顶推滑移法在跨铁路钢结构桥梁安装工程中的应用

【摘 要】根据工程现场的实际条件，进行了跨越铁路的钢箱梁顶推相关的理论验算，考虑了各种可能的影响因素和不利情况，详细制定了顶推滑移法的施 工安装方案，并严格按方案要求在工程中进行实施，结果解决了该桥梁工程施工安装过程中的难题，降低了工程的施工成本，保证了工程质量和施工工期，取得 了很好地效果，该工程的成功施工为类似工程提供了可借鉴的经验。

【关键词】顶推滑移发,钢箱梁顶推,顶推,桥梁顶推,顶推施工

我国桥梁顶推技术以前主要应用于预应力混凝土连续箱梁施工， 1978 年国内首次采用水平加竖向千斤顶方法完成了西延铁路狄家河 4×40m 拼装干接缝连续梁顶推施工。1992 年湖南湘潭二桥首次采用 zLD-100 连续千斤顶顶推施工。钢结构桥梁的安装方法有很多，一般 主要采用大型吊车、架桥机吊装就位，但是在施工场地狭小、施工作 业面紧张、环境影响因素多等相关条件的约束下，有些工程中的钢箱 梁就无法采用常规的吊装方法进行吊装就位。 近年来，随着我国钢材轧制和桥梁顶推施工水平的提高，钢箱梁 顶推施工愈来愈普遍的应用于各类桥梁施工中。笔者以衡酃路工程第 二标段跨越铁路桥的钢箱梁的施工为例，阐述顶推滑移法的特点及在 钢结构桥梁的钢箱梁工程施工中的应用．

1、工程概况

衡阳市衡酃路（衡州大道）工程（第二标段）道路西起红湘路， 经火车西站家属区、跨过雁城路及铁路西站东货场接蒸湘南路，后延 现状道路大庆路接终点蒸阳路，在K0+980 处有跨越衡阳火车西站货 场的连续钢箱梁跨线桥一座，跨线桥结构体系采用三跨一联连续梁体 系，全长152m，左右幅桥孔跨径均为（43+65+43）=152m。桥梁上 部结构采用单箱多室钢箱梁，分幅布置，左右各一联，双向六车道， 其中有三跨为钢砼叠合梁，钢结构实物量约2400t，跨衡阳火车西站 货场部分钢箱梁共分4 段,每段长度为38rn，宽度为4.88rn，重为 110t，为当前衡阳市众多钢桥中单段最长、最重的钢箱梁桥梁，此 部分钢梁两端与混凝土牛腿搭接。因为上跨铁路货场，施工场地狭窄， 且桥下铁路运输繁忙，为保证施工及行车安全，并减少对铁路运输的 影响，拟采用顶推法进行施工。顶推法就是以千斤顶为动力，对预制 好的梁体，借助钢导梁导向，在四氟乙烯板的滑块间，纵或横向推进 至设计要求的位置。 钢箱梁的两侧装有扇形的装饰架，装饰架待主箱梁吊装就位后再 与其连接．箱梁与箱梁之间采用连梁进行连接，箱梁的横断面图如图1 所示。

该工程安装过程中最大的难点在于现场约束条件太多，钢箱梁横 跨衡阳火车西站货场，由于两侧的混凝土桥台没有经过钢索张拉，无 法给大型吊装设备提供站车位置，所以吊车只能站位于火车站铁路两 边桥台南北两侧进行吊装作业，钢箱梁长度为38m，铁路宽约40m， 吊装半径大。现场南北上空均有高压线，吊装必须避开高压线的影响。 为了避免吊车在吊装回转的过程中碰到高压线并且有利于钢箱梁构 件的运输，经过实地放样勘测，西北角、东北角及东南角都不具备吊 车站位吊装作业的条件，吊车只能站位在西南岸上进行吊装。根据现 场实际情况，经反复论证，可以采用的吊装方案有以下3 种．

方案1：采用1250t 履带吊直接吊装就位，此方案的优点是所有 钢梁可以一次吊装就位，工期较短，质量也有保障，但1250t 履带 吊进出场费用及租金相当昂贵，成本太高。

方案2：在河中打设钢管桩，架设50m 跨，120t 架桥机进行钢 桥架设．此方案也可以将钢桥直接吊装就位，成本相对方案1 要低， 但由于架桥机利用率也不高，同时还存在架桥机吊装作业完成前后的 安装、拆除问题。

方案3：采用曼尼托沃克4100WS 型272t 履带起重机(181t 履带 吊)先进行构件吊装，然后 再将钢箱梁滑移就位，此方案可以依次把钢梁吊装滑移到位，与 方案1 和2 相比，成本可大大降低，同时，工期能满足要求，质量 也可以保证，在3 个方案中效果最好，但此方案在钢箱梁施工安装 过程中从没有使用过，没有经验可以借鉴，技术上也有许多需要研究 解决的问题． 综合分析3 种方案，在兼顾工程工期、成本、质量3 大因素的 基础上，本工程最终决定采用吊装→顶推滑移→降落的施工方案． 根据吊车技术性能及现场情况，该工程中选用吊重性能较好的曼 尼托沃克4100WS 型272t 履带起重机(181t 履带吊)，181t 履带吊站 位于西南岸时仅能够把最南端的钢梁吊装到位，那么吊装顺序应该是 由北向南进行，先把最北端的钢梁吊装至最南端的就位位置，然后依 次向北进行滑移，最后吊装最南端的钢梁直接就位。 采用滑移法有几个关键的技术问题必须解决，首先就是要确定滑 移轨道的结构形式，然后是如何进行滑移，滑移之后钢箱梁如何落位 等等。下面就是对该方案这几个关键性问题的解决方法。

