高架桥宽幅钢箱梁顶推施工技术

工 摭术 高架桥宽幅钢箱梁顶推施工技术 田小光 中铁港航局集团二公司 广东广州 51 0000 【摘要】本文以苏州市人民路桥梁宽幅钢箱梁顶推施工项目为例，通 过总体施工方案、关键施工技术、相关数据计算以及安全保证措施的简要 介绍，进一步说明了我国高架桥宽幅钢箱梁顶推施工技术水平。 【关键词】高架桥；宽幅钢箱梁；顶推施工技术 随着我国桥梁顶推施工技术与钢材轧制技术的不断提升，我国的 桥梁顶推施工技术已从以往应用干预应力混凝土连续箱梁施工之上逐 步推广应用于各类桥梁工程项目上。而本文所介绍的高架桥施工项目则 位于我国最为繁忙的干线之一：沪宁高速公路之上，施工段通行车辆接 近8万辆／日，在对高速公路通行不形成任何影响的基础上，将600多吨 的大跨径钢箱梁顶推一次到位，在我国跨高速公路桥梁钢箱粱顶推施 工技术中走在了前列。 一 ． 工程概况 本工程位于江苏省苏州市人民路北延伸RY—AL卜跨沪宁高速段， 工程所设计的钢箱梁为40+60+40米跨径，140米总长，其箱梁总宽度 为34米，划分左右幅，纵向将钢箱梁分节为3米／节。半幅桥的钢箱梁重 约1 146吨，其中顶推部分的钢箱梁重约610吨。主梁横断面结构为宽幅 单室单箱，中间梁2．6米高，顶板l6．98米宽，底板l1．98米宽，翼缘板2．5 米宽，并设置2％的单向横坡于顶面。钢箱梁处于R=2300米的竖曲线之 上，其最大纵坡则为4％，具体布置即图1。 4 岛《》40 薤一 赣簪墩 尊鼯姆l }墩 ll罐髓 图1桥梁具体布置图 二 总体施工方案设计 (一)为避免影响沪宁高速公路的正常行车，本工程钢箱梁的顶推 要求快速、一次到位且不允许分几次完成顶推。经工程现场勘查后，设 置顶推支架于沪宁高速南侧，并从南侧顶推向北侧。也就是针对沪宁高 速上方的中间钢箱梁实施顶推施工技术，分别在原桥位利用支架拼装 法完成2个边跨的安装，进而实现连续梁结构。 (二)施工段9号至lO号墩的跨径为6O米，为使施工安全系数得到 保证，将9号墩、l0号墩的支架分别往北、南搭设T4米，因此钢箱梁的实 际悬臂长为52米。同时以顶推抗倾覆的要求为依据，共计拼装了总长为 74．5米的25个梁段于支架之上，并在拼装时通过枕木垫垛来控制各梁 段的竖曲线形。 (三)双幅等高的工字形梁为前导梁，30米长，利用角钢栓接两幅 梁，而钢箱梁与导梁则利用高强度螺栓相连。经计算，在顶推过程中最 大悬臂状态的前端23米左右的钢箱梁顶推抗倾覆系数为2．94，故无需增加 配重在钢箱梁的后端。 (四)设置50公斤／米的钢轨2根作为顶推滑道，并在钢箱梁的横隔 板位置纵向每6米设置聚四氟乙烯滑板l组。在9号墩设置顶推千斤顶， 在1O号墩设置卷扬机作牵引之用。 (五)顶推钢箱梁顶推前进47米后，上前方支架，前进48米时则导梁上 墩。 (六)将中间钢箱梁就位后完成支座安装，然后再利用龙门吊继续 完成边跨钢箱梁的安装，并完成支座安装。

