钢箱梁结构施工技术（跨高速变坡段钢箱梁步履式顶推施工技术）

钢箱梁结构施工技术（跨高速变坡段钢箱梁步履式顶推施工技术）顶推支架及拼装支架布置为，单幅设拼装支架3组，顶推支墩5组，每组2个支墩。(顶推支架及拼装支架布置图)拼装支架由四根外径426mm，壁厚8mm的钢管桩，10#槽钢的斜撑和橫撑组成，分配梁用40a双拼工字钢。根据桥梁标高确定工字钢上部调节管高度。在导梁、钢箱梁、顶推支架上对各工况最不利点做应力监测，与ANSYS建模分析值进行对比，保证顶推过程中各测点的应力值均在合理范围内波动。顶推支架由四根外径630mm，壁厚10mm的钢管桩构成，两边支墩反力按照400t设计。上部分配梁采用双拼400×400的H型钢。型钢上布置垫梁。图1 钢箱梁ANSYS模拟值示意图、钢箱梁实时应变监测数据示意图 下载原图

陈明洋安徽省交通建设股份有限责任公司

摘 要：安徽省合肥市兴业大道(长江西路-光福路)工程02标，跨合六叶高速桥的竖曲率变化大，同时顶推拼装场地受限，通过“四点定位法”现场拼装和“双控”预警体系顶推施工技术，保证顶推时实际线形与设计线形一致，减小梁体应力及变形，从而满足线形控制的精度及通行安全的要求，为此类工程提供参考。

关键词：“四点”定位;“双控”预警;应力及变形;线形控制;

随着国家建设的不断推进，跨线路及通航桥的大跨径连续梁桥施工日益增多。目前，大多采用支架现浇法、预制吊装法、悬臂施工法均可予以解决，但都需要在上跨路线上方进行长时间的支架模板、钢筋及砼浇筑施工作业，或需要不同程度的封闭交通，大大增加的涉路施工长期的安全隐患。随着智能液压顶推装备的发展，跨线桥梁步履顶推施工技术得到大范围的推广使用。但时在施工中发现步履式顶推不适应竖向曲率大的桥梁，特别是跨运营高速对线形控制的精度及安全要求特别高的变坡段钢箱梁顶推施工。因此需要通过对现场拼装和顶推施工技术的研究，从而满足施工线质量及安全的要求。

1 工程概况

兴业大道(长江西路-光福路)工程02标，南起长江西路，北至合肥市空港示范区内光福路，城市主干路，全长约13.27 km。道路全长约2.9km，主要包含跨合六叶高速桥，主桥为等截面连续钢箱梁，引桥为预制砼小箱梁，兴业大道上跨合六叶桥梁全长约445m，跨合六叶高速桥的竖曲率变化大，同时顶推拼装场地受限，采用顶推施工对竖向线形和顶推结构应力应变控制带来挑战。

2 施工控制2.1 钢箱梁、导梁及支架应力模拟

在导梁、钢箱梁、顶推支架上对各工况最不利点做应力监测，与ANSYS建模分析值进行对比，保证顶推过程中各测点的应力值均在合理范围内波动。

2.2 搭设顶推支架及拼装支架控制

顶推支架由四根外径630mm，壁厚10mm的钢管桩构成，两边支墩反力按照400t设计。上部分配梁采用双拼400×400的H型钢。型钢上布置垫梁。

图1 钢箱梁ANSYS模拟值示意图、钢箱梁实时应变监测数据示意图 下载原图

拼装支架由四根外径426mm，壁厚8mm的钢管桩，10#槽钢的斜撑和橫撑组成，分配梁用40a双拼工字钢。根据桥梁标高确定工字钢上部调节管高度。

顶推支架及拼装支架布置为，单幅设拼装支架3组，顶推支墩5组，每组2个支墩。(顶推支架及拼装支架布置图)

顶推设备在支架搭设后安装并进行检测和试运行，通过千斤顶中央控制系统的操作和监测保证5组设备同时顶推时的一致性。

2.3 第一阶段钢箱梁节段拼装

钢箱梁安装时表面保持水平，横坡由最后落梁时，通过支座高程调整。现场拼装通ANSYA建模将设计线形与预拱度进行叠加得到目标线形，通过控制邻近板块相对高程及拼接角度进行“四点定位法”焊接，控制现场纵断面竖向拼装线形。再利用临时连接板初步对位焊接，再采用自动埋弧焊机焊接顶、底板，手工电弧焊或CO2气体保护焊焊接腹板。焊接完成后进行外观及无损探伤检测。

图2 顶推支架及拼装支架布置图 下载原图

(1)钢箱梁目标线形

将钢箱梁设计线形与预拱度进行叠加得到目标线形及相对高程。工厂加工时，按照目标线形进行制作、试拼。为“四点定位”法提供数据参考。

(2)“四点定位”