2、滑移轨道的结构形式

钢梁与混凝土桥台之间是采用牛腿搭接的方式连接，混凝土牛腿 部分仅有300mm 的长度，滑移的轨道不可能搁置在牛腿上，只能搁 置在混凝土桥台的上表面上，但是两侧的桥台分别由4 个混凝土桥 墩支撑，在全桥的预应力张拉前两个桥墩之间的桥台不允许受力，因 此滑移轨道最终设置在了混凝土桥墩上，轨道形式采用了如图2 所示 的轨道托梁形式，上部槽钢为滑移轨道，以防构件滑偏，下部H 型 钢垫梁为主要受力构件。

滑移轨道的形式确定之后，将托梁置于混凝土桥面上。为了让钢 箱梁在导轨中能顺利滑移，在加工厂制作钢箱梁时专门在钢箱梁下增 加了滑块。滑块由钢板切割而成并打磨成光滑的船形焊接于底板上， 如果轨道搁置于桥面上，需要将原设计的钢箱梁在工厂制作时加长一 段。钢箱梁落在轨道上,导轨、托梁、钢箱梁两端滑块、混凝土梁四 者之间的位置关系如图3 所示。

3、钢箱梁顶推

钢箱梁顶推要解决的主要技术问题是顶推力大小及顶推设备问题， 即如何降低钢箱梁下部滑块与滑移轨道之间的摩擦力。为减少滑移过 程中的摩擦力我们在滑块及滑移轨道中抹了润滑用的黄油，先借助吊 车把钢梁准确放置在托梁上的轨道里。并且在钢梁的两端分别做好标 记，防止滑移过程中钢梁滑偏。 为保证顶推过程中的稳定性，工程中采用的推工具为千斤顶，用 两块专用挡板卡在托梁翼上，千斤顶放在挡板和钢梁之间，逐步顶推， 顶过程中钢梁两端同步进行。通过工程实际测算，箱梁在顶推过程中 所产生的摩擦系数在0.05~0.1 左右，即每侧所需的顶推力在3～6t 之间，实际选用了10t 的千斤顶来完成该作业

4、钢梁下落

钢箱梁顶推至就位位置之后需要下落至混凝土牛腿上。这一步是整 个滑移过程中关键的一步。因为滑移的轨道在混凝土梁上面，钢梁在 滑移的过程中远远的高出了混凝土牛腿的标高，混凝土牛腿只有 300mm 宽，无法放置千斤顶将钢梁落至牛腿上。为此。在钢箱梁的两 端各焊两个刀把型的假头。为下降钢梁至混凝土的牛腿上而设置的， 假头在整个钢梁下降过程中为主要受力部件。制作前必须计算设计好 尺寸，计算过程如下．

4-5

假头在工厂制作成型之后，在现场与钢箱梁之间焊接固定，待钢箱梁滑移至就位位置之后，在假头下方设置支架与千斤顶，下落支架 由纵横交错的工字钢层层搭设而成，如图4 所示.

千斤顶首先将钢梁顶起来，然后切割掉钢梁加长段和桥台上的滑 移托梁，再抽掉外侧支架的一层工字钢，将钢梁下落一层．此时假头 搁置在外侧支架上，将放置千斤顶的支架再抽掉一层，将钢梁再顶起 来，再抽掉外侧支架一层。同理，一直把钢梁降到位，落至最后，撤 除千斤顶、支架及临时假头，钢梁就位完成。支架及假头的高度一定 要满足钢梁下落要求，至此，钢梁就位基本完成。其他的连梁、装饰 架等因重量较轻，均能采用181t 履带吊吊装完成，最后，进行各结 构部件的焊接、测量校正、完成安装工作．

5、结语

衡阳市衡酃路（衡州大道）工程（第二标段）跨越衡阳火车西站 货场的连续钢箱梁跨线桥钢箱梁顶推施工中，由于根据工程现场的实 际条件，进行了跨越铁路的钢箱梁顶推相关的理论验算，考虑了各种 可能的影响因素和不利情况，详细制定了顶推滑移法的施工安装方 案，并严格按方案要求在工程中进行实施，结果解决了该桥梁工程施 工安装过程中的难题，降低了工程的施工成本，保证了工程质量和施 工工期，取得了很好地效果。结论通过采用顶推滑移安装方法，对钢 结构桥梁进行了成功的安装，达到了预期的目的，同时降低施工造价。 实践表明钢结构桥梁安装在一些特殊条件下是可以采用顶推滑移法， 该工程的成功施工为类似工程提供了可借鉴的经验。

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