下承式简支钢桁梁顶推施工方法

徐勇

中铁二十五局集团第四工程有限公司 广西柳州 545007

深圳市城市轨道交通6号线二期主体工程民乐停车场工程项目位于深圳市龙华新区，其中运用库一区中间为钢桁架结构，两侧为混凝土结构。运用库一区共16座钢桁桥，其中场区消防车道共3座桥梁，主桁跨度60m、93m。运用库与厦深铁路隧道的交叉覆土为8-10m。下承式钢桁梁具有自重轻、跨越能力强、建筑高度小、施工速度快的特点。

1 主桥架设方案

结合现场条件及工期安排，钢桁梁上跨高速铁路隧道，安全隐患较大，吊车没有办法直接进行架设等影响因素，现场拟采用在拼装场区域处搭设拖拉滑道，采用顶推法施工，可以快速、安全的进行钢桁架安装，具体流程如下：

（1）工厂匹配制造钢梁杆件，在工厂预拼合格后，由公路直接运输至工地杆件存放场地，履带吊配合吊运至存放区。

（2）利用在滑道两侧履带吊吊装杆件拼装单跨钢桁梁，先拼装好下弦杆、下横梁、下平联，然后拼装斜杆、腹杆、上弦杆、上横梁、上平联等。

（3）拼装61m长导梁，在所有钢桁梁下弦杆节点处底板下安装滑块箱及MGE顶推滑块，在端头横梁接头下使用螺栓连接拉锚器。

（4）连续千斤顶拖拉钢桁梁及导梁沿线路向0#墩侧进行移动，两跨钢桁梁中间使用杆件进行刚性连接，直至钢桁梁移动到设计平面位置，见图1。

2 顶推主要施工方法

2.1 临时支撑及滑道体系设置

为满足钢桁梁拼装、顶推要求，需要在钢桁梁拼装场搭设支撑及滑道，在钢桁梁相应节点位置设临时支撑。

拼装场采用砼硬化，砼基础上设置φ529×8mm钢管立柱，上面再放置三拼45a工字钢滑道，滑道顶布置不锈钢钢板。

墩顶支架在临时基础上预埋钢板，滑道安装在墩顶支架上，墩顶支架采用φ529×8mm、φ630×16mm来做立柱钢管，横梁采用三拼、四拼的I45a工字钢，横梁顶设置纵向滑道，滑道采用四拼加劲的I56a工字钢，铺设不锈钢板，见图2。

2.2 顶推导梁体系设置

在梁体前安装长度为顶推跨径0.6-0.7倍左右的钢导梁，顶推最大跨径按93m计算，导梁设置长度61m。钢导梁为变高度钢桁梁，由三片主梁加连接系组成，材质为Q345b。底面线形与钢桁梁一致，与钢桁梁用高强螺栓连接，接头处拼接板、填板及接头两端板面均需做表面处理，使得其抗滑系数满足设计要求。

导梁结构形式：导梁采用桁架梁结构形式，长61m，前端30m长部分高6.275m，弦杆采用双拼45a工字钢，尾端24m长部分高12.55m，中间6m变截面，导梁宽16.75m，腹杆采用单45a、双45a工字钢，尾端24m范围内上下弦杆采用Q345材质的490×450mm钢箱。其余采用Q235B材料。导梁横向连接系采用φ426×8mm钢管，钢管之间采用L160×10mm角钢连接。

3 顶推体系设置

3.1 拖拉连续千斤顶、反力架、拉锚器、限位器

钢桁梁拖拉采用采用2台350吨同步连续千斤顶，拖拉钢桁梁、导梁总重2500t，采用平坡。千斤顶通过钢绞线与钢桁梁拖拉拉锚器连接，伸缩千斤顶活塞拖拉钢桁梁前进，钢绞线单侧设置6根。全桥设置1组拉锚器。

拖拉力：

钢桁梁在拖拉过程中为防止横向偏位脱离滑道，设横向限位器，横向限位器设置在MGE滑块箱左右侧，在拖拉时在限位钢板除涂抹硅脂润滑。

3.2 滑道设置、MGE滑块

纵向设置4I56a工字钢滑道，在导梁下弦杆节点处、钢桁梁下弦杆节点处螺杆固定滑块箱，滑块箱底板与MGE滑块螺栓固定，本桥顶推滑块MGE滑板尺寸为700×700×32mm。导梁上滑块箱焊接至导梁节点下方，纵向间距6m。钢桁梁上滑块箱使用螺杆将滑块箱抱箍在下弦杆节点上，纵向布置间距11m，均未布置在桁架节点上。滑块在顶推前涂抹润滑硅脂，滑块箱见图3：

本桥顶推滑块采用MGE滑板，MGE滑板是专门为桥梁顶推法滑移定制的一款新型专利产品。该产品MGE滑板属于工程塑料合金的一种，具备了其优异性能具有：耐磨、摩擦系数低、承载力大、抗剪抗冲击能力强、与滑块易于连接固定等特点[1]。

4 钢桁梁顶推设备

（1）钢桁梁顶推后锚固反力座设在钢桁梁边桁下弦杆外侧。在钢桁梁部分边下弦杆节点位置外侧焊接两块耳板，（钢桁梁顶推到位后，切割、磨平、油漆），两块耳板与弦杆顶板和底板对齐，均采用全熔透焊，耳板上设螺栓孔，与顶推锚箱连接，前端顶推反力座设在墩旁托架滑道梁连接系分配梁上，三片主桁下均设置滑块。根据钢梁顶推计算，钢桁梁顶推过程中，每个顶推点配备1台350t连续千斤顶顶推，一次顶推6个节间的钢桁梁，正常顶推速度控制在5m/h。

