摘　要:箱梁頂推的施工工藝控制直接影響到橋梁的質量及安全。介紹了頂推法施工的技術原理與方法,并對頂推施工的關鍵技術進行了探討。

關鍵詞:鋼筋混凝土箱梁;頂推;施工工藝

中圖分類號:U 445. 462　　　文獻標識碼: B

引言

　　頂推法施工是在沿橋軸縱軸方向的臺后設置預制場,分階段預制梁體,縱向預應力張拉后,通過水平千斤頂施力,借助滑道(不銹鋼板) 、滑塊(由橡膠、薄鋼板、聚四氟乙烯板組成)等滑動裝置,將梁逐段向前頂推就位,然后落梁更換正式支座的一種施工方法。以下介紹頂推法施工的有關施工技術。

1　頂推法施工原理

　　(1)單點頂推的動力學原理可用下述數(shù)學表達式表示:當集中的拉力H > Σ Ri ( fi ±a i )時,梁體才能向前移動。

　　(2)多點分散頂推施工的動力學原理可用下述數(shù)學表達式表示:當ΣFi > Σ ( fi ±ai ) Ni 時,梁體才能向前移動。

　　這個表達式的物理意義是:把頂推設備分散于各個橋墩(或橋臺)臨時墩上,分散抵抗各墩的水平反力。如果千斤頂施力之和小于所有墩的水平摩阻力±梁的水平分力之和(上坡頂推為+ ,下坡頂推為- ) ,則梁體不動。

2　頂推法施工的種類

　　頂推法施工的關鍵是在頂推動力作用下,將梁體以較小的摩擦系數(shù)在四氟板和不銹鋼滑道板組成的滑道裝置上向前移動。

2. 1　單點頂推法

　　頂推動力裝置集中設置在靠近梁場的橋臺或橋墩上。在支承在縱向滑道上的垂直千斤頂和支承在墩(臺)背墻的水平千斤頂?shù)穆?lián)動下,以垂直千斤頂為支承推動梁體向前移動。單點頂推的另一種方式是使用固定的不銹鋼板做滑道,在滑道上設置滑塊支承梁體,在滑道前后設置垂直千斤頂用來起落梁體、移動滑塊,水平千斤頂通過拉桿帶動梁體前移,這是早期的做法。后來改為把滑道前后作為斜坡手工移動滑塊,就不必用垂直千斤頂起梁移動滑塊了。

2. 2　多點頂推法

　　單點頂推的嚴重缺點是作業(yè)前期或后期,垂直千斤頂頂部同梁體之間的摩擦力不能帶動梁體前移,必須依靠輔助動力才能完成頂推。另一個缺陷是沒有設置水平千斤頂?shù)母叨?尤其是柔性墩)在水平力的作用下容易產生較大的墩頂位移,甚至威脅到結構的安全。為了克服單點頂推的上述缺點,便產生了多點頂推法。

2. 3　臨時滑道支承裝置頂推施工法

　　方法是在永久墩臺和臨時墩頂設置臨時滑道裝置,待頂推梁體就位后,起梁,取掉滑道,更換支座,落梁。這種頂推施工法較為復雜,起梁、落梁必須設計嚴格的程序確保梁體安全,同時對永久墩臺支承墊石頂面標高也有較高的要求。我國大部分橋梁都采用這種頂推方法。

2. 4　永久支承兼用滑道頂推施工法

　　這是一種較為先進的施工方法,通過把永久支座進行必要的臨時處理,將其變?yōu)榕R時滑道,待頂推結束,起梁,拆除臨時滑道,落梁,永久支座又恢復本來的支座功能。如國外的RS施工法,由于采用很薄的不銹鋼(0. 6 mm)和橡膠(3 mm)組成的連續(xù)滑板,就象放映電影膠片一樣自動循環(huán),減少了起梁、落梁的復雜工序。但永久支承兼用滑道頂推施工法必須具備一定條件方能適用。

2. 5　預制組拼分段頂推法

　　先在墩(臺)后設置制梁場、存梁場及拼梁線,按照設計的頂推單元劃分將頂推單元分成若干個塊件預制,經過在拼梁線上組拼,張拉預應力形成整體后,開始頂推施工。預制組拼分段頂推法在臺后場地條件好、具備就地拼裝和運輸能力、工期要求緊時,也可以采用預制箱梁節(jié)段、墩(臺)后拼裝、分階段頂推的施工方案。

2. 6　逐段預制逐段頂推法

　　先在墩(臺)后設置制梁平臺,將連續(xù)梁分成若干個節(jié)段制作,每一個頂推單元為一個預制的基本節(jié)段。頂推的方法是在墩頂設置頂推滑道及頂推千斤頂,通過千斤頂牽引頂推傳力拉索,帶動梁體在滑道上向前移動;在前段梁頂出臺座后,在臺座上接灌下一梁段,從而逐漸將梁體頂向對岸。

