摘 要：以湖南常德市沅江西大橋南引橋9×47m頂推箱梁施工為依托，介紹了PC梁頂推后場預(yù)制平臺總體布置，柔性墩多點頂推基本原理和方法，頂推梁分段落梁施工等關(guān)鍵工藝。

　　關(guān)鍵詞： PC梁頂推,鋼導(dǎo)梁,預(yù)制平臺,柔性墩,分段落梁

　　1.工程概述

　　常德市沅江西大橋位于常德沅江大橋上游約5500m，主橋為48m簡支箱梁+(132+264+132)m雙塔斜拉橋+9×47m頂推箱梁。本橋頂推段預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁總長423m，橋墩自25#～34#(里程樁號自K1+762.51～K2+186.03)。全橋單幅分為19個節(jié)段預(yù)制頂推，第1段梁長11.75m，第2～18段梁長均為23.5m，第19段梁長11.75m。

　　預(yù)應(yīng)力混凝土頂推連續(xù)梁單幅橋為單箱單室斜腹板箱形等截面結(jié)構(gòu)。箱梁梁高為3.2m(梁中心線)，箱梁寬為14.49m，設(shè)有2%的單向橫坡、 0.75%的縱坡。

　　為改善箱梁在頂推過程中的受力情況，在箱梁前端安裝32m長，自重小于800KN鋼導(dǎo)梁。

　　根據(jù)設(shè)計施工圖，在沅江南岸35#～34#墩之間設(shè)置箱梁預(yù)制臺座，34#～33#墩之間設(shè)置頂推主力墩及臨時支撐墩進(jìn)行逐段預(yù)制、頂推;頂推就位后拆除臨時束，張拉后期永久預(yù)應(yīng)力鋼束，并落梁于永久支座上。

　　2.頂推預(yù)制場的布置及設(shè)計

　　頂推預(yù)制場包括預(yù)制梁臺座和制梁臺座前的過渡孔，制梁臺座由預(yù)制平臺和預(yù)制模板兩部分組成。

　　2.1預(yù)制場的總體布置

　　箱梁預(yù)制臺座設(shè)置在35#～34#墩之間(頂推施工起點)，臺座長度23.6m，臺座內(nèi)設(shè)置臨1#、臨2#、臨3#三道共6個滑道支撐墩，用于底模下降脫模后箱梁的支撐滑動墩;底模由分部的27個50t螺旋千斤頂控制升降。

　　在制梁臺座前，順頂推前進(jìn)方向，距離34#墩墊石頂軸線22m處設(shè)置臨4#墩作為頂推過渡墩，使制梁臺座頂出的梁段，先由小距離過渡墩支承，然后平穩(wěn)、逐步過渡到47m的頂推跨徑，從而減小梁段尾部因撓曲變形產(chǎn)生的豎直轉(zhuǎn)角，使梁段接頭平順，保證整個箱梁底板符合設(shè)計線型，不產(chǎn)生附加應(yīng)力，進(jìn)而有利于減小頂推時產(chǎn)生的滑動摩擦力。

　　臨4#頂推過渡墩與起始墩34#墩之間，設(shè)置頂推主力墩——預(yù)制臺座前第一個施力墩，該墩縱向與預(yù)制場以及其他墩臺聯(lián)成了整體，該墩上水平千斤頂出力可以在足夠大的范圍內(nèi)調(diào)整。

　　2.2預(yù)制臺座基礎(chǔ)布置

　　預(yù)制臺座臨時墩基礎(chǔ)均采用D150鉆孔灌注樁，按摩擦樁設(shè)計。樁頂制作鋼筋混凝土縱向地梁聯(lián)接作為底模支撐鋼管立柱基礎(chǔ)，地梁端部與34#墩連接，增加基礎(chǔ)穩(wěn)定性。側(cè)模及其他鋼管立柱采用鋼管樁基礎(chǔ)。

　　頂推主力墩因不受豎向力，基礎(chǔ)采用片石墊層并澆筑混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)。

