橋梁工程中鋼箱梁頂推施工技術(shù)應(yīng)用研究摘要：現(xiàn)代橋梁工程中頂推法作為一項(xiàng)重要施工技術(shù)，用于跨越山川河湖等復(fù)雜地理環(huán)境，也可用于跨越地面大型構(gòu)筑物，有利于提高施工作業(yè)安全與經(jīng)濟(jì)效益，具備極高的實(shí)用價(jià)值。鑒于此，為改善橋梁工程施工條件，充分適應(yīng)復(fù)雜施工形勢(shì)，以鋼箱梁頂推施工技術(shù)作為研究對(duì)象，簡(jiǎn)要敘述施工原理、工藝類型，展望應(yīng)用改進(jìn)方向。從技術(shù)應(yīng)用維度出發(fā)，探索鋼箱梁頂推施工技術(shù)在橋梁工程的應(yīng)用路徑，旨在提高現(xiàn)場(chǎng)施工操作的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，為后續(xù)市政橋梁工程建設(shè)施工提供參考。關(guān)鍵詞：橋梁工程鋼箱梁頂推施工技術(shù)ResearchontheApplicationofTopPushConstructionTechnologyforSteelBoxBeamsinBridgeEngineeringDONGQichang"LIUPengJi’nanHuangheRoadandBridgeConstructionGroupCo.，Ltd.，"Ji’nan，ShandongProvince，250001ChinaAbstract：Toppushmethodisanimportantconstructiontechnologyinmodernbridgeengineering，whichisusedtocrosscomplexgeographicalenvironmentssuchasmountains，rivers，lakes，anditcanalsobeusedtocrosslargestructuresontheground.Itisconducivetoimprovingconstructionsafetyandeconomicbenefits，andhashighpracticalvalue.Inviewofthis，inordertoimprovetheconstructionconditionsofbridgeengineeringandfullyadapttocomplexconstructionsituations，thesteelboxgirdertoppushingconstructiontechnologyistakenastheresearchobject.Theconstructionprincipleandprocesstypesarebrieflydescribed，andtheapplicationimprovementdirectionisexpected.Startingfromthedimensionoftechnicalapplication，thispaperexplorestheapplicationpathofsteelboxgirdertoppushingconstructiontechnologyinbridgeengineering，aimingtoimprovethestandardizationandnormalizationofon-siteconstructionoperationsandprovidereferenceforsubsequentmunicipalbridgeconstruction.KeyWords：Bridgeengineering;"Steelboxgirder;"Toppush;"Constructiontechniquetechnology在市政橋梁工程建設(shè)過(guò)程中，鋼箱梁頂推是不可或缺的一項(xiàng)施工內(nèi)容，有效利用鋼箱梁頂推施工技術(shù)，可以提高市政橋梁建設(shè)施工的效率，保障交通行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)實(shí)施頂推作業(yè)時(shí)，利用水平千斤頂施加壓力，勻速頂推梁段，能夠有效落實(shí)工程施工，保障施工質(zhì)量。所以，當(dāng)前[A2]亟須加強(qiáng)對(duì)市政橋梁工程鋼箱梁頂推施工技術(shù)的研究。