大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋中跨合龍段頂推施工技術(shù)胡琪【摘要】ThecontinuousrigidframebridgeoftheShenyang-HaikouexpresswayofPutianBridgeinXiangpuRailwayhasthecharacteristicsoflargespan,smallradius,muchconstructioninterference,largesafetyhazardandcomplicatedtechnology.Throughthesummaryoftheincrementallaunchingconstructiontechnologyofmid-spanclosuresection,theauthorhopestoprovidereferenceandrecommendationsforthefutureconstructionofsimilarbridge.Throughthecalculation,comparisonandanalysis,thedualcontrolprincipleofpiertopoffsetcontrolatfirstandsupplementedbythetopthrustcontrolisgottoguideconstruction,andthiscontrolprinciplecanbemoreconducivetoimprovingthedeformationofthemainbeamandpier,andcaneffectivelyimprovetheforceinbottomofthepierandthetopofthepilebeamconsolidation.%向莆鐵路莆田特大橋跨沈海高速公路連續(xù)剛構(gòu)橋具有跨度大、小半徑、施工干擾多、安全隱患大、技術(shù)復(fù)雜等特點(diǎn),通過(guò)對(duì)對(duì)中跨合龍段頂推施工技術(shù)總結(jié)回顧，希望可為今后同類特大橋施工提供借鑒和建議.通過(guò)計(jì)算、對(duì)比、分析,得出四點(diǎn)同時(shí)、同步頂推，墩頂偏移控制為主，頂推力控制為輔的雙控原則進(jìn)行指導(dǎo)施工，能夠更有利于改善主梁和橋墩的變形，并可以有效改善橋墩底部、頂部墩梁固結(jié)處的受力.【期刊名稱】《價(jià)值工程》【年(卷)，期】2017(036)018【總頁(yè)數(shù)】3頁(yè)(P121-123)【關(guān)鍵詞】大跨度;連續(xù)剛構(gòu);中跨合龍;頂推【作者】胡琪【作者單位】中鐵二十一局集團(tuán)有限公司，蘭州730000【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】U448.23連續(xù)剛剛構(gòu)橋具有跨越能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、施工技術(shù)成熟、行車舒適性好等優(yōu)點(diǎn)，特別是在主跨100~350m具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。連續(xù)剛構(gòu)橋在長(zhǎng)期荷載作用下會(huì)引起預(yù)應(yīng)力損失、主梁下?lián)?、主梁及橋墩水平偏位。溫度變化也?huì)影響主梁變形。在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中，對(duì)均勻溫度作用有著明確的規(guī)定。計(jì)算表明，過(guò)大的溫差會(huì)顯著增大主梁和橋墩的附加內(nèi)力，尤其是橋墩底部，附加內(nèi)力更大。合龍前在懸臂端進(jìn)行適當(dāng)?shù)捻斖疲歉纳崎L(zhǎng)期作用效應(yīng)和溫差效應(yīng)的一種較為理想的施工措施［1］。向莆鐵路莆田特大橋左、右線跨沈海高速公路(80+132+80)m、(88+146+88)m為掛籃懸臂施工的連續(xù)剛構(gòu)橋。線路位于R=1600m的小半徑曲線上，該橋梁部結(jié)構(gòu)小半徑、大跨度、線性控制、中跨合攏頂推控制技術(shù)等為該橋的關(guān)鍵控制技術(shù)。文章重在對(duì)中跨合龍段頂推施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)。在大跨度剛構(gòu)連續(xù)梁懸臂施工過(guò)程中，因梁段自重，混凝土收縮、徐變等因素的影響會(huì)產(chǎn)生較大的位移和撓度。