紀 強

(河北省交通規(guī)劃設計研究院有限公司 石家莊市 050000)

1 工程概況

某橋梁全長241.6m、全寬24m，平面位于緩和曲線上，縱坡0.5%，采用一孔45m鋼-混凝土組合梁跨越高速公路。其中上部結(jié)構(gòu)采用2.2m高鋼梁，下部結(jié)構(gòu)橋臺采用重力式U型臺，橋墩身為蓋梁柱式墩，基礎為樁基礎。為保障新建橋梁下方高速公路的安全及正常運營，需要在施工過程采用必要的保障措施。

2 施工方案選擇

由于跨越段下方高速公路建筑限界及安全運營的要求，常用的跨越施工方案有頂推法[1]、水平轉(zhuǎn)體法[2]、懸臂澆筑法[3]以及支架澆筑法[4]。

綜合考慮水平轉(zhuǎn)體法方案技術難度較大且施工費用相對較高；懸臂澆筑法方案需要設置防護棚，防護棚施工與高速公路運營相互干擾，存在一定安全風險；現(xiàn)澆支架法方案對高速公路運營的干擾最大，作業(yè)周期較長且人車安全風險大。因此，結(jié)合項目場地局限性和施工方案的安全性、經(jīng)濟性和工期，選擇采用頂推法方案。

3 鋼梁頂推施工

3.1 節(jié)段劃分

鋼梁采用橫向分片、縱向分段的形式劃分加工(運輸)節(jié)段，梁體橫向分為1片，縱向分段由施工單位根據(jù)實際吊裝和運輸能力對梁體進行節(jié)段劃分，節(jié)段箱梁間聯(lián)結(jié)方式主要采用工廠焊接與工地現(xiàn)場焊接相結(jié)合的方式。梁體設計時采用頂?shù)装宓乳L的方式，工廠預制時綜合考慮焊接間隙、橋梁縱坡等因素對其調(diào)整。

3.2 頂推施工準備

(1)拼裝平臺

在0#橋臺松桃方向一側(cè)開挖既有山體，結(jié)合本橋的特點，在 0#橋臺后端做基礎地基處理，使基礎具有足夠的承載力，以保證生產(chǎn)過程中基礎不發(fā)生沉降。在鋼梁腹板處設置3個條形臺座，橋臺背墻高度如能先施工至支座墊石高度，則地面標高與支座墊石高度基本一致。臺座上對應各個鋼梁拼裝節(jié)段設置拼裝墊塊(部分兼做頂推時落梁墊塊)，墊塊高度510～530mm。在鋼梁拼裝前，需對各墊塊標高進行測量，其標高誤差需控制在相關技術規(guī)范要求范圍內(nèi)，防止墊塊高低不一造成梁體在拼裝及頂推作業(yè)過程中產(chǎn)生較大的局部應力。

拼裝平臺的作用兼有鋼梁節(jié)段拼焊、澆筑橋面板與濕接縫、頂推的功能。鋼梁節(jié)段在拼裝平臺上一次拼焊完成，并安裝結(jié)合梁橋面板，澆筑橋面板濕接縫。拼裝平臺立面圖、平面圖見圖1、圖2。

(2)臨時墩施工

在既有高速中間分隔帶處，設置臨時墩并預壓。臨時墩建議采用管樁施工，基礎采用管樁靜壓式插入。臨時墩墩頂往下3.2m位置，墩柱需做成分體式，通過法蘭，采用螺栓連接，以適應落梁需求。墩頂平臺平面尺寸為9m(順橋向)×3.5m，平臺標高與橋臺標高基本一致。臨時墩應具有足夠的強度和剛度，臨時墩預壓荷載不得低于墩頂反力120%。

圖1 拼裝平臺立面圖

圖2 拼裝平臺平面圖

(3)鋼導梁安裝

鋼導梁采用工字形、變高度、實腹鋼板頂推專用導梁，后端高度與導梁安裝位置處的鋼梁高度一致，長度為15m，寬度為6.5m，鋼導梁前端設0.3 m×2.2m鼻梁，兩片主梁縱向由5節(jié)3m拼裝成型，平面聯(lián)系和橫向聯(lián)系采用型鋼聯(lián)系。導梁與鋼梁端面采用焊接或高強螺栓連接。詳見圖3、圖4。

圖3 鋼導梁立面圖(單位：mm)

(4)頂推平臺布置

頂推單元安裝在拼裝平臺條形臺座及橋臺、臨時墩墩頂?shù)捻斖破脚_上，平臺應有足夠的承載力，同時應保證平臺的水平，并使用水平儀檢測，水珠偏移一側(cè)不得大于2mm，以保證頂推施工過程中，頂推單元的滑箱不發(fā)生變形。各平臺標高應基本一致，標高差不應大于1cm。

