特大桥箱梁结构顶推法施工技术探讨

    蔡享继

    摘要：本文就特大桥箱梁顶推施工技术这一题材，简要介绍中施工过程中的技术要点及质量措施。

    关键词：特大桥；箱梁顶推；技术工艺

    我们大家都知道，在正常情况下，箱梁结构的施工往往采用满堂式支架搭设而直接立模现浇的方式进行。但是，如果是遇到跨湖、跨海或是高墩柱等特殊环境下而无法通过搭设支架来完成施工的箱梁结构，则可以通过采用梁体预制、现场顶推的方式来完成。而由于采用预制-吊装-顶推方案往往需要建设预制场和投入大量的钢模板，施工成本大,因此，一般小跨径的中小桥则不适于采用该法，而只有当桥长达到一定长度的大型箱梁桥才考虑采用该法。下面，本人结合广东省某高速公路项目××特大桥的建设情况，对特大桥箱梁结构顶推法施工的一些技术要点及质量控制措施进行简要介绍，以供业内同行参考供鉴。

    1 顶推准备工作

    1.1 滑道及侧限滑道及侧限是箱梁平稳安全滑移的保证。其控制因素有：滑道标高、平整精确度、侧向限位安装等因素。施工时计算出滑道顶标高，进行测量精确控制，要求平整度偏差小于1毫米；侧向限位系统及时正确安装完善。

    1.2 顶推牵引动力装置顶推牵引装置是ZL系列自动连续顶推系统，由一套主控系统，若干套泵站系统及所对应若干套千斤顶系统等小系统构成。顶推系统的因素有：起顶架、千斤顶安装及调试、牵引索安装及调整等因素。起顶架预埋时必须精确定位，否则影响千斤顶的安装；精心组织，合理安排人员，及时安装各泵站及千斤顶，进行调试工作。

    2 顶推过程控制

    2.1 顶推施工操作箱梁预应力束张拉完后，下降底模，穿牵引钢束，利用自动连续千斤顶或240KN油压千斤顶调整牵引钢束受力状况，并开始顶推。

    我们在施工中采用了“多点顶推，分级调压，集中控制”的方法进行顶推施工。

    多点顶推，在每个墩点都设置了动力设备水平千斤顶；分散调压则是液压站上安装有三个电磁换向阀控制油压不超过容许范围；集中控制是通过顶推指挥室电器总控台与各墩液压站的分控制并联，由色灯信号或对话机联系指挥来进行操作。

    顶推前启动静阻系数按8%，动力摩阻系数按5%根据每工况各支点反力来预计水平顶推的出力吨位。各墩准备就绪将信号送回主控台，总指挥通过主控台发出顶推指令，各墩连续千斤顶即同时工作，然后根据推力需要加大施力吨位，直到梁体开始前移，启动后摩阻系数下降，摩擦力减小，此时适当降低各墩千斤顶的出力等级来适应摩擦力的变化，使梁体平衡地向前推进，实现各墩同步顶推。

    2.2塞四氟板梁体顶推时，垫塞四氟板是一项重要工作，梁体要平稳安全顶推，四氟板必须及时跟进垫塞，梁体与滑道间不得脱空。四氟板的质量直接影响梁体的摩阻系数，给梁体顶推带来极大的不利因素。

    2.3测量控制梁体顶推过程中，测量控制因素主要是：梁体中心线及各墩顶偏位。随着梁体的推进，侧向限位控制其中心线偏位在10㎜以内，强力控制各千斤顶同步顶推，各墩顶的偏位均在设计要求范围之内。箱梁顶进时，测量人员跟踪监测各墩的偏位及梁体中心线位置，当中心线偏移时，及时利用侧向限位调整，然后将其锁定；由于第1、2、3段梁没有侧向限位，只能使用临时导向设施或调整上下游连续千斤顶的顶力来控制。在顶推过程中对墩顶瞬间偏位的观测尤为重要，一旦墩顶瞬间偏位超过设计值需立即停止施力，重新调整各墩顶施力分布，以保证各墩的偏位满足设计要求。

    2.4 顶推施工注意事项

    ①每次顶推，必须对顶推的梁段中线和各滑道顶的标高进行测量，并控制在允许范围以内：

    a、导梁中线偏差不大于2.0mm；

    b、梁体中线偏差不大于2.0mm；

    c、相邻两跨支点同侧的滑移装置顶面高差±1.0mm；

    d、同墩两支点滑移装置顶面高差±0.5mm。

    ②顶推过程中，随梁体前移，均需不断地以四氟板垫塞滑移，配足人员，端正插入，保持黑色的一面贴紧箱梁腹板，白色一面朝向不锈钢滑板，切记不可放反。

    ③四氟滑板两面均应保持清洁，白色一面涂上润滑用的硅脂以减少摩擦，清理四氟板不可使用汽油或柴油。

    ④顶推过程中若四氟板未及时跟进，应立即停止，顶起箱梁腹板，放进四氟板后才可继续顶推。

    ⑤每节段开始顶推时时，先推进5cm，立即停止，回油，再推进5cm，再停止，回油，为此反复两三次，以松动各滑动面并检查各部分设施，然后正式顶推。

    ⑥顶推时，各千斤顶应同步逐级加力顶推，当箱梁处于动与不动的临界状态时，注意保持其余千斤顶油压稳定不动，只让18#墩千斤顶升压，以防止箱梁不匀速前进，加力顺序为：先由18#墩各顶同步加力，然后其余各顶逐级同步加力，并注意保持联系。