這就需要在中跨合龍時(shí)，對(duì)兩端梁體施加一個(gè)水平頂推力，使主墩產(chǎn)生反向水平位移，以抵消溫差和后期混凝土收縮徐變產(chǎn)生的位移，改善墩身和主梁受力結(jié)構(gòu)和撓度。在平常施工過(guò)程中設(shè)計(jì)只要求了頂推力的大小，未明確頂推力施加后各主墩的位移量和合龍段的變化量。為了頂推施工的精確和安全，避免盲目頂推施工，通過(guò)查詢規(guī)范資料、運(yùn)用Madas軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模模擬分析，得出初步結(jié)論，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。運(yùn)用Madas軟件建立了理論模型，模擬出頂推各主墩施加頂推力后的理論預(yù)偏量。頂推時(shí)遵循〃墩頂偏移控制為主，頂推力控制為輔”的雙控原則，通過(guò)預(yù)埋的鋼板和傳力型鋼構(gòu)件，四臺(tái)千斤頂同時(shí)、同步頂推，實(shí)時(shí)測(cè)量發(fā)生的預(yù)偏量。比較分析頂推的效果，最終使實(shí)際發(fā)生的預(yù)偏量值接近模擬得出的理論值，使結(jié)構(gòu)受力趨于更合理，順利實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)頂推效果。3.1合龍段頂推施工工藝流程合龍段預(yù)埋件的預(yù)埋一頂推傳力桿件焊接一油壓千斤頂安裝固定（各觀測(cè)點(diǎn)測(cè)量初始數(shù)據(jù)的記錄、焊縫檢查驗(yàn)收）T順序施加20%、50%、80%頂推力（分別測(cè)量記錄觀測(cè)點(diǎn)位移變化）一施加100%頂推力（測(cè)量記錄觀測(cè)點(diǎn)位移變化）-分析比較頂推效果（提前模擬得出理論頂推數(shù)據(jù)）T體外勁性骨架的安裝T油壓千斤頂卸載、拆除-傳力桿件的割除―傳力桿件的割除-合龍段后續(xù)工序施工。3.2操作要點(diǎn)3.2.1理論計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，需要在中跨合龍前，在兩側(cè)懸臂端的四個(gè)角點(diǎn)均勻施加一對(duì)3000kN的水平對(duì)頂力，但設(shè)計(jì)中未給出頂推之后主墩的預(yù)偏量。為了更好地控制頂推過(guò)程，分析頂推的效果，我們?cè)陧斖魄埃\(yùn)用Madas軟件建立了理論模型，即模擬出頂推后主墩的預(yù)偏量，通過(guò)實(shí)際頂推位移值及時(shí)和理論預(yù)偏量比較分析，從而可準(zhǔn)確判斷頂推的效果和質(zhì)量，以及保證了頂推施工的安全，避免盲目施工。其中，計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：MIDAS/CivilPOST-PROCESSORDEFORMEDSHAPEX-方向X-DIR=1.735E+001NOOD=1Y-方向Y-DIR=0.000E+000NOOD=1Z-方向Z-DIR=0.000E+000NOOD=1COMB=6.212E+001NOOD=129系數(shù)=8.496E+002STAGE:對(duì)定力CS:合計(jì)最后MAX:105MIN:79文件：DK537+347單位：mm日期：08/24/2010表示方向：X:0.000Y:0.000Z:0.000通過(guò)MIDAS橋梁分析軟件模擬，我們按照設(shè)計(jì)圖的要求，在兩懸臂端，均勻地施加一對(duì)頂推力，見(jiàn)圖1施加對(duì)頂力，通過(guò)圖2施加對(duì)頂力后整體位移圖，可以看出頂推后的理論模型，圖3可以看出懸臂端的位移量，最大懸臂端施加對(duì)頂力后，450#主墩懸臂端位移為11.73mm,451#主墩懸臂端位移為：13.48mm，共發(fā)生位移為25.21mm。通過(guò)圖4可以看出，雙薄臂墩在3000kN的對(duì)頂力作用下，450#主墩發(fā)生的位移為6.66mm,451#主墩發(fā)生的位移為8.59mm。依據(jù)液壓千斤頂檢定證書和設(shè)計(jì)頂推力為3000kN，計(jì)算頂推過(guò)程的千斤頂對(duì)應(yīng)的壓力表進(jìn)程示值。頂推過(guò)程所使用的千斤頂為YCW250B型液壓千斤頂，測(cè)量范圍：(250-2500)kN，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求施加一對(duì)3000kN的對(duì)頂力，即每一個(gè)角點(diǎn)處施加一對(duì)750kN的對(duì)頂力，根據(jù)校準(zhǔn)方程進(jìn)行計(jì)算。