同济大桥钢箱梁顶推施工设计

曹 轶

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

同济大桥钢箱梁顶推施工设计

曹 轶

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

同济大桥钢箱梁顶推智能同步顶升系统，施工操作简单，可操作性强，安全和质量容易保证；对钢箱梁无损伤，不需要为设置锚拉梁在梁底开孔或做其他处理，临时支墩在不承受水平力的情况下设计，施工安全性容易保证。

同济大桥 钢箱梁 顶推施工 设计

1 工程概况

同济大桥位于贵港市郁江大桥下游2.12km处，主桥钢箱梁全长518m，钢箱顶面全宽39m，呈封闭式箱形截面，两侧外挑人行道，底部平底板宽28.6m，两侧挑臂板各宽5.2m，桥梁中线处梁高3.5m。两吊索在钢梁上横向间距36.5m，纵向索距6.0m，钢梁的标准节段长度为9.0m。全桥共分61个钢箱节段，总重为11000t。

2 主桥钢箱梁顶推施工设计

主梁采用先梁后缆的施工方法，顶推场地布置于郁江南岸，由南向北顶推施工，先合龙北岸，最后合龙南岸。

2.1 钢梁顶推总体思路及平面布置

根据自锚式悬索桥先架梁后拉索的施工特点，采用“多点同向分段连续顶推”方法进行钢梁安装，最大顶推重量11000t。根据现场勘察情况，拼装顶推预拼平台需要设置在郁江南岸，钢梁由郁江南岸向郁江北岸方向顶推，每5个节段顶推一次。

2.2 钢箱梁顶推安装步骤

2.2.1 施工完成主塔下塔柱、锚墩、边墩及临时墩，完成场地、通道及顶推平台等临建。

2.2.2 1～7榀钢箱梁从组拼场运至顶推预拼平台预拼焊接，安装前导梁(55m)。

2.2.3 1～7榀钢梁梁段焊接检测完毕后，开始顶推，顶推过程中注意对临时结构和钢梁结构线型的监控和调整。钢箱梁采用预拼平台和各临时墩多点同步连续顶推法，继续拼装。

2.2.4 钢箱梁顶推按“5+1”短线组拼法进行，即顶推预拼台座共6榀长度，每次顶推5榀梁长，台座始终至少保持1榀钢箱梁长度，以控制钢箱梁预拼轴线偏差。当节段JD16过南桥塔后，利用汽车吊在桥面开始安装钢梁风嘴。

2.2.5 钢箱梁逐步顶推至北岸主塔，当节段JD1过北桥塔后，开始安装前端钢梁风嘴。

2.2.6 继续顶推，前导梁过7#临时墩后，分节段拆除前导梁。

2.3 顶推(拼装)平台及龙门吊设置

2.3.1 顶推(拼装)平台设置。顶推支撑平台每组采用纵桥向2排，钢管柱横桥向布置4根。现场拼焊施工平台根据钢梁现场拼焊长度，考虑拼装平台总长54m，钢管立柱及连接系均为φ500×6mm螺旋钢管。

2.3.2 龙门吊设置。为满足钢梁吊装要求，在拼装焊接区域设置100t+100t-42m-25m龙门吊一台，提升吊架按最大起吊重量200t设计，龙门吊净高为25m，横向跨度为42m。龙门吊支腿采用φ630mm×12mm螺旋钢管，纵横梁均采用型钢拼装而成。

2.4 顶推加强措施及导梁设计

前导梁共4根，单根总长55m，总高由3.4m逐渐变为1m，宽度由0.9m逐渐变成0.5m，最前端采用阶梯状，上部安装顶升千斤顶和伸缩支腿，便于顶推过程中前导梁顺利过墩。前导梁与钢箱梁连接方式及前导梁节段间连接方式，均为全焊接形式。前导梁采用工厂分节段加工、现场组拼安装的方法施工。

过临时墩时，在导梁端部上方设竖向千斤顶，每台千斤顶的起顶力按100t考虑，起顶时各点应同步、对称，且高差不得大于3mm。

2.5 顶推滑道及滑板

钢梁顶推滑座滑道内铺设聚四氟乙烯滑板和不锈钢板，滑道宽度为500mm。为减小顶推过程中的摩阻力，在滑板与不锈钢板之间涂抹硅脂，涂抹后摩擦系数约为0.05。滑道安装在型钢焊接而成的滑道梁上，顶板盖板厚度δ=30mm，要求平整度偏差小于3mm；临时墩墩顶滑道长度，边墩为5m，中墩为8m。