　　2.3臨時墩及頂推主力墩結(jié)構(gòu)

　　臨1#、2#、3#、臨4#墩采用鋼管立柱，上部墩帽之間用型鋼、鋼管等作為縱向聯(lián)接并與34#、33#墩縱向剛性連接成整體，使千斤頂推力與箱梁動摩阻力平衡，各墩不受水平力。

　　2.3.1 臨1#、臨2#、臨3#墩

　　臨1#、2#、3#墩作為滑道支撐墩，其墩帽既要承受箱梁自重，又要保證底模脫模及箱梁滑動。

　　2.3.2頂推主力墩

　　頂推主力墩采用鋼管樁立柱，頂部安裝鋼箱梁及千斤頂反力架用做頂推千斤頂反力平臺。

　　2.3.3臨4#墩結(jié)構(gòu)

　　臨4#墩頂安裝了滑道，頂部縱向、前后用鋼管與33、34#墩形成剛性連接，平衡水平摩阻力，臨4#墩基礎(chǔ)只承受垂直荷載。

　　2.4預(yù)制模板設(shè)計

　　2.4.1底模結(jié)構(gòu)

　　平臺鋼管樁樁頭布設(shè)橫向雙拼工25大橫梁，每個橫梁上安裝3個50t控制千斤頂控制底模下橫梁升降，底模I25a小橫梁間距40cm左右，上鋪10mm鋼板以保證模板剛度。

　　2.4.2側(cè)模結(jié)構(gòu)

　　側(cè)模是保證預(yù)制箱梁光滑、美觀的關(guān)鍵。由[20槽鋼作成定型支撐骨架，上焊[10槽鋼縱枋，鋪5mm厚整體鋼板+1mm厚不銹鋼板貼面;骨架下設(shè)置轉(zhuǎn)動鉸，并由50t的螺旋千斤頂來調(diào)整升降。轉(zhuǎn)動鉸需在工廠精加工，定型骨架可在工廠拼裝，其余部分都在現(xiàn)場加工安裝，從而保證模板整體性。外側(cè)模轉(zhuǎn)動鉸在樁頭大橫梁生根，并設(shè)置對拉螺桿用于控制側(cè)模的橫向

　　水平位移。

　　2.4.3內(nèi)模結(jié)構(gòu)

　　由于箱梁內(nèi)部構(gòu)造比較復(fù)雜，不僅有橫隔墻，箱梁頂板和底板都有后期預(yù)應(yīng)力齒板，不便采用整體滑動模板，箱梁腹板內(nèi)模采用組合鋼板，[10槽鋼骨架作壓枋，對拉螺桿固定。箱梁頂板部分，采用鋼管門型架(或CKC支架)升降托頂，[10槽鋼縱梁組，弓型橫梁，上鋪組合鋼模。

　　2.5過渡段

　　通過在預(yù)制臺座前，布置小距離的過渡墩(臨4#墩)，使梁段從預(yù)制臺座逐步過渡到標(biāo)準(zhǔn)跨徑。過渡段的作用：

　　a、保證頂推過程箱梁和鋼導(dǎo)梁傾覆安全度。

　　b、縱向預(yù)應(yīng)力索是錯位張拉，剛從預(yù)制場頂出來的梁段，從強(qiáng)度來講，不能直接擱在頂推標(biāo)準(zhǔn)跨徑上。

　　c、通過小距離的過渡支承，控制梁的縱向撓曲變形，使梁尾端面不產(chǎn)生過大的豎直轉(zhuǎn)角，與繼續(xù)澆注的梁段底板平順連接，滿足梁底符合設(shè)計線型和預(yù)制精度。否則梁底不平，頂推摩阻力增大，并且產(chǎn)生附加內(nèi)力。