3.2.2預(yù)埋件的預(yù)埋勁性骨架固定螺栓預(yù)埋。按照?qǐng)D紙要求在箱梁懸臂最后節(jié)段箱梁底板、頂板四個(gè)位置分別預(yù)埋4根M30地腳螺栓，相對(duì)位置嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求設(shè)置限位板進(jìn)行臨時(shí)固定。頂推傳力桿件固定鋼板預(yù)埋。在箱梁懸臂澆筑最后一節(jié)段梁端四個(gè)四個(gè)角點(diǎn)位置預(yù)埋10mm厚鋼板，鋼板背面焊接8根①16螺紋鋼，單根長(zhǎng)度不小于0.5m作為錨固鋼筋。注意頂推位置和圖紙要求設(shè)置體外勁性骨架位置盡量錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，避免后續(xù)交叉施工的影響。頂推傳力桿件的焊接安裝。由于千斤頂?shù)拈L(zhǎng)度有限，合龍段的長(zhǎng)度為2m,因此必須加工型鋼做傳力桿件，考慮千斤頂長(zhǎng)度0.4m，標(biāo)準(zhǔn)最大行程0.2m，合龍段長(zhǎng)度2m，根據(jù)計(jì)算傳力桿件長(zhǎng)度選為1.55m。根據(jù)計(jì)算，型鋼用I36雙拼焊接即可，焊縫Hf>8mm,焊縫確保飽滿，并在接觸面每一面加焊兩塊三角加筋板，安裝時(shí)，注意型鋼的軸線和梁體軸線要保持一致，在相應(yīng)位置焊接好四個(gè)傳力桿件。油壓千斤頂安裝固定。用塔吊分別將4個(gè)250T油壓千斤頂固定在提前搭設(shè)好的腳手架上，注意千斤頂?shù)妮S心要和傳力桿件一致，將千斤頂編號(hào)和對(duì)應(yīng)的油表編號(hào)連接好油泵，四個(gè)油泵同時(shí)啟動(dòng)，待千斤頂頂住梁體和傳力桿件剛受力停止油泵。3.2.3測(cè)點(diǎn)布置和數(shù)據(jù)記錄提前在剛構(gòu)連續(xù)梁0#塊對(duì)應(yīng)墩頂中心位置設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)A、B。在合龍段梁端粱面設(shè)置4個(gè)觀測(cè)點(diǎn)①、②、③、④。測(cè)量班用全站儀測(cè)量450#、451#墩0#塊中心的觀測(cè)點(diǎn)A、B,得出初始坐標(biāo)值并記錄。A:X=808941.637,Y=507204.560;B:X=808809.589,Y=507208.648。測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)①-③，②-④的間距，分別為2200mm,2200mm。3.2.4施加頂推力施加20%頂推力：現(xiàn)按照設(shè)計(jì)要求，同時(shí)開(kāi)啟4臺(tái)油泵，開(kāi)始頂推，第一次加載施加設(shè)計(jì)水平推力的20%，持荷20min;施加50%頂推力：施加20%頂推力持荷20min后，待合龍段長(zhǎng)度及墩頂位移值穩(wěn)定后，分析測(cè)量數(shù)據(jù)沒(méi)有什么異常情況，繼續(xù)施加50%力頂推；施加80%頂推力：施加50%頂推力持荷20min后，待合龍段長(zhǎng)度及墩頂位移值穩(wěn)定后，分析測(cè)量數(shù)據(jù)沒(méi)有什么異常情況，繼續(xù)施加80%力頂推。以上三次頂推結(jié)束后，需要并記錄各觀測(cè)點(diǎn)位移變化值，和理論位移值相比較，沒(méi)有出現(xiàn)異常位移變化，認(rèn)為結(jié)構(gòu)安全，可繼續(xù)頂推，并記錄觀測(cè)點(diǎn)頂推后標(biāo)高抬高值。施加100%頂推力：施加80%頂推力持荷20min后，待合龍段長(zhǎng)度及墩頂位移值穩(wěn)定后，分析測(cè)量數(shù)據(jù)沒(méi)有什么異常情況，繼續(xù)施加100%力頂推，在頂推過(guò)程中，注意實(shí)時(shí)測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)之間的位移，防止出現(xiàn)異常情況。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，立即停止頂推，直至分析找出異常情況的原因所在后，解決出現(xiàn)的問(wèn)題后方可繼續(xù)頂推，并記錄各觀測(cè)點(diǎn)的位移變化數(shù)據(jù)和觀測(cè)點(diǎn)頂推后標(biāo)高抬高值。