大跨径高墩钢箱梁顶推施工技术

摘要 山区公路建设中跨越河谷桥梁经常需采用高墩和大跨径，与钢筋混凝土梁相比，钢箱梁具有自重轻、跨越能力大、适合工业化制造、运输方便、安装速度快等优点，成为大跨径桥梁的首选。本文结合云南小磨高速公路项目工程实例，介绍了大跨径高墩钢箱梁的顶推施工技术，对以后同类型桥梁施工具有一定的指导意义。

关键词 大跨径；高墩；钢箱梁；顶推；施工技术

1 工程概况

云南小磨高速TJ10和同段K88+052.5勐远农场大桥全长837.08米，上部结构为9×40m（装配式T梁）+1×60m（钢箱梁）+10×41m（装配式T梁），最大墩高52.3米。

钢箱梁跨中梁高3米，支座处2.4米，顶面全宽12米，两侧各设2.25米宽挑檐，底面宽7.56米；钢箱梁顶面设5%～4.75%横坡，采用Q345C钢材，总重约404t。

此段钢箱梁为跨越玉磨铁路而设，为单箱三室单孔连续钢箱梁。箱梁顶板厚16mm，下设“U”形和板式加劲肋，U肋板厚8mm，板式加劲肋160*14mm。挑檐处底板厚14mm；箱梁底板厚16mm，设“T”形加劲肋，加劲肋腹板120*8mm，翼缘100*10mm跨中段为12mm，支点附近段为16mm，设五道160*14mm板式加劲肋，各加劲肋除支承板处断开与支承隔板焊接外，其余加劲肋均穿过横隔板或挑檐并与之焊连。普通横隔板间距约2.5m厚10mm，中间挖空设100*10mm翼缘。箱梁横向设置4道纵腹板，腹板横向间距为2.5m。

2 施工工艺技术

2.1 钢箱梁分段

为了方便运输、制造及施工，将60米钢箱梁按全桥纵向分为6个大节段、横向分为5片（包含左右两片挑檐）在现场组焊，所有分段线均避开应力集中处。每节段在工厂下料加工制造，半成品运输至现场拼装焊接。

2.2 方案比选

由于墩高52.3，支法存在材料用量大、地基处理困难、施工难度大，跨径为60米，地面吊装受到吊车站位，吊装难度很大等缺点。

综合经济性、安全性、操作简单等考虑决定压千斤頂顶推施工，即通过2台液压千斤顶将钢箱梁连续顶推至安装位置，然后通过普通顶升千斤顶将钢箱梁落放至支座上，完成整个工程施工。该方案施工工期较短，施工成本较低。

2.3 方案设计

本方案主要由支撑系统（支撑设备）、导梁系统、顶推系统（顶推设备）、落梁系统（落梁设备）、导向纠偏系统（导向限位轮）五大部分组成。

2.4 方案实施

（1）支撑系统：布置在7#～9#墩的桥面上，现场采用的最大汽车吊为130吨。支架搭设前在桥面上精确定出桥梁中心线，以确定支架线形和间距。支架采用Φ430*8mm钢管立柱[3.0m*4.0m（横向*纵向）]，上搭设两根焊接成整体的I40工字钢作为横梁，横梁上安装有导向纠偏系统（可调导向限位装置），纵向上安装有滑道（滑道上表面通过聚四氟乙烯板与钢箱梁底板接触）。并准备好若干5t至10t千斤顶便于在需要的时候调整整个钢箱梁的预拼线型及标高。

（2）导梁安装：导梁设计成标准模块，便于现场组装及反复使用。滑道安装好之后，吊装导梁，用高强螺栓连接导梁。

（3）钢箱梁拼装：导梁安装完成后，利用吊车拼装、焊接第六至第一节钢箱梁，拼装过程中应严格控制钢箱梁中心与桥梁中线的偏差。

（4）顶推系统：钢箱梁全部拼装、焊接完成后，安装顶推系统，主要采用2台FYC150-1500型液压千斤顶，有效行程1.5米，外径273mm，活塞杆直径150mm。

