiàn)場(chǎng)采取有效的監(jiān)督管理控制措施。與此同時(shí)，掌握傳感器的數(shù)據(jù)參數(shù)，及時(shí)采集各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，傳輸?shù)娇偪嘏_(tái)，避免影響結(jié)構(gòu)的施工效果。

4.3 梁體中線和標(biāo)高控制

對(duì)于已經(jīng)安裝完畢后的梁段，應(yīng)該設(shè)置坐標(biāo)系，全面監(jiān)測(cè)和控制整個(gè)橋梁的線形。在每一段鋼箱梁的頂部和底部設(shè)置3 個(gè)標(biāo)記點(diǎn)。在頂推過(guò)程中，進(jìn)行梁體結(jié)構(gòu)中線檢測(cè)工作。如果發(fā)現(xiàn)存在比較大的傾角，應(yīng)該及時(shí)調(diào)整處理，以免影響施工效果。當(dāng)鋼箱梁頂推到距離最終位置2m 時(shí)，要對(duì)梁體結(jié)構(gòu)中線進(jìn)行檢測(cè)。一旦發(fā)生偏差嚴(yán)重的情況，應(yīng)進(jìn)行糾正處理，防止影響施工的效果。每一次頂推工作結(jié)束之后，都要繪制鋼箱梁的中線，和設(shè)計(jì)方案的位置進(jìn)行對(duì)比分析，掌握鋼箱梁中線偏差的情況，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采取必要的調(diào)整處理措施。如果偏差比較嚴(yán)重，會(huì)給后續(xù)頂推作業(yè)造成很大影響，也會(huì)帶來(lái)安全事故，所以必須加強(qiáng)中線的精度控制。

在頂推作業(yè)完成之后，需要在鋼箱梁的位置上設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)志，由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行檢測(cè)控制，確保鋼箱梁縱向頂推的精度合格。三段箱梁拼接工作結(jié)束之后，需要對(duì)長(zhǎng)度、跨距、尺寸進(jìn)行全面檢測(cè)，一旦發(fā)生偏差的情況，應(yīng)及時(shí)做出調(diào)整處理[5-6]。

在鋼箱梁頂推作業(yè)開始之前，需要對(duì)各個(gè)臨時(shí)支墩的頂部滑道標(biāo)高進(jìn)行檢測(cè)，確保精度合格，避免影響鋼箱梁的頂推作業(yè)的精度。臨時(shí)支墩需要進(jìn)行預(yù)壓檢測(cè)，并且在滑道下部設(shè)置千斤頂，為后續(xù)的滑道標(biāo)高檢測(cè)提供基礎(chǔ)?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置質(zhì)檢人員，進(jìn)行各個(gè)參數(shù)的檢測(cè)，確定梁體撓度處于合理的范圍之內(nèi)，并且在一段梁體結(jié)構(gòu)頂推完成之后，進(jìn)行箱梁的拼裝平臺(tái)作業(yè)標(biāo)高檢測(cè)，并且及時(shí)進(jìn)行調(diào)整處理，符合工程建設(shè)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

在橋梁工程項(xiàng)目實(shí)施環(huán)節(jié)，應(yīng)用了很多先進(jìn)技術(shù)，可以提升橋梁施工的質(zhì)量和效率，滿足當(dāng)前橋梁工程建設(shè)的要求。頂推技術(shù)是橋梁工程施工比較常見的技術(shù)之一，發(fā)揮先進(jìn)施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，落實(shí)各個(gè)環(huán)節(jié)的管控，從而保證橋梁各個(gè)部分施工效果，滿足當(dāng)前的工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求，不僅可以產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也會(huì)推動(dòng)我國(guó)橋梁事業(yè)不斷發(fā)展。