单联双跨钢桁梁无导梁顶推技术研究

单联双跨钢桁梁无导梁顶推技术研究

段立波

国铁集团工程质量监督管理局 北京 100844

摘 要：钢桁梁拼装支架不设置滑道，前端不设置导梁，两联之间不用设置临时连接杆件，后置式水平千斤顶与钢梁一起移动至设计位置，使钢梁拼装支架施工由水上作业变为岸上工厂化施工，确保了钢梁拼装的质量、安全。每拼装一联完成，即可进行顶推，钢梁顶推出支架平台平台后即可进行下一联拼装，缩短了施工周期。可实现多联逐跨顶推，节省了大量的临时杆件、导梁、滑道和设备的投入，降低工程造价。单联双跨钢桁梁无导梁顶推技术，保证工程质量，减少安全风险，缩短建设工期，经济效益和社会效益显著。

关键词：单联 双跨 无导梁 钢桁梁 顶推 质量 安全 效益。

1．前言

目前钢桁梁在铁路工程大跨度桥梁中较为常见，结构优点明显，施工质量可控，拼装工法成熟，主要以悬拼、支架拼等方式为主，近几年在艰苦施工条件下，探索出新的施工方法：顶推工法。随着顶推施工技术逐步完善成熟，从长导梁到无导梁，从单孔到多孔，从单独顶推到连续顶推等等，因钢桁梁结构不同、环境不同、跨度不同和工装设备不同，造成施工方法不同，促使顶推技术不断创新。单联双跨钢桁梁无导梁顶推施工既是郑焦城际黄河桥钢桁梁施工技术创新的集成者，各个关键工序均进行精心设计、严密计算、精确实施，成功完成郑焦城际黄河特大桥7联（2×100m）下承式钢桁梁顶推任务。本技术研究以郑焦城际黄河桥钢桁梁为例，适用于类似钢桁梁顶推施工。

2．顶推技术简介

2.1 在岸滩上设置一联拼装支架，支架临时墩位置比钢桁梁节点设计位置往北错开半个节间，钢桁梁拼装时，整体往北错半个节间。在桥墩的两侧，设置特殊托架及滑道梁。

2.2一联钢桁梁拼装完毕，在滑道梁上起顶钢桁梁，使钢桁梁脱离支架全部由滑道受力。

2.3一联钢桁梁单独往前顶推时，始终有两点支撑在滑道梁上，通过钢桁梁的前后端大悬臂完成过孔，大悬臂状况下稳定系数满足安全要求（>1.3），在钢桁梁前端设置特殊上墩调节刚性支点辅助完成上墩。

2.4每联钢桁梁顶推到位后及时进行滑道梁拆除和支座安装。如此循环直到第二联钢梁顶推架设完毕、完成支座安装。

3．顶推工艺流程

4．顶推关键技术及要点

4.1顶升系统。拼装支架临时墩布置250t和400t两种规格竖向顶，边桁布置2台250t千斤顶公用1台油泵、中桁布置2台400t千斤顶公用1台油泵。68#、69#墩边桁布置4台800t千斤顶公用1台油泵，中桁布置4台1000t千斤顶公用1台油泵。以上设备使用过程中不倒用。顶推走行中设备按3个墩位的竖向顶配备，每个墩边桁配备800t千斤顶4台公用1台油泵，中桁配备1000t千斤顶4台公用1台油泵。

钢梁顶推到位后，配置落梁千斤顶1套，每套设备考虑布置在2个奇数墩（边主墩）位，每个墩位两边桁各4台250t千斤顶公用1台油泵、中桁4台400t千斤顶公用1台油泵。偶数墩（中主墩）利用原顶推的配置。

4.2顶推系统。钢桁梁多点同步连续水平顶推系统由液压泵站、连续千斤顶和计算机自动控制系统三部分组成，具有两侧同步、单点单动及点动限位功能。每台350t的连续顶实际构造为2台千斤顶串联。其前顶在顶推时后顶处于回程工况，后顶回程到位后，前顶仍处在顶进状态，此时前顶与后顶同时顶进。如此反复进行，整个顶推过程不间断。

4.3防纠偏系统。顶推过程中对钢梁的横向偏位采用被动控制和主动纠偏的方式联合进行控制。施工过程中主要采用的被动控制方法包括：在各墩顶的边桁滑道梁两侧焊接挡板强制限位导向装置，在强制限位内侧与滑块之间设置楔形块纠偏；主动纠偏方式包括：通过在滑道梁焊接反力座，利用横向调整装置内200t千斤顶施加水平横向力完成钢梁横向主动纠偏。

4.4钢绞线及其吊架系统。钢绞线采用φ17.8mm，每个连续千斤顶穿31根1860级低松弛钢绞线，长度为135m。吊架为架设钢绞线辅助施工，布设在梁体两侧，吊架与梁体连接可拆卸倒用，同时为施工人员的作业通道。