（2）钢导梁上临时墩墩顶的钢垫梁时，在临时墩顶布置竖向千斤顶及临时支垫调整导梁前端挠度。

在安装平台顶、各墩位布置滑道，滑道为左右两条，中心距为16.75m，滑道顶铆焊不锈钢钢板，不锈钢板表面粗糙度小于Ra5μm。滑道进口30cm范围设圆弧，出口也设圆弧段。

5 钢桁梁顶推施工

用2台千斤顶连续顶推施工，是将钢桁梁梁体搁置在铆接了不锈钢板的钢垫梁滑道上，钢桁梁与滑道之间设置MGE滑块作为滑板，在滑板下面涂上硅脂油，当水平千斤顶工作时，通过设置在钢桁梁的拉锚器和拉索施力于梁体，带动梁体向前滑动。

5.1 主要杆架拼装要点

（1）钢梁拼装顺序除按设计文件办理外，还要注意吊机的运行、最大吊距、杆件的供应方法等。主桁两侧对称拼装，先装杆件不得妨碍后装杆件的安装及吊机的行走。

（2）主桁杆件闭合成三角形，节点高强度螺栓50%初拧和终拧后，再分2批换下其余50%的冲钉，将换上的高栓初拧后再全部达到终拧，这时下弦杆前端节点底面与支架支点垫块之间才用钢板抄死。一节间高栓全部终拧后，再拼装下一节间。

5.2 顶推施工要点

（1）在完成高强螺栓终拧后方可进行顶推工作。

（2）顶推一孔梁搭上桥墩后，应对临时支架高程进行全面检查，当发现与原有高程不符时应调整。顶推过程中两侧应保持同步。

（3）当导梁前端到达墩顶滑道梁后，通过设置在导梁前端的辅助措施上墩，导梁前端支撑到滑道梁上后，进入正常顶推滑移状态。

（4）每次循环顶推完毕后，利用墩顶竖向千斤顶将钢桁梁整体起顶，将墩顶滑块倒移至其起点位置。然后将竖向千斤顶落顶，使钢桁梁节点落于墩顶滑块上，继续进行下一轮的钢桁梁顶推。

5.3 梁顶推过程中空间位置关系控制及调整

A在实际顶推过程中往往会出现横向偏位，在墩顶设置纠偏设施，当钢桁梁横向偏位超出设计允许的偏位时，应及时进行横向纠偏作业。以下是几种常见的纠偏和防偏措施：

（1）采用单动一侧顶推千斤顶的方式进行纠偏。在钢桁梁顶推初期，由于钢桁梁拼装长度相对较短，钢桁梁刚度较大，重量较轻，顶推摩阻力相对较小，用单侧千斤顶在钢桁梁顶推前移中进行横移调整。

（2）采用楔形垫块进行纠偏。在滑块前进顶推方向设置楔形滑块，在梁体顶推过程中通过楔形滑块进行横向偏位调整。采用该方法是楔形垫块角度不宜过大，垫块侧面应稳固的支挡。

（3）采用横移牛腿将偏位较大的节点横移至设计中线位置。可在滑道梁两侧或墩顶焊接横移牛腿，利用横移千斤顶将钢桁梁和滑块共同进行横向顶推，将钢桁梁轴线调整至设计位置。

B钢桁梁防顶推过头措施：本工程钢桁梁顶推施工，顶推动力来自于2台千斤顶，根据以往施工经验总结，当钢桁梁在千斤顶施力作用下行进至设计位置时立即关闭液压阀，此时在惯性和钢绞线紧力作用下，钢桁梁不能马上停止行进，会有略微向前移动情况。为防止钢桁梁顶推过头，钢桁梁顶推即将到位前，在边墩墩顶支架上焊接两块纵移挡板，在钢桁梁顶推到位后挡板抵钢桁梁，落梁完成后割掉挡板[2]。

（4）导梁上墩措施。导梁前端到达墩顶支架滑道时，导梁梁底比滑道高500mm大于悬臂最大扰度307mm，导梁前端能顺利的上至滑道，如果出现导梁前端略低于滑道，使用千斤顶在导梁前端将导梁进行顶升，超过滑道顶标高，再进行拖拉，确保导梁能顺利上到墩顶滑道上，千斤顶顶部与导梁之间增设MGE滑块，并涂抹润滑硅脂。待导梁上至中支墩滑道后，使用千斤顶配合安装中支墩滑块箱。

（5）顶推千斤顶同步控制。顶推系统采用两套2组连续千斤顶、拉锚器、反力架组组成，为使实际顶推施工中两套动力系统能够统一，采取两套动力系统，液压管相联方式，以保证两套动力系统施力的同步性，以确保钢桁梁行走按照预定轴线，大大减少实际顶推过程中的纠偏工作量，以保证每阶段顶推施工时间缩短。

5.4 使用顶推法施工钢桁架的效果分析

大跨度下承式钢桁梁采用顶推法施工方案，具有施工工期短、投入少、成本较低等特点。

从现场实施情况看，运用该技术，顺利的完成了简支钢桁梁的施工，顶推到位的钢桁梁轴线精确对中、外观质量美观，具有作业简化、投入少、安全高效等优点[3]。

6 结语

通过民乐停车场钢桁梁的施工实践，采用顶推法施工下承式简支钢桁梁的设计，简化了施工工序，减少了高空拼装的危险性，还节约了大量的施工投入，加快了施工进度，创造了良好的经济效益，但大跨度的顶推仍具有很大的难度，尤其是顶推技术设备、滑道、导梁的布置、落梁等技术问题，仍需施工过程中逐步优化、完善。