（5）顶推施工：经检测（查）钢箱梁各项指标符合要求后开始顶推，顶推速度约1m/15min，滑道上表面通过涂抹润滑油、铺设聚四氟乙烯板等措施减少钢箱梁底部与滑道的摩阻力。

（5）落梁施工：根据实际情况所选千斤顶有效行程为200mm，额定负载为500T，分数次落梁。

①一端两台千斤顶放置在桥面上，另一端两台千斤顶放置在桥墩盖梁上，在钢箱梁两端分别焊接4根Φ500*10mm临时钢管立柱支撑，其中两根安装垫块直接支撑钢箱梁，另外2根安装千斤顶和垫块支撑钢箱梁，安装千斤顶的立柱比直接支撑钢箱梁的立柱短1.0m左右。拆除9、10号墩所有临时支架结构和顶推系统等。

②落梁时千斤顶先顶起钢箱梁30mm，然后下降一个行程200mm，钢箱梁实际落梁170mm。如此往复，钢箱梁两端4套千斤顶进行交替作业。

③钢箱梁距离设计标高在200mm左右时，此时再次测量钢箱梁标高，调整落梁千斤顶位置，安装好支座，进行最终落梁，落梁到位后，拆除落梁装置，复测钢箱梁标高，落梁到位。

3 注意事项

3.1 顶推过程中钢箱梁中线控制

在钢箱梁的底板中心点处悬吊线锤与桥梁设计中线重合，顶推过程中，应使钢箱梁中心与设计中线偏差控制在4mm范围内，最后就位时控制在2mm之内。如果偏差较大，可以采取以下措施进行纠偏。

（1）在钢箱梁两侧临时支架上面的前、中、后三个位置布置纠偏装置，以钢箱梁在顶推过程中出现较大偏位。

（2）通过控制液压油的流量来控制两个顶推千斤顶的拉伸速度，从而控制钢箱梁的偏移。例如，通过测量，如果钢箱梁向左偏移50mm，则可调节阀门，使右边千斤顶速度降低，可使得钢箱梁向右偏移直至达到设计轨迹。

（3）利用普通千斤顶将偏移的钢箱梁一段顶住，钢箱梁在不断地前进过程中，普通千斤顶不断调整距离，渐渐使钢箱梁达到设计轨迹方向。

3.2 顶推过程中钢箱梁防失稳控制

（1）提高滑道的制作精度，严格控制滑道标高，每次钢箱梁顶推前，均检查各墩顶滑道标高。临时墩均需经过预压，走行时在临时支墩滑道下面设千斤顶，以便随时调整滑道标高。

（2）要定期、不定期的检查滑道，涂抹润滑油减少摩阻力，以保障钢箱梁在顶推过程中能顺利地进行。

（3）采用光电挠度仪实时监控墩顶位移，将位移值控制在允许范围内。光电挠度可实测顶推过程中墩顶动挠度，包括水平及竖向挠度，同时可测静挠度变化情况。

（4）四氟滑板两面均应保持清洁，顶推时四氟板面必须朝下。顶推过程中若发现顶推力骤升，应及时停止并检查原因，特别是检查四氟板。

（5）顶推时，应派专人检查导梁及钢箱梁，如果导梁构件有变形、螺丝松动，导梁与钢箱梁联结处有变形或钢箱梁局部变形等情况发生时，应立即停止顶推，进行分析处理。

4 结论

在山区、重丘地区公路建设中，由于受地形地势的，跨越山谷、河流修建桥梁时不可避免会采用高墩、大跨径。与钢筋混凝土梁相比，钢箱梁具有自重轻、跨越能力大、适合工业化制造、运输方便、安装速度快等优点，具有很好的推广前景。

钢箱梁顶推施工与传统支法相比，具有场地要求简单、用料省、吊装方便、拼装安全风险小、施工速度快等优点，具有较好的经济效益。