4.5锚座系统。锚座设于边桁滑道梁外侧，与滑道梁焊接成整体，锚梁通过销轴与锚座连接，锚梁作用点与扁担梁作用点连线与钢梁轴线平齐。钢梁前端顶推出墩位托架6个节间时，向前倒换锚梁至下一个墩顶安装。

4.6钢桁梁上墩系统。梁端上墩前由于梁端悬臂长度较大而导致梁端产生挠度208mm，需上抬梁端至顶推梁底设计线形位置，在钢梁前端设置变高刚性支点。前端竖向长行程千斤顶配置为:边桁配1台400t千斤顶；中桁配1台600t千斤顶。

4.7滑块及滑板系统。墩旁托架上设滑道梁，其轴线与钢桁梁下弦杆轴线对应。滑道梁与托架及墩身连接成一体，滑道上设置滑块，滑块上抄垫垫块。在滑座顶抄垫一定高度的钢板，使得钢梁受力能均匀分布在滑块上。顶推过程中钢桁梁每个节点均要设滑块抄垫，以确保钢梁顶推过程中节点受力。梁体标准节段顶推过程中，每顶推一节间，滑块后拖12.5米，循环施工。钢梁顶推时，滑座顶面抄垫石棉网，底面铺设MGE滑板（MGE板具有硬度高、耐磨、摩擦系数小等特点）。

4.8顶推步骤

4.8.1一联钢梁拼装完毕，在SE0节点安装顶推千斤顶，在E0'节点安装刚性支点，在68#墩墩顶安装锚梁，安装钢绞线；在临时墩L2（E1节点）、68#墩（E8节点）、69#墩（E0'节点）墩顶起顶钢梁，各临时墩墩顶抄垫脱空。

4.8.2在E7、E1'节点底部安装滑块，落梁于E7、E1'节点。

4.8.3钢梁顶推1.3m，转换受力支点。

4.8.4 在69#墩前立柱（E0'节点）起顶，E1'节点位置滑块向后移1.3m。

4.8.5钢梁连续顶推11.2m。

4.8.6在68#墩前立柱（E7节点）起顶，E7节点位置滑块向后移12.5m至E6节点位置。

4.8.7钢梁顶推1.3m，重复以上步骤，顶推钢梁至设计位置。

4.9支座安装方案。每联钢梁落梁前需先安装支座，首先布置起顶位置及起顶设设备（沿桥纵向分部在垫石两边），再起顶钢桁梁、拆除滑道梁、支座横移就位，依据支反力调整支座标高，然后灌浆，浆体强度达到设计要求后落梁。落完梁后所有竖向千斤顶拆除倒用。

5．质量控制措施

5.1顶推控制系统及设备要求

控制系统及设备在使用前应进行效验，确保精度，按施工规范要求定期标定、保养，以保证始终处于良好状态。

5.2滑道梁施工要求

应始终保持滑道顶面清洁，使用前做超载试验。严格控制滑道高程，误差应在规定的范围内。

5.3顶落梁控制

顶落梁时，墩顶用于顶升的各千斤顶应按设计要求统一指挥，均匀施力，确认钢梁已脱离各个滑道时，方可倒移滑块、撤除垫块等工作。由于落梁时钢梁变形有滞后现象，故应控制千斤顶速度，保证千斤顶匀速下降。

5.4横移纠偏

过程中采用防纠偏系统，最终钢梁顶推到墩顶设计位置后，采用横移滑座进行纠偏，实现钢梁偏位的调整。

5.5顶推到位时的里程控制及纵向限位

5.5.1由于钢梁受温度影响长度在不断的变化中，中间过程只对钢梁的长度进行复核，不作为主要的控制参数。根据钢梁支座板的螺栓孔做出支座中心十字线，做为控制线.

5.5.2在钢梁顶推过程中要做2-3次开始和停止的试验，测定钢梁开始顶推时的滑动距离和停止时的滑动距离，做为最后定位控制时的参考值.

5.5.3在钢梁最后半个节间完成滑块后移以后，在钢梁到位时滑块前端焊接限位，防止滑块继续向前滑移；同时在钢梁下方的支座板前方焊接限位，限位顶面低于钢梁下弦杆底板底面，同时高于支座板底面，起到能够阻挡钢梁继续向前滑移的作用。

5.5.4钢梁顶推到位后，为防止钢梁在纵向发生移动，在钢梁顶推到位后，立即将滑块后端的滑道梁顶面焊接限位挡板，将墩顶的滑块进行双向约束，防止移动。

6．技术总结

单联双跨无导梁顶推技术结构受力明确，顶推、拼装分开，统筹施工资源，优化钢桁梁拼装平台，取消支架顶端滑道，节省大量因整联顶推而设置的临时连接杆件，取消钢桁梁前端设置的导梁，将顶推力大幅降低，优化了钢桁梁水平顶推用的大吨位水平连续千斤顶及垂直起落千斤顶和配套的液压泵站、控制系统等，顶推的同时不影响钢桁梁拼装，缩短了钢梁架设工期，质量、安全得到了有效的控制，取得了良好的经济效益和社会效益。

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