1頂推施工技術(shù)概述1.1施工原理鋼箱梁頂推施工技術(shù)強(qiáng)調(diào)在橋體頂端或是尾端位置搭設(shè)拼裝平臺(tái)，施工現(xiàn)場(chǎng)把鋼箱梁劃分為諸多節(jié)段，分段拼裝成型，橋梁跨徑較大工況下，額外設(shè)置臨時(shí)墩等輔助設(shè)施，現(xiàn)場(chǎng)配備千斤頂當(dāng)作頂推設(shè)備。完成前期準(zhǔn)備工作后，借助滑移裝置，沿橋梁縱軸線，向前逐步頂進(jìn)拼裝成型的梁體，分階段開(kāi)展頂進(jìn)作業(yè)，每完成一個(gè)階段，對(duì)前后節(jié)段梁體進(jìn)行可靠連接，循環(huán)上述操作過(guò)程。直至全部梁體拼裝成型、最后一段梁體到達(dá)預(yù)定位置，把臨時(shí)支座更換為永久支座，梁體下落就位，拆除頂推設(shè)備和臨時(shí)輔助設(shè)施，即可結(jié)束鋼箱梁頂推施工過(guò)程[1]。1.2工藝類型頂推施工技術(shù)工藝類型眾多，當(dāng)前主要以頂推方向、梁體受力狀態(tài)和支承系統(tǒng)作為分類依據(jù)，根據(jù)橋梁工程現(xiàn)場(chǎng)施工條件，選擇最佳工藝技術(shù)。例如：從頂推方向角度分析，具體分為單向頂推、對(duì)向頂推兩項(xiàng)技術(shù)。單向頂推是在梁體一端部署頂推平臺(tái)，按照相同方向，以頂推平臺(tái)所處位置為施工起始點(diǎn)，向另一端梁體延伸頂推鋼箱梁。對(duì)向頂推也被稱為雙向頂推，同時(shí)在梁體兩端部署頂推平臺(tái)，兩側(cè)同步、對(duì)稱開(kāi)展鋼箱梁頂推作業(yè)，并以橋梁中間位置作為合[A3]龍段，合龍連接兩側(cè)梁體結(jié)構(gòu)，可用于現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法設(shè)置臨時(shí)墩或是鋼箱梁頂推跨徑過(guò)大的橋梁工程。1.3應(yīng)用改進(jìn)方向目前，鋼箱梁頂推施工技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，但也隨之暴露出多項(xiàng)施工難題有待解決，常見(jiàn)問(wèn)題包括大型鋼箱梁構(gòu)件不易吊裝、施工精度低下、市政橋梁工程無(wú)法使用大型吊裝機(jī)械。對(duì)此，必須對(duì)現(xiàn)有工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以步距式多點(diǎn)頂推、自動(dòng)化控制、交替落梁作為應(yīng)用改進(jìn)方向。步距式多點(diǎn)頂推也被稱為4點(diǎn)頂推方法，組合使用到頂推系統(tǒng)、導(dǎo)梁和臨時(shí)支架，整體跨越安裝大跨度鋼箱梁，有利于規(guī)避大型超重超長(zhǎng)構(gòu)件吊裝風(fēng)險(xiǎn)[2]。自動(dòng)化控制強(qiáng)調(diào)運(yùn)用有限元分析、傳感器測(cè)量控制等技術(shù)措施，全程精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)控制鋼箱梁頂推過(guò)程，把鋼箱梁實(shí)際頂推落梁位置和設(shè)計(jì)位置的偏差程度控制在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，無(wú)[A4]須施工人員手動(dòng)調(diào)整。交替落梁要求施工人員交替降低臨時(shí)支墩和橋臺(tái)支撐裝置，緩慢把鋼箱梁下落就位，無(wú)須在工程現(xiàn)場(chǎng)配備大型吊裝機(jī)械，同樣可以順利開(kāi)展鋼箱梁頂推施工活動(dòng)。2鋼箱梁頂推施工技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用2.1部署臨時(shí)輔助設(shè)施鋼箱梁頂推施工期間，為滿足作業(yè)需求，提前部署多種類的臨時(shí)輔助設(shè)施，包括臨時(shí)墩、頂推平臺(tái)、鋼導(dǎo)梁、滑動(dòng)導(dǎo)向裝置、臨時(shí)扣鎖塔架、頂推動(dòng)力設(shè)備等，各類臨時(shí)輔助設(shè)施的功能定位、安裝方法有著顯著差異。