    ⑦顶推时，如果导梁杆件有变形、螺丝松动，导梁与箱梁联结处有变形或混凝土开裂等情况发生时，应立即停止顶推，进行处理。

    3 质量控制标准

    ①箱梁偏差：结构尺寸±10.0mm，标高±5.0mm。

    ②各墩顶滑板标高与预制平台之间各控制点的标高控制误差为±1.0mm，左右两滑道钢板顶面的横向误差≤0.5mm，相对误差为±1.0mm。

    ③梁体中线偏差不大于2.0mm。

    4 施工注意事项

    ①钢导梁安装：常规做法是将钢导梁埋入梁体（埋入深度与导梁等高），通过劲性骨架与梁体锚固成整体，其优点是横向、竖向抗扭刚度较大。缺点是受力复杂，安装难度大，拆除不方便（拆除时需将导梁割断，影响倒用）。湘江特大桥采用的方案是，用精轧螺纹钢在钢导梁端部通过施加预应力进行锚固，其优点是导梁不用埋入梁体，避免了梁体端部设计和施工的复杂性，安装拆除简单，受力明确，缺点是抗扭刚度较小，安装时应注意预应力粗钢筋必须有足够的锚固长度（我们采用的为3-5m），锚固截面错开，因为长度太短，张拉回缩量对粗钢筋的预应力损失很大。

    ②支承滑道安装：支承管管道安装的精度、刚度、平整度，对顶推梁施工起很关键的作用。在顶推过程中它对导梁的抗扭性、梁体的受力及摩阻力的变化都有直接影响，因此在安装过程中要保证其精确位置（滑道受力面应与箱梁腹板宽度重合），足够的刚度和平整度。

    ③底模安装：底模安装要有足够的刚度和平整度，要便于脱模和立模调整，我们采用将底模与分配梁用小三角钢板连成整体，脱模和立模调整非常方便。

    ④顶推过程中应重点控制的地方

    a、根据工况的支点反力估算摩擦力来确定需要的牵引力，每工况的支点反力由设计单位提供。顶推十多段资料表明：摩擦系数在0.05-0.08之间，个别情况达0.12，主要原因是由于四氟板损坏造成。

    b、位移观测：位移观测主要是梁体的中线偏移和墩顶的水平偏移，顶推开始二段因没有侧向限位易产生偏移，在顶推过程需用千斤顶或倒链及时调整，一旦进入安装侧向限位，位移控制很容易做到，墩顶位移观测非常重要，我们采用的办法是根据设计允许偏位作为最大偏位值，换算坐标，从施力开始到梁体开始移动连续观测，一旦位移超过最大值则立即停止施力，重新调整各墩施力分布。

    c、施加顶推力：顶推力的大小是根据每工况各墩顶的支点反力来确定的，根据总的摩擦力来确定所需千斤顶的数量，再根据各支点反力来确定每台顶所需施加牵引力的大小，通过油表来反应，顶推采用ZLD1000连续推顶千斤顶，使用之前按要求进行标定，每墩设二台千斤顶、一个泵站，所有泵站由一个总控台来控制，可同步作业和分别调节。

    d、滑板的塞垫：顶推过程中滑板随梁体一起滑动，因此顶推过程中每滑道必须有至少二人专职负责塞垫滑板。滑板必须使用表面光洁、无破损的有侧限四氟析，光洁面涂以硅脂（一般采用优质黄油）与滑道面接触每滑道面至少有三块滑块受力，严禁滑道脱空和使用破损滑块。

    结束语：

    综上所述，采用顶推法架梁法进行箱梁结构施工，在合理安排下部主体工程施工后，顶推施工可与墩台施工同步进行，从而缩短了大桥的总体施工工期。而且采用本工法，能充分利用各桥墩墩顶容许承受水平力的潜在能力，避免了设置大吨位顶推锚固设施。同时，它能将现场制梁架设的复杂工作分段化，把各个施工工序分成有规律的周期循环作业，既不需要大型的机械设备，也最大限度地缩短了架梁时间。

    参考文献

    [1]《桥梁顶推施工的精度探讨》作者 赵志平 选自《桥梁建设》1994年02期