　　d、預(yù)制臺座范圍內(nèi)的滑道支墩與過渡段中過渡墩縱向采用剛性連接措施，使頂推的水平力與預(yù)制臺座上梁段的摩阻力相平衡。

　　2.6鋼導(dǎo)梁

　　2.6.1鋼導(dǎo)梁的作用

　　鋼導(dǎo)梁設(shè)置為了減小頂推過程中梁的前端懸臂負(fù)彎矩。

　　鋼導(dǎo)梁受力主要為正彎距和剪力，負(fù)彎距較小。長度一般為頂推跨徑0.6～0.7倍，較長的導(dǎo)梁可以減小主梁懸臂負(fù)彎矩，合理的導(dǎo)梁長度應(yīng)是主梁最大懸臂負(fù)彎矩與使用狀態(tài)(運營階段)支點負(fù)彎矩基本接近。導(dǎo)梁的剛度宜選主梁的1/9～1/5。導(dǎo)梁的剛度在滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度條件下，選用較小的剛度及變剛度的導(dǎo)梁。鋼導(dǎo)梁要考慮動力系數(shù)，使結(jié)構(gòu)有足夠的安全儲備。

　　2.6.2鋼導(dǎo)梁的構(gòu)造

　　鋼導(dǎo)梁采用變高度(剛度)I字型實腹板鋼板專用鋼導(dǎo)梁是成熟的、可靠的，也是經(jīng)濟(jì)的。

　　鋼導(dǎo)梁主梁由2片變高度I字型鋼板梁組成。為了運輸和拼裝方便，又將主梁縱向分3段拼裝而成。兩片主梁之間又用型鋼或者薄鋼管組成橫向聯(lián)系和平面聯(lián)系，將整個導(dǎo)梁形成整體。

　　2.6.3鋼導(dǎo)梁與箱梁連接措施

　　(1)將鋼導(dǎo)梁的上、下T字板都埋入箱梁2m以上，相應(yīng)的箱梁端設(shè)計了錨固鋼導(dǎo)梁的異形段。

　　(2)鋼導(dǎo)梁與箱梁之間張拉精軋螺紋鋼筋預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行連接。

　　2.6.4鋼導(dǎo)梁在施工中注意事項

　　(1)第一段箱梁與鋼導(dǎo)梁連接，特別注意保證混凝土澆注密實。因為第一段梁構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜，施工中比較困難。

　　(2)保證鋼導(dǎo)梁上錨固預(yù)應(yīng)力筋張拉質(zhì)量，注意錯位錨固，防止同一斷面預(yù)應(yīng)力差造成開裂。

　　(3)頂推過程中作好鋼導(dǎo)梁迎接上墩工作，避免長時間處于懸臂狀態(tài);避免將施工荷載堆在鋼導(dǎo)梁與第一、二段箱梁上。

　　2.7墩頂滑道設(shè)置

　　墩頂滑道在支座墊石上利用調(diào)平墊塊代替設(shè)計支座作為箱梁縱坡及標(biāo)高調(diào)節(jié)臨時塊，上部安裝滑道板，滑道板與箱梁底板之間利用滑塊滑動。本項目根據(jù)材料特性及經(jīng)驗比較，滑塊采

　　用華龍板。

　　目前國內(nèi)外聚四氟乙烯、增強(qiáng)尼龍等耐摩材料，在使用中往往存在承載能力低(變形大)，抗剪性差、耐磨性差等缺點，華龍板MGE材料摩擦系數(shù)小，承壓力大，耐磨性好，耐腐蝕，各種性能參數(shù)穩(wěn)定。滑塊的設(shè)計壓強(qiáng)不宜設(shè)計太高，根據(jù)橋梁縱移的工況要求，主要設(shè)計參數(shù)如下：

　　A、　設(shè)計承載： 10Mpa ，有良好的過載緩沖作用;

　　B、　摩擦系數(shù)(油脂狀態(tài))： ≤0.05 ，動靜摩擦系數(shù)接近;

　　C、 使用溫度：–30℃-- +100℃;

　　D、 在PH = 2～10的各種溶液介質(zhì)中正常使用，性能穩(wěn)定;