在整个顶推过程中，必须保证钢梁与支点滑道间有足够的接触面积。滑道梁均按钢梁的线型制作，滑座上设一块加厚的特制橡胶板，通过橡胶板的不均匀压缩，实现钢梁与滑道梁上的滑板始终保持紧密接触。同时应设置限位装置，保证橡胶板不发生水平移动，防止橡胶板被剪坏。

2.6 顶推牵引系统

计算机多点同步顶升液压系统分为5个部分：液压泵站，PLC计算机控制系统，液压系统，位移压力检测与人机界面操作系统。该系统是将液压顶升系统、计算机PLC信号处理、位移监控与桥梁结构分析和施工技术进行集成，并在集成系统上进行成套技术开发。其核心是在桥梁结构分析与施工技术总结的基础上，根据桥梁特性设计计算机PLC信号处理与液压系统，输入外部监控设施的位移信号，输出液压系统油量控制信号，利用终端多组千斤顶来达到平衡、安全与高效的桥梁顶升和水平移动的目的。

顶升载荷100t～3200t，顶升高度为10mm～500mm。水平移动载荷100t～3600t，水平推进量程为10mm～1200mm。

2.7 导梁顶推过墩

每条滑道梁前端均设计成阶梯状，可在导梁过墩及滑道卡板时，起辅助上墩和应急作用。

2.8 竖向调整

顶推过程中钢箱梁的受力状态与成桥时受力状态完全不同，整个顶推过程的监控，应按以支反力控制为主、线型控制为辅的原则进行。因此每轮顶推前依据监控指令，明确该轮顶推钢箱梁所经墩台的竖曲线变化范围(即标高变化值)及箱梁许用支反力(即墩台的许用压应力)变化范围。

2.8.1 标高调整方法。滑道安装前应计算滑道标高，进行测量精确控制，四角不平度要求小于2mm。滑道绝对标高可根据桥面线形计算得出。顶推前在各临时墩上设置自动位移计，在顶推过程中随时观测临时墩沉降。在每个滑道梁的滑座下布置有4台竖向千斤顶，作为标高调整的装置(箱梁顶推就位调整梁底标高时使用)，每墩16个千斤顶同时起顶调整，起顶后根据空隙在滑道梁下垫相应厚度的钢板，然后落顶。

2.8.2 具体施工步骤

(1)首先根据监控指令的标高变化值，确定该轮顶推的顶举千斤顶的调整范围。若调整范围超过千斤顶活塞行程，则意味着必须进行分级分次调整，应提前准备好调整用的钢支墩及临时钢垫块；

(2)根据许用支反力变化，确定顶举千斤顶的压力调整范围，并将±85%压力调整范围设定为压力控制阀值；

(3)顶推前，根据标高变化值调整顶举千斤顶的初始高度，尽量避免顶推过程中再次调整；

(4)在箱梁许用支反力变化范围内，控制顶举千斤顶将钢箱梁顶起，取出临时钢垫块，转由千斤顶受力；

(5)将压力监控系统置为自动状态，获得顶推最高控制权后，才能进行后续的顶推施工。

2.9 顶推过程中桥梁中心线调整纠偏方法

在顶推过程中，可在主墩处安放全站仪观测中心线的偏差。在主塔上安装钢箱梁顶推导向装置，预防钢箱梁的横向偏移。

在顶推过程中，若发现梁体横向偏移，可在主力墩(3#、4#、5#墩)使用横向调偏千斤顶进行横桥向纠偏。

3 结语

智能同步顶升系统，特点是高速置零、低速顶升，升降速度可以任意控制。液压千斤顶外置式(或内置)位移、压力传感器、均载阀，保证了顶升系统在恶劣工作环境下的高可靠性。均载阀的过载保护功能，可避免多缸顶升时常见的胀缸事故。先进的进油调速和重载液压回路，不但顶升时能达到高精度同步，还在带载下降时同样可保证高精度同步。该顶升系统操作简便直观，并可实现工作的侧滚、俯仰等姿态的调整。可以挂接彩色触摸屏或工控机，实时在线操作并准确显示实时顶升位移和顶升载荷；可以实现多点同步控制及监控，并可进行单点调整。系统可以扩展至32点或32点以上的多点同步，在多点同步工作状态下，除保持多点位置的同步外，并可按用户的要求调节各支点的载荷分布。同济大桥箱梁顶推采用该系统取得了较好效果，可供类似项目参考。

U448.213∶U

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2095-1809(2016)06-0028-03

曹 轶(1980-)，男，陕西凤翔人，本科，工程师，长期从事水利水电工程、市政公用工程技术管理。

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