例如：臨時(shí)墩作為臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)把橋梁整體大跨徑拆分形成若干小跨徑，為多點(diǎn)頂推作業(yè)的實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)條件，后續(xù)在臨時(shí)墩上安裝頂推動(dòng)力設(shè)備，額外起到改善頂推糾偏控制效果、減小梁體前端撓度、預(yù)防豎向轉(zhuǎn)角形成、消除梁體后端澆筑縱向誤差等作用。臨時(shí)墩施工期間，提前澆筑混凝土形成臨時(shí)墩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C20，結(jié)構(gòu)內(nèi)部埋設(shè)多組地腳螺栓，根據(jù)上部施工荷載來(lái)確定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)尺寸，要求基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承受較大豎向荷載。后續(xù)在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上部固定安裝多根鋼柱，選用Q235型鋼制作加工鋼柱，鋼柱間設(shè)置剪刀撐，要求各處橋梁支墩上部均縱向安裝不少[A5]于2根的縱柱，用于維持臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀態(tài)。而對(duì)于滑動(dòng)裝置，負(fù)責(zé)控制鋼箱梁沿指定方向滑移就位，以橋梁腹板下部作為頂推滑道安裝位置，底面安裝三角形加勁肋。同時(shí)，滑動(dòng)裝置由上滑道和下滑道兩部分組成，需要制[A6]訂專項(xiàng)施工方案[A7]。根據(jù)上滑道安裝步驟[A8]，提前在滑塊表面均勻涂抹處理劑，底部安裝不少于2塊的橡膠墊片，上滑塊和墊片組成頂推摩擦層。根據(jù)下滑道安裝步驟[A9]，率先使用槽鋼制作加工滑道梁，同步制作長(zhǎng)度約為0.3m、寬度約為2m的下滑板，并在道柱兩端位置安裝掛籃，掛籃內(nèi)部部署液壓螺旋千斤頂，后續(xù)負(fù)責(zé)鋼箱梁頂推調(diào)整設(shè)施[3]。2.2試頂推鋼箱梁幾何尺寸大、重量大，本質(zhì)上屬于超長(zhǎng)超重特殊構(gòu)件，如果直接開(kāi)展頂推作業(yè)，可能出現(xiàn)鋼箱梁偏位、高處墜落等安全事故，施工過(guò)程充滿不確定因素。因此，必須提前組織開(kāi)展試頂推作業(yè)，按照既定施工方案頂推鋼箱梁，全程觀察頂推作業(yè)體系運(yùn)行狀況。施工人員先在現(xiàn)場(chǎng)部署多臺(tái)傳感器作為檢測(cè)裝置，核對(duì)檢查頂推設(shè)備與其他臨時(shí)輔助設(shè)施的使用情況。確定無(wú)誤后，正式開(kāi)展試頂推試驗(yàn)，把單個(gè)節(jié)段鋼箱梁緩慢、勻速頂推到地面上方一定高度位置，先期利用臨時(shí)墩與液壓千斤頂把鋼箱梁向上頂推，切換步履千斤頂，繼續(xù)向上頂推10cm距離，全面檢查支座反力、支架荷載力和擾動(dòng)程度。如果試頂推期間出現(xiàn)支架晃動(dòng)失穩(wěn)、實(shí)際頂推方向偏離預(yù)期方向、頂推速度失控等問(wèn)題，必須采取改進(jìn)措施，重新開(kāi)展試頂推試驗(yàn)。此外，還要求施工人員對(duì)拼裝平臺(tái)開(kāi)展預(yù)壓試驗(yàn)，用于驗(yàn)證拼裝平臺(tái)承載性能是否滿足頂推施工要求，堆載值控制在1.2倍施工荷載，采取分級(jí)加載、卸載方式，以支架變形量、沉降量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。2.3頂推就位鋼箱梁頂推環(huán)節(jié)，等待臨時(shí)輔助設(shè)施和頂推設(shè)備安裝完畢，并且通過(guò)調(diào)試檢查后，即可正式開(kāi)展鋼箱梁頂推作業(yè)。施工人員根據(jù)安裝編號(hào)來(lái)確定頂推順序，把首段鋼箱梁頂推就位，盡量采取多點(diǎn)頂推方式，以此來(lái)分散橋墩結(jié)構(gòu)實(shí)際承受的水平壓力，也有助于改善平曲線和豎曲線鋼箱梁頂推性能。正常工況下，現(xiàn)場(chǎng)部署單臺(tái)或多臺(tái)自動(dòng)連續(xù)螺旋千斤頂，作為牽引設(shè)備，同步使用到錨具和鋼絞線，利用Q235鋼管制作拉錨設(shè)備。分多次把鋼箱梁頂推就位，單次頂推距離控制在20～[A10]30m，直至鋼箱梁抵達(dá)設(shè)計(jì)位置后，進(jìn)行糾偏調(diào)整，即可進(jìn)入落梁環(huán)節(jié)。