3.2.5數(shù)據(jù)分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)測(cè)量完畢后，立即進(jìn)行分析，和理論模型的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，若有大的誤差則要找明原因進(jìn)行分析，再進(jìn)行處理。通過(guò)觀測(cè)數(shù)據(jù)分析，實(shí)際頂推后的線型、受力狀態(tài)和理論模型基本吻合，說(shuō)明頂推達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)效果，不需要校正二次頂推。由于本方法采用的頂推技術(shù)較好的保證了同步對(duì)稱頂推，通過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)橋梁的軸線沒(méi)有發(fā)生偏移，較好地保證了連續(xù)剛構(gòu)的合龍線性和頂推安全質(zhì)量和效果。通過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，合龍段最前端的高程變化最大為8mm，高程變化很小，說(shuō)明本次頂推過(guò)程中結(jié)構(gòu)是安全的。（表1）3.2.6勁性骨架鎖定頂推結(jié)束后，保持千斤頂油泵不回油，保持穩(wěn)壓狀態(tài)，立即安裝合龍段的勁性骨架。勁性骨架的安裝嚴(yán)格按照交底及規(guī)范要求進(jìn)行，保證每一個(gè)螺帽必須按要求擰緊。勁性骨架安裝焊接完畢后，安排技術(shù)人員對(duì)螺栓和焊縫進(jìn)行檢查，保證勁性骨架的臨時(shí)鎖定的質(zhì)量和效果。3.2.7拆除千斤頂和傳力桿件及后續(xù)施工勁性骨架安裝完畢后，先將千斤頂同時(shí)緩慢卸壓、回油，先拆除千斤頂，再拆除頂推傳力型鋼構(gòu)件。拆除完頂推的設(shè)備后，進(jìn)行中跨合龍段鋼筋的綁扎安裝，再進(jìn)行砼的澆筑，預(yù)應(yīng)力張拉、勁性骨架拆除等工作。在頂推施工中應(yīng)遵循〃墩頂偏移控制為主，頂推力控制為輔”的雙控原則，這樣才能達(dá)到頂推的理想效果，以保證成橋后運(yùn)行階段的安全；頂推過(guò)程必須保證過(guò)程控制，并注意及時(shí)把實(shí)測(cè)觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)和理論模擬值相比較，確保頂推過(guò)程的安全和質(zhì)量；頂推工序的檢驗(yàn)、測(cè)量、試驗(yàn)和吊裝設(shè)備都要在實(shí)施前進(jìn)行鑒定和檢查，符合要求后才能使用；連續(xù)剛構(gòu)中跨合龍段頂推施工工序必須制定詳細(xì)的施工工藝及施工作業(yè)指導(dǎo)書，繪制詳細(xì)的施工結(jié)構(gòu)圖紙及細(xì)部圖紙，預(yù)埋件的安裝方面要嚴(yán)格施工現(xiàn)場(chǎng)管理；加強(qiáng)對(duì)工序的監(jiān)測(cè)工作，利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析研究頂推出現(xiàn)異常的原因，利用統(tǒng)計(jì)技術(shù)方法找出影響工序正常的主要原因，采取對(duì)策，消除產(chǎn)生影響工序異常的不確定因素；深入、細(xì)致地做好線性監(jiān)控、監(jiān)測(cè)工作，加強(qiáng)測(cè)量的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。莆田特大橋跨沈海高速公路剛構(gòu)連續(xù)梁中跨合龍段頂推施工，實(shí)際位移和模擬理論位移值相差3mm，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的頂推效果，確保了合龍段的安全順利施工，合龍后全橋線性與預(yù)計(jì)成橋線性吻合。施工內(nèi)力監(jiān)測(cè)表明，該橋施工中所形成的結(jié)構(gòu)內(nèi)力完全符合設(shè)計(jì)要求。合攏頂推施工技術(shù)運(yùn)用Midas橋梁分析軟件模擬出頂推施工工況理論位移量，將頂推實(shí)際位移和理論位移比較，指導(dǎo)頂推施工，確保頂推施工安全可靠。四臺(tái)千斤頂同時(shí)、同步頂推