圖4 鋼導梁平面圖

(5)頂推設備安裝

在拼裝平臺區(qū)域安裝3套頂推裝置，0#橋臺頂推平臺、臨時墩頂推平臺、1#橋臺頂推平臺上各安裝一臺頂推裝置。

(6)頂推設備空載調(diào)試

按標牌指示對應連接油管；安裝傳感器及傳感器位置調(diào)節(jié)；通訊電纜連接，查看各傳感器是否有信號傳輸至控制系統(tǒng)顯示屏上；空載聯(lián)機調(diào)試。

3.3 頂推施工

(1)鋼梁拼裝

拼裝鋼導梁并逐段焊接鋼梁節(jié)段成為整體，整橋鋼梁節(jié)段一次在拼裝平臺上拼焊完成，并安裝結(jié)合梁橋面板，澆筑橋面板濕接縫。見圖5。

(2)步履式頂推

主要推進工序：頂推梁體行進至0#橋臺(圖6)；繼續(xù)往玉屏方向頂推梁體至臨時墩(圖7)；繼續(xù)頂推，在梁體尾端即將脫離0#橋臺頂推單元后部的鋼墊梁時，在0#橋臺、1#橋臺的臺身搭設鋼墊梁(兼做落梁臨時支墩)，此后的頂推過程中，梁體均落在此鋼墊梁上；繼續(xù)頂推梁體至1#橋臺，梁體到達設計位置(圖8)。

圖5 梁體拼裝

圖6 梁體到達0#臺

圖7 梁體到達臨時墩

圖8 梁體到達設計位置

(3)梁體尾端脫墩

梁體尾端通過頂推平臺，梁體尾端由簡支狀態(tài)轉(zhuǎn)化為懸臂狀態(tài)，需要防止瞬間的擾度變化造成的梁體損傷。頂推裝置鋼墊梁均設置在頂推單元后部，梁尾端最終通過鋼墊梁的頂程，前行至脫離該平臺墊梁位置，在該循環(huán)中利用頂升頂緩慢下放至自然擾度狀態(tài)，頂升頂回油后不再參與頂推(圖9)。

圖9 梁體尾端離開支墩操作示意圖

(4)鋼導梁上墩

鋼導梁到達前方墩時，由于梁體下繞，鋼導梁無法直接通過頂推單元后部的鋼墊梁，需要先將鋼墊梁上的活動墊塊抽除，讓鋼導梁鼻梁部分到達頂升千斤頂上方，使用頂升千斤頂逐層抬高鋼導梁至水平標高。

圖10 鋼導梁到達頂升千斤頂上方

(5)橫向糾偏

在頂推作業(yè)過程中，如發(fā)現(xiàn)梁體軸線偏移設計位置(使用全站儀測量)，可在控制系統(tǒng)顯示屏對話框內(nèi)輸入需要糾偏數(shù)值，頂推系統(tǒng)在頂推過程中自動對梁體進行動態(tài)糾偏。

3.4 落梁施工

(1)臨時支墩布置

千斤頂支墊、落梁臨時支墩均由整體式墊塊和活動墊板兩部分組成，整體式墊塊安裝在底部，活動墊塊板安裝在頂部。整體式墊塊采用鋼管制作，兩端采用鋼板封閉，鋼板伸出翼緣采用螺栓連接增強支柱穩(wěn)定性，層高為60cm。活動墊板由鋼板層層堆疊而成，每塊鋼板尺寸450mm×450mm×40mm，中間掏空，邊緣留實體50mm寬?；顒訅|板頂部放一塊450mm×450mm×10mm鋼板，增加支墩(支墊)的受壓面積。

(2)落梁千斤頂布置(圖11)

由于落梁高度高，千斤頂支墊穩(wěn)定性差，所以落梁千斤頂采用倒裝形式。千斤頂安裝位置確定后，在梁體底部對應位置焊接4根M20螺栓，用于承載千斤頂自重。0#橋臺臺身、1#橋臺臺身各布置2臺700t千斤頂。千斤頂布置應對稱，位置避開橋梁成型后的支座設計位置。

圖11 落梁千斤頂布置

(3)臨時墩墩頂平臺拆除

使用汽車吊吊繩綁緊墩頂平臺并施加一定力，拆除墩頂平臺與鋼立柱的連接螺栓，將墩頂平臺吊下。

(4)導梁拆除

頂推完成之后，采用支墊及千斤頂，將導梁抬高至初始水平標高，消除懸臂所產(chǎn)生的應力。在支墊支撐下，拆除鋼導梁與梁體的連接螺栓，吊離鋼導梁。鋼導梁與梁體連接部分作防銹處理。

(5)支座安裝

根據(jù)設計對橋墩支座處支座的類型、產(chǎn)品規(guī)格、安裝方向嚴格檢查，安裝時按安裝溫度進行預偏，同時確保支座水平放置。

4 結(jié)束語

依托工程采用頂推法施工，取得了較好的效果，大大縮短了跨越段工期，有效地保障了整個項目的按時完工，可為鋼-混凝土組合梁快速跨越既有高速公路施工方案選擇提供參考。