“四点定位”法指的是将钢箱梁段，假设成平面，以直代曲。选取已拼接钢箱梁两点为基准，调节待拼梁段两控制点的高程，使转角Δθi达到模拟值。

图3 相邻梁段高程控制点布置平、纵断面图 下载原图

2.4 钢导梁安装

导梁分成两个节段，采用散件运输至现场进行拼接吊装。并与钢导梁局部进行加强，焊接成整体。

图4 钢导梁与钢箱梁连接三维示意图 下载原图

2.5 箱梁顶推

(1)顶推原理

顶升:顶升千斤顶通过控制系统将控制油缸到设定活塞行程，将钢箱梁顶离垫梁一段距离(控制在2cm左右)。

推移:通过控制系统同步控制油缸，推动移位器带动钢箱梁向前移动至设定好的活塞行程位置，钢箱梁前移。(一个行程30cm左右)，推移过程中根据线形偏移情况进行调整。

下降:当钢箱梁移动到系统设定的位移量后，顶升千斤顶活塞缩缸回程，使钢箱梁落在垫梁上，进行力系转换(控制在2cm左右)。

回缩:水平千斤顶收缸回程至原状，完成一个行程，循环施工，顶推至最终设计位置。

(2)顶推步骤

(1)第一阶段顶推———导梁顶推至中央分隔带位置，钢箱梁不过高速公路。

图5 导梁至中央分隔带示意图 下载原图

(2)第二阶段顶推———导梁顶推上对面主墩。

图6 导梁上对面主墩示意图 下载原图

(3)第三阶段顶推———钢箱梁上对面主墩。

此步骤中节段15即将上墩，为顶推过程中钢箱梁根部焊缝弯矩最不利工况。因此将第三次顶推分为两次，刚箱梁也分两次安装，增加后方配重，降低顶推过程的倾覆风险。

(4)第四阶段顶推———导梁上对面后墩。

(5)第五阶段顶推———钢箱梁顶推到位。

(6)整体落梁成桥———落梁后吊装最后三个节段。

图7 钢箱梁上对面柱墩示意图 下载原图

图8 导梁上对面后墩示意图 下载原图

图9 钢箱梁上对面后墩示意图 下载原图

图1 0 钢箱梁阶段全部安装完成示意图 下载原图

2.6 落梁

钢箱梁节段4-15全部顶推到位，拆除导梁，用三维千斤顶将箱梁线型整体调节至目标线形后，方可进行落梁工作。

利用步履式顶推设备的下部支撑油缸进行落梁施工，须根据横坡、垫石支座高度和箱梁底部标高，综合考虑进行落梁。

3 监控预警3.1 线形监控

在顶推过程中通过监控千斤顶中央控制器的竖向位移和顶力，对同时工作的千斤顶进行同步控制(最多同时5组一起顶推)，以竖向位移为主要指标，各千斤顶的压力值为参考，通过调整临时支垫的高度，对实际线形的偏差进行调整。每推进一个行程即对钢梁上监测控制点进行高程数据测量，与目标线形对比减小过程内加应力，保证过程中顶推的安全和线形与拟合的一致。注意每次抄垫高度调节应保持东、西相邻支点梁底高程一致，消除钢梁横向滑移趋势。

图1 1 高程实测与目标值对比示意图 下载原图

3.2 应力监控

对各工况最不利点做应力监测，与ANSYS建模分析值进行对比，保证顶推过程中各测点的应力值均在合理范围内波动，以保证整个顶推过程的安全。

图1 2 钢箱梁应力监测横断面布置图 下载原图

顶推施工过程中，主梁上高速路对面顶推支架，为整个顶推施工最关键点也是最危险点，该过程主梁扰度最大。实际现场操作，可通过导梁与主梁衔接处应力监测，通过控制导梁支点处千斤顶的顶升力来调整导梁与主梁衔接处的应力，在不超过允许安全应力情况下，来实现减少主梁变形，确保主梁整体线形控制。

4 结语

通过对现场拼装及顶推施工的技术研究。建立以竖向顶推抄垫高程和竖向顶推力的“双控”预警体系，保证顶推时实际线形与设计线形一致，减小梁体应力及变形，从而满足线形控制的精度及通行安全的要求。

参考文献

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[2] 于海滨．高速公路砼箱梁步履式顶推过程受力与横向偏位测试．公路工程，2019．

[3] 赵春林，甘泉，刘谢，许涛，熊军．大跨度曲线钢箱梁步履式顶推施工技术．科技创新导报，2019．

[4] 刘夕曦，巴力．钢箱梁跨外吊装与步履式顶推施工技术．新乡学院学报，2018．

[5] CJJ 11-2011，城市桥梁设计规范．

[6] JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范．

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