3　頂推法關鍵技術

3. 1　制梁臺座和節(jié)段的制作

　　制梁臺座為預制梁節(jié)段和頂推作業(yè)的過渡場地,梁體節(jié)段的預制周期制約全橋的施工工期。每聯(lián)箱梁除首尾兩端節(jié)外,中間各節(jié)段長度相等,一般為10～24 m,尤以16～20 m居多。在正常的頂推進度下,節(jié)段作業(yè)的循環(huán)周期為7～15 d,我國的預制周期記錄是7 d。因為節(jié)段的距離較長,這個速度是不慢的,要求外模板必須設計成大塊整體式,而內模也要設計為可以整體拖出并整體推進的機械化形式,同時還必須考慮梁體的蒸汽養(yǎng)生條件及其強度的生成時間。

3. 2　臨時墩的制作

　　箱梁支點負彎矩的增加與跨度的平方成正比,在箱梁截面和預應力鋼束強度有限的情況下,跨度增加到一定限度預應力鋼束就無法適應了,所以箱梁頂推法有個“適用跨度”的問題。提高適用跨度的途徑之一是設置臨時墩。當連續(xù)梁的跨度大于頂推跨度時,宜考慮設置中間臨時墩。對于不設中間臨時墩的頂推施工,為滿足安裝鋼導梁和連續(xù)梁前期頂推抗傾施工的過渡段,保證梁體線形與已經頂推出去的梁體完全一致,應避免大梁從制梁臺座上頂推出去以后與接灌的下一梁段出現(xiàn)大的轉角。

3. 3　滑道與側限的安裝

　　滑道及側限是箱梁平穩(wěn)安全滑移的保證,控制滑道與側限的因素有滑道標高、平整精確度、側向限位安裝等因素。施工時,應計算出準確的滑道頂標高加以精確控制,其平整度偏差應≯1 mm,并及時安裝側向限位系統(tǒng)。

3. 4　導梁的制作

　　導梁設置在主梁的前端,一般為等截面的鋼桁梁或變截面的鋼板梁。導梁的結構設計必須符合導梁的受力狀態(tài),較長的導梁可以減小主梁的負跨矩,但過長也會導致導梁與箱梁的連接處負彎矩和支反力相應增加。實踐表明,合理的導梁長度應使主梁的最大懸臂負彎矩與使用狀態(tài)支點負彎矩基本接近,一般為頂推跨徑的0. 6～0. 7倍。導梁的剛度宜選主梁剛度的1 /5～1 /9,它對主梁內力的影響遠較其長度對主梁內力的影響小。在滿足剛度穩(wěn)定和強度的條件下,宜選用剛度較小及變剛度的導梁,這樣可減小頂推時最大懸臂狀態(tài)的負彎矩,從而使負彎矩的兩個峰值比較接近。

3. 5　頂推導向及糾偏

　　影響頂推的因素有起頂架位置及千斤頂、牽引索的安裝調試狀況,起頂架預埋時必須精確定位,及時安裝各泵站及千斤頂,精確開展調試工作。為了在頂推過程中使梁體中線始終處于規(guī)范范圍內,必須設置橫向導向裝置(尤其在圓曲線上頂推更為必要) ,糾偏器裝在預制臺座前臨時墩的兩旁,一邊一個,以控制每段梁尾端的橫向位置,保證梁尾與預制模板正位接頭。在梁的前進方向,設置有兩對糾偏裝置,頂推時,可視梁的行進情況交替前移,并認真觀測主梁和永久墩的彈性橫向位移偏差。

4　頂推法施工注意事項

　　(1)頂推施工中必須控制梁段中線處在允許范圍,要求導梁和梁體的中線偏差≯2. 0 mm,相鄰兩跨支點同側滑移裝置的頂面高偏差±1. 0 mm,同墩兩支點滑移裝置的頂面高偏差±0. 5 mm。為達到規(guī)范要求,每次頂推后都要進行測量校正。

　　(2)頂推過程中梁體的前移必須是在四氟板墊塞上滑移,四氟滑板兩面應保持清潔(不能用汽柴油清理) ,清理干凈后將白色面涂上用于減少摩擦的潤滑硅脂。施工中需要配足人員,端正插入墊塞,保持黑色的一面貼緊箱梁腹板,白色一面朝向不銹鋼滑板,不可放反。若頂推過程中四氟板未及時跟進,應立即停止頂推,頂起箱梁腹板,放進四氟板后再繼續(xù)頂推。

　　(3)每節(jié)段開始頂推時,應先推進5 cm,立即停止,回油,再推進5 cm,再停止,回油,如此反復二三次,以松動各滑動面及檢查各部分設施的運動情況,之后再開始正式頂推。

　　(4)頂推作業(yè)時,各千斤頂應相互保持聯(lián)系,同步逐級加力。如果發(fā)現(xiàn)導梁桿件變形或螺絲松動,導梁與箱梁聯(lián)結處變形或混凝土開裂情況時,應立即停止頂推,進行處理。

5　結語

　　我國修建的各類橋梁中,中等跨度的多跨長箱梁橋占有相當?shù)谋壤?而大型架梁吊裝設備又嚴重不足,所以頂推法不失為一種較好的建橋方法,具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻:

　　[ 1 ] 陳永宏. 平勝大橋自錨式懸索橋鋼箱梁頂推施工[ J ]. 橋梁建設, 2006, ( z1) : 33 - 35.