三 施工关键技术分析 (一)临时支墩基础 1、灰土换填对地基进行处理，深为l至2米，而地基承载力则照 200kPa进行考虑。 190 1 ? ? 2、承台为C25钢筋混凝土，尺寸为2米}2米+0．8米，设中12毫米的 钢筋网片3层于承台内，在顶部进行固定钢管下的法兰盘螺栓预埋。共 设置临时支墩基础6组，同时充分利用已有桩基承台进行加大承台的设 置，共5组，ap6号至lO号。 (二)临时支墩 利用~6oo,12毫米的Q235钢管作为临时支墩，之间利用16型钢作 剪刀撑作为连接。最大纵间距为9米，横向间距则为5．795米。以顶推实 际施工情况为依据，建立空间模型并实施稳定I生检算，即图2。 一 图2临时支墩空间模型 并进行空间模型在4阶失稳状态下的分析计算，即表l，从表1结果 我们可以明显看出，一阶支架稳定系数为296．3，不会在施工进发生倾 覆、失稳情况。 表1稳定系数表 (三)纵梁 在腹板下各设贝雷梁1组作为支架纵梁，每组4j~带上下加强弦杆， 并用花架每3米作连接。另外，在贝雷梁的下弦杆沿纵向每6米实施横向 连接，通过枕木将顶部横向连成整体结构，最大支撑跨度为9米。 (四)顶推滑道 设置平坡滑道面，l1．59米的中心间距，双排钢轨组成滑道，钢轨间 距则为2O厘米，打磨表面后涂上黄油。利用夹板连接钢轨接头，并用砂 轮机打磨连接顶面的错牙，即图3。 f～—嚆 檄斯蕊 觚桥尚 图3滑道示意图 (五)滑板 完成钢箱梁拼装后，在腹板内的横隔板附近安装滑板，其纵向距离 为6至9米。利用2O毫米的钢板焊成长1米、宽33厘米的滑板，并在下贴 70．16．5*2厘米的聚四氟乙烯板2块。 (六)导梁 双幅等高的工字形导梁，利用角钢栓接两幅，钢箱梁与导梁间利用 高强度螺栓实现连接，3O米长，结构分3节，40吨重。 四 顶推施工技术分析 (一)计算顶推力 F =P =(6100+400)+O．12=780kN 篓 援求 F* =P’ ，=(6100+400)}0．08=520kN 其中，摩擦系数为 ，、 ，，顶推部分的导梁荷载与钢箱粱自重则为 Pa 选择型号为ZLD-100的连续千斤顶2台，作为顶推设备，1台备用。 (二)箱梁在最不利工况下时的倾覆验算 将中心点定在9号墩的后排钢支墩，脱空3号滑板，此时倾覆力矩与 稳定力矩则为： Ma=109007-4kN ‘in Mm=37093·9kN ’in 验算所得抗倾覆稳定系数为M ／M ，即2．94。 (三)拉锚器、千斤顶位置设置 在9号、1O号墩之间、钢箱梁底操作平台上固定有千斤顶2台，利用2 组贝雷梁作为其反力架。反力架应具备足够的稳定性、强度与刚度，可满 足钢箱梁顶推时的反作用力需求，具体设置即图4。 ◆ 夸l 串穆母母辔、 专 啼毒带帝串 ～ ～ ? ～ “ 蝣 伸榄 2鲤 I 融磷 圈4拉锚器、千斤顶设置 (四)导梁上墩 1、导梁伸进滑道1米左右时，停止顶推，将50吨千斤顶、顶墩及四氟 乙烯滑块安装于下滑道上，顶起导粱直至其底板相较于滑道高出3至5 厘米。 2、当钢箱粱顶推至导梁底板进下滑道50至80厘米左右时停止顶推 作业。 3、落千斤顶，安装滑板，并将临时顶墩拆除。