　　E、 安裝簡單，使用輕便。

　　3.箱梁頂推施工

　　本橋頂推采用柔性墩上多點自動連續(xù)頂推工藝。柔性墩不能承受單方向過大的水平推力，須將頂推力分散到多個橋墩，主墩上都安裝頂推水平千斤頂，并要求每個橋墩上水平千斤頂牽引力與梁在滑道上摩阻力相平衡，這樣橋墩就不承受過大的水平推力，保證了橋墩的安全。

　　3.1柔性墩頂推的基本原理和方法

　　“多點、分級、同步”以及“分級調(diào)壓，集中控制”。橋墩上的水平千斤頂牽引力與梁在橋墩的滑動摩阻力相平衡，橋墩不承受過大的水平推力，用簡單的數(shù)學(xué)式表達(dá)如下：

　　Ρi≥F i= N i (μ+i)

　　Ρi——第i橋墩上水平千斤頂牽引力;

　　F i——第i橋墩上梁滑動摩阻力;

　　N i——第i橋墩上梁的支反力;

　　μ——滑動摩阻系數(shù)估計0.06～0.08之間;

　　i——頂推箱梁設(shè)計縱向坡度;

　　連續(xù)頂推的水平千斤頂是采用自動連續(xù)頂推裝置，一套頂推裝置由兩臺1000kN水平穿心千斤頂串聯(lián)，并由雙油路液壓泵站，分別向兩臺千斤頂供油，形成交替接力連續(xù)頂推。

　　本橋箱梁C55砼總方量8667m3，縱向坡度0.75%，最大摩阻力估計為8%，則總頂力P=8667/2*(0.08+0.0075)*26=9858.7KN;

　　所以采用1000KN自動連續(xù)頂推千斤頂裝置11臺套;主力墩橫向安裝2臺套，33#-25#墩各安裝1臺套。千斤頂安裝在箱梁底板軸線上，利用鋼絞線與箱梁底板拉錨器連接施加牽引力，俗稱“拉肚皮”。

　　3.2頂推施工方法控制

　　3.2.1連續(xù)千斤頂泵站控制

　　每個墩安裝一臺套ZLD100型連續(xù)頂推千斤頂頂推裝置，產(chǎn)生橫向偏轉(zhuǎn)很小。11臺連續(xù)頂推裝置都由總控制臺集中控制，使頂推同步進(jìn)行。

　　3.2.2拉錨器布置

　　拉錨器設(shè)在箱梁底板，在箱梁內(nèi)底板上設(shè)置齒板，鋼絞線拉索在齒板上用多孔群錨錨固，斜出底板下，通過墊枕木，將拉索墊出一定高度，再進(jìn)連續(xù)頂推裝置。這樣由自動連續(xù)頂推裝置拉梁在滑道上滑動，直到推出預(yù)制臺座，如此循環(huán)，直至頂推就位。

　　3.2.3墩頂千斤頂頂力控制

　　頂力分配采取有力措施，合理分配千斤頂裝置的拉力來控制橋墩頂縱向位移在設(shè)計允許值范圍內(nèi)，避免梁呈爬行狀態(tài)滑動，確保橋墩安全。

　　橋墩上水平千斤頂拉力，是根據(jù)每個橋墩上的垂直荷載和摩擦系數(shù)確定。承受導(dǎo)梁搭上的橋墩為頂推前進(jìn)墩，根據(jù)估計垂直荷載和摩擦系數(shù)，由專人隨時調(diào)整液壓泵站上油壓確定拉力;箱梁前后壓在橋墩上的為一般墩，垂直荷載視為恒載，估計摩擦系數(shù)，油泵壓力鎖定。在總的頂推力大于摩阻力的情況下，箱梁從靜止?fàn)顟B(tài)到滑動狀態(tài)不足的力由主力墩上頂推千斤頂裝置補(bǔ)充。