由于梁體尺寸與重量偏大，當(dāng)前主要采取分段拼裝頂推施工方式，等待首段鋼箱梁頂推就位后，重復(fù)上述操作過(guò)程，直至第二段鋼箱梁抵達(dá)設(shè)計(jì)位置，把相鄰兩段鋼箱梁調(diào)整到相同水平面上，對(duì)接梁段進(jìn)行焊接連接?，F(xiàn)場(chǎng)施工期間，重點(diǎn)關(guān)注預(yù)留縫隙、脫空處理兩項(xiàng)問(wèn)題。對(duì)于預(yù)留縫隙問(wèn)題，鋼箱梁頂推至設(shè)計(jì)位置周邊0.5～[A11]1.0m距離時(shí)，暫停頂推過(guò)程，利用豎向螺旋千斤頂來(lái)調(diào)整鋼箱梁高度，調(diào)整結(jié)束后，再把鋼箱梁徹底頂推就位。對(duì)于脫空處理問(wèn)題，全程密切觀察施工狀態(tài)，確定存在脫空情況后，即刻暫停頂推過(guò)程，完全滑出前端滑板，同步在尾部塞入全新滑板，方可繼續(xù)開(kāi)展頂推作業(yè)[4]。2.4落梁就位重復(fù)核對(duì)確認(rèn)鋼箱梁所處位置，要求鋼箱梁中線偏差不超過(guò)10mm，兩孔相鄰橫梁中線相對(duì)偏差不超過(guò)5mm，兩孔相鄰橫梁相對(duì)高差不超過(guò)5mm。確定無(wú)誤后，方可組織開(kāi)展落梁作業(yè)，按照恒定速度，緩慢把鋼箱梁下落就位，分多次開(kāi)展落梁作業(yè)，單次落梁高度控制在10mm以內(nèi)，并且相鄰橫梁彎沉間距控制在15mm內(nèi)，禁止施工人員在多處點(diǎn)位同步落梁，始終保持螺旋千斤頂受力平衡狀態(tài)。同時(shí)，以修建永久支座作為開(kāi)展落梁作業(yè)的前置條件，嚴(yán)格控制支座安裝精度，對(duì)于豎向支座，要求縱橫軸線偏差控制在±5mm以內(nèi)，標(biāo)高偏差控制在±10mm以內(nèi)；對(duì)于抗風(fēng)支座，要求牛腿垂直度偏差控制在±10mm以內(nèi)，牛腿傾斜面間隙值偏差不得超過(guò)2mm。直到各節(jié)段鋼箱梁下落就位后，按順序逐段拆除導(dǎo)梁，導(dǎo)梁完全拆除后，繼續(xù)拆除頂推裝置[5]。2.5頂推施工控制2.5.1線形控制線形誤差問(wèn)題表現(xiàn)為鋼箱梁合力方向、橋梁縱軸線未完全重合，致使主梁偏移，形成原因包括梁體本身制造誤差、頂推滑道標(biāo)高誤差、頂推設(shè)備各次步進(jìn)位移誤差與摩擦阻力。同步開(kāi)展梁體線形偏移監(jiān)測(cè)作業(yè)，鋼箱梁前端及尾端頂面部署監(jiān)測(cè)點(diǎn)，各次頂推結(jié)束后，利用傳感器和全站儀測(cè)量導(dǎo)梁前端偏移情況。確定梁體軸線、設(shè)計(jì)軸線二者偏移量大于20mm后，立即暫停頂推作業(yè)，分析問(wèn)題形成原因，對(duì)偏移梁體進(jìn)行糾偏調(diào)整，利用橋墩上方部署的頂推設(shè)備橫向調(diào)節(jié)油缸進(jìn)行調(diào)整，把上部滑移梁轉(zhuǎn)移至偏移側(cè)，啟動(dòng)油缸同步頂升，直到鋼箱梁完全脫離鋼墊梁后，去除另外一側(cè)導(dǎo)向約束。2.5.2標(biāo)高控制鋼箱梁頂推期間，隨著梁體前端懸臂和導(dǎo)梁前端撓度增加，主梁尾端脫離頂推設(shè)備期間，在梁體自重影響下，尾端形成過(guò)大撓度，因接觸滑道下方型鋼而形成動(dòng)摩擦，致使梁體標(biāo)高偏差超標(biāo)。提前安裝自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，以導(dǎo)梁前端標(biāo)高作為監(jiān)測(cè)對(duì)象，確定前端標(biāo)高低于設(shè)計(jì)值后，以梁體抄墊或牽引拉高作為調(diào)控措施。綜上所述，為順利建設(shè)大跨徑橋梁工程，全面推行更為簡(jiǎn)潔、高效的新型施工模式。施工單位務(wù)必加強(qiáng)對(duì)鋼箱梁頂推施工技術(shù)的應(yīng)用力度，以滿足實(shí)際施工需求為準(zhǔn)則，全方位深入了解頂推技術(shù)，明確工藝做法與技術(shù)應(yīng)用思路，重點(diǎn)掌握部署臨時(shí)輔助設(shè)施、試頂推、頂推就位等關(guān)鍵工序的實(shí)操要點(diǎn)，推動(dòng)施工水準(zhǔn)穩(wěn)步提升。[1]崔明超.