4、完成检查后，继续顶推作业，直至上墩作业完成。 (五)顶推控制 焊接限位板于钢箱梁两侧并紧贴钢轨，从而对钢箱梁的横向移动 起到控制作用。同时设置钢性纠偏架4组于8号、9号墩，借助千斤顶与滑 轮组向钢箱梁施加横向的水平力，使滑动偏移得以纠正，保证其能够沿 着预定轨迹前进。 五．安装保证措施 (一)实施顶推作业之前，与高速公路相关部门进行协调，协商制 定顶推作业安全防护计划。 (二)在顶推过程中，按要求设置限速牌、施工告示牌于作业点前 段，并安排警车协助，同时各沿线收费站对通行车辆高度进行限制，以 确保通过车辆高度不超过5．2米。 (三)滑道底部的高程与9号墩的垫石顶持平，考虑滑船板与滑道 高度，工程钢箱梁跨沪宁高速的实际净空为5．34米。 (四)加大导粱挠度的观测力度，避免出现侵限问题。如遇通行高 度达警戒线时，应立即停止顶推作业。 (五)设置安全防护网于导梁下方，防止杂物从导梁上落下而使行 车安全受到影响。 (六)严格按照操作规程进行顶推施工，严禁违章作业与违章指 挥。 结语 本工程利用单点单台顶推技术，在实际施工过程中，纠正钢箱梁存 在较大难度，故建议类似工程可使用两点横向顶推法，但必须注意其同 步性。另外，可将节段长度适当增加，从而更好地提高工作效率。 参考文献 【1】郭铁钧．高架桥宽幅钢箱梁顶推施工技术【J】．铁道标准设 计，2009(5) 【2】马华茂，张丽君．京山桥钢箱梁顶推施工技术[J】．铁道标准设 计，2008(5) (> 上接第189页) 覆盖层的厚度按地面至剪切波速大于500m／s的地层顶面的距离确定 d 一一计算深度范围内第i层土层厚度(m) 一一计算深度范围内第i层土层的剪切波速度(m／s) n一一计算深度范围内土层的分层数 计算成果见表2．4。 层底深度 层测点号 屡号 厚 剪切波 2Om 以内土层剪切波加权 备注 H(m) (rn) Vs(m／s) 平均值(m／s) ① 3．94 3 94 167 壤土 ② 、耕袭士 4．83 0．89 207 ③ 6．4 1 57 234 粘土 ZK24MB ④ lO 2 3 8 220 293 淤泥质粘土 ⑤ l6．95 6．75 373 全风化泥岩 @ l8．28 1．33 403 泥岩 ⑦ 21．33 3，05 446 ① l l5 I．15 203 耕袭土 ② 2 96 I 8I 282 @ 4．1 l_l4 294 粘土 ④ 4 92 0．82 258 ZK27MB ⑤ 6 29 L_37 366 360 仝 @ 8 风化泥质 ． 24 l_95 357 ⑦ 粉砂岩 10 64 2．4 375 ⑥ l3．42 2．78 233 全风化泥岩 ⑨ 23．47 l0．05 482 泥岩 ① 3 55 3．55 157 填士 ② 、耕表土 5 Ol j．46 l75 ZK03MB ③ 8 41 3．4 262 275 粘土 ④ l2．1l 3．7 192 淤泥质粘上 ⑤ l7 29 5．18 367 圆砾 ⑥ 22．23 4 94 435 泥岩 2．5结论 通过对拟建建筑物场地土的剪切波速测试，提供以下结论： 在测试范围内覆盖层的等效剪切波速平均值为309m／s根据《建筑 抗震设计规范》(GB50011-2010)表4．1．6，本场地属Ⅱ类场地。

3．结束语 通过工程实践面波勘探可以得出如下几点： (1)面波勘探提高了工作效率，可以解决如探测建筑桩基根部埋 深，高速路无损检测、探测地下空洞等地质问题，很好的为地质和设计 服务。 (2)面波勘探在进行深部探测时，由于震源能量传播的问题，使 得频散曲线深部信息量少，从而降低了深部解释的精度，影响了勘探效 果。 (3)面波勘探和折射波法、反射波法相比，具有效率高，资料处理 相对简单等优点，但同样存在能量传播的问题和数据处理方法有待提 高。 参考文献 【1】杨成林．面波勘探．1 993． [2】陈仲侯，王兴泰，杜世汉．工程与环境物探教程，1 995，5． 【5】林万顺．多道瞬态面波技术在水利及岩土工程勘察中的应用[J】 工程勘察，2000，(4)． [4】王振东．浅层地震勘探应用技术【M]．北京：地质出版社，I994． 懿交 戳'留 时 r

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