　　對于橋墩位移的觀察，在橋墩上設(shè)置棱鏡固定點，岸上架設(shè)全站儀，來觀測從靜止到滑動狀態(tài)橋墩頂?shù)奈灰浦怠?/p>

　　3.2.4箱梁行走線形控制

　　箱梁頂推滑動過程中，特別重視箱梁橫向偏差的觀測，一般在制高點架設(shè)儀器觀測，并采用在橋墩上放出橋軸線，箱梁底也放出相應(yīng)的軸線，用吊垂球的方法，觀測箱梁與橋墩軸線的偏差值。

　　在橋墩頂相對箱梁兩側(cè)位置設(shè)置輪式導(dǎo)向糾偏裝置，在導(dǎo)向糾偏裝置與箱梁外側(cè)加墊不同厚度的滑板來調(diào)整箱梁橫向偏差值。這樣將導(dǎo)向裝置與箱梁的側(cè)面接觸均為平面接觸，不會壓壞箱梁外側(cè)面，保證箱梁外表美觀。

　　4.分段落梁簡述

　　4.1在安裝臨時滑道的同時，將支座放在臨時滑道板內(nèi)側(cè)。

　　4.2落梁采用五點(即本支座和前后兩個相鄰墩支座)同時起頂，本支座頂起1.0cm，相鄰墩支座頂起0.5cm，相鄰墩頂起高差不大于5mm，同墩兩側(cè)梁底頂起高差不大于1mm。拆除中間墩上的臨時滑道，將支座滑進(jìn)。準(zhǔn)確安裝就位后，將千斤頂同步落下，這樣逐墩進(jìn)行，使箱梁降到設(shè)計高程。落梁順序：先從最高點開始，逐墩向低點推進(jìn)。

　　4.3落梁過程中，將準(zhǔn)備好保險垛作為保險裝置，保險垛用鋼板盒灌混凝土組合而成。落梁之前，將制定詳細(xì)的操作規(guī)程，進(jìn)行技術(shù)交底，并將橋墩上清理干凈，充分作好準(zhǔn)備，使落梁時間越短越好。

　　4.4本橋箱梁按26.6t/m的重量考慮，中間每墩的支座反力的1250t，故準(zhǔn)備20臺千斤頂。落梁千斤頂型號為YD500-160，頂升力為5000KN，行程為160mm，最小高度為650mm。每個墩上安裝4臺，在橫撐上對稱布置。

　　4.5頂推箱梁就位后，拆除所有臨時束，張拉后期永久束，并對孔道壓漿。

　　4.6落梁的原則：

　　(1)充分做好準(zhǔn)備工作，盡量使頂起、落梁的時間越短越好。

　　(2)確定千斤頂?shù)牟贾梦恢茫罂v、橫對稱，考慮橋墩蓋梁,箱梁梁體受力都處于有利部位。

　　(3)豎直千斤頂要求有足夠的富余的頂力和工作行程，同一個墩臺豎直千斤頂共用一臺泵供油. 頂起時，橋墩的墊石與箱梁底必須有保險裝置。

　　(4)盡量控制梁的頂起高度，注意頂起和降落的順序，一個墩上千斤頂起落要同步均勻，縱向橋墩頂起高度要合理分配。

　　(5)縱向注意梁的溫度伸縮，注意固定墩和安裝伸縮縫橋墩支座安裝。

　　5.總結(jié)

　　沅江西大橋頂推技術(shù)應(yīng)用，在設(shè)計與施工方面取得了一定成果。但不論是在結(jié)構(gòu)設(shè)計還是施工工藝，還存在許多問題需要我們?nèi)ヌ剿鳌＠缛绾问鬼斖圃O(shè)備進(jìn)一步完善、性能更加穩(wěn)定可靠;如何進(jìn)一步提高設(shè)備的效率、保證梁的美觀、降低頂推橋梁的造價等等。

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對橋梁的美觀和行車平穩(wěn)要求越來越高，頂推法是適合我國國情的一種較好建橋方法，頂推技術(shù)施工橋梁具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[3] 中交四航設(shè)計院上官興等，《連續(xù)頂推技術(shù)的新發(fā)展》2002年12月