1、工程概況

　　湖南某公路橋梁跨越高速公路地段設計為四跨一聯(lián)單箱單室的鋼梁，其中C橋跨徑布置為（20+32+34+25）m，鋼箱梁與線(xiàn)路呈135°交角，鋼梁頂板寬度10.5m，底板寬度5.5m，底板水平，箱梁中心線(xiàn)處梁高1.8m，頂板設有6％橫坡。鋼箱梁地段平曲線(xiàn)半徑R=240m，豎曲線(xiàn)半徑R=1850m，左側縱坡3.078％，右側縱坡4.000％，豎曲線(xiàn)頂點(diǎn)位于本聯(lián)箱梁中間。橋梁各孔跨分別設置2、9、11mm及6mm的拱度，拱度線(xiàn)形為圓曲線(xiàn)。鋼箱梁中心線(xiàn)與線(xiàn)路中線(xiàn)相距1.75m。鋼箱梁在工廠(chǎng)加工時(shí)分11段，其中第一段長(cháng)10.472m，最后一段長(cháng)10.265m，其余段均為9.22m。

　　2、頂推方案

　　為保證該高速公路雙向8車(chē)道的交通暢通，根據現場(chǎng)施工條件，在高速公路北側橋位處搭設臨時(shí)墩，分段拼裝鋼箱梁并從北向南實(shí)施頂推。其中鋼箱梁最前端一段作為嵌補梁段，待其余鋼箱梁頂推至設計位置落梁后，再采用汽車(chē)吊安裝嵌補梁段。具體實(shí)施步驟為：第一次在支墩上拼裝前導粱及4段鋼粱，頂推20m；第二次依次拼裝2段鋼梁，頂推30m；第三次依次拼裝3段鋼梁，頂推30m；第四次安裝尾端一個(gè)梁段，頂推15m后拆除前導梁，將其安裝在最后端鋼梁的尾部，繼續頂推直至設計位置止，拆除導梁并落梁，最后汽車(chē)吊安裝嵌補梁段。

　　為減輕前端鋼梁自重，頂推時(shí)前方跨鋼箱梁的翼緣板及防撞護欄暫不安裝，待鋼梁就位后再安裝。

　　3、頂推施工工藝及方法

　　3.1頂推施了工臨時(shí)設施

　　3.1.1臨時(shí)墩設計與施工

　　臨時(shí)墩除滿(mǎn)足鋼箱梁拼裝平臺外，還要兼作對鋼箱梁實(shí)施空間曲線(xiàn)頂推之用。因此，在設計臨時(shí)墩時(shí)，既要考慮其能承受頂推時(shí)的最大豎向荷載和最大水平力，又要考慮滿(mǎn)足鋼箱梁在頂推過(guò)程中沿同半徑平面圓曲線(xiàn)和同曲率凸形豎曲線(xiàn)軌跡前進(jìn)要求。同時(shí)，還要考慮頂梁千斤頂安放位置、橫向限位裝置，以及施焊及接送滑板人員的工作平臺等因素。

　　1）臨時(shí)墩結構

　　本橋臨時(shí)墩均設計為φ500×8鋼管柱，用Q235鋼板卷制。1組臨時(shí)墩共由4根鋼管柱組成，柱間用[16槽鋼作剪刀撐連接，柱頂設置用于固定下滑道的鋼支座�？紤]到拼裝鋼箱梁過(guò)程中需要設置頂升千斤頂，同時(shí)提高臨時(shí)墩抗推能力，在每組支墩頂部縱向設置2根140縱梁。位于橋墩處的臨時(shí)墩，其墩頂用塑鋼與橋梁支座墊石進(jìn)行連接。

　　2）臨時(shí)墩基礎

　　臨時(shí)墩基礎采用鋼筋混凝土擴大基礎，根據地基實(shí)際承載力（120kpa）及最大豎向荷載（一般墩為850KN，中央分隔帶處為1760KN），確定一般臨時(shí)墩2個(gè)分離式基礎，尺寸為4m×2m×1.2m�；�礎混凝土按照C25控制。在基礎混凝土施工時(shí)預埋M25地腳螺栓，鋼管柱與基礎栓接。中央分隔帶處臨時(shí)墩基礎充分利用匝道橋承臺。臨時(shí)墩確定后，根據頂推工況對其進(jìn)行承載力和抗傾覆驗算。

　　3）臨時(shí)墩布置

　　臨時(shí)墩沿線(xiàn)中線(xiàn)徑向布置，除各組臨時(shí)墩平面滿(mǎn)足與鋼箱梁相同半徑（R=240m）的圓曲線(xiàn)線(xiàn)形外，滑道面高程還必須滿(mǎn)足豎向圜曲線(xiàn)（R=P850m）線(xiàn)形要求。

　　根據鋼箱梁在頂推中處于最大懸臂34m時(shí)滿(mǎn)足抗傾覆系數1.5，以及鋼箱梁分段長(cháng)度（9.22m），確定拼裝地段臨時(shí)墩縱向中心間距10m，每組臨時(shí)墩鋼管柱橫向間距5.15m，縱向間距2m。G匝道橋需要布設11組。鋼箱梁的頂推高程與設計落梁高程相同。臨時(shí)支墩與滑道見(jiàn)圖1。

　　4）支架搭設

　　按照臨時(shí)墩布置圖用全站儀測放各個(gè)臨時(shí)墩位置，并對地基進(jìn)行處理，隨后按常規澆筑基礎C25混凝土；待混凝土達到一定強度后安裝鋼管柱，采用[16槽鋼設置好縱橫向水平支撐和剪刀撐。臨時(shí)支墩安裝時(shí)精度：垂直度≤1％：頂面高程0～-10mm。

　　3.1.2滑動(dòng)和導向裝置

　　滑動(dòng)裝置主要由下滑道、上滑道組成。

　　1）滑道位置

　　頂推滑道設置在腹板下方的底板附近，并對腹板下部設三角形加勁肋，同時(shí)在頂推滑道中心位置沿縱通長(cháng)設80cm的高肋板進(jìn)行加強，以防止鋼箱梁的變形。

　　2）下滑道

　　下滑道由滑道梁，下滑板組成�；�道梁為2根2b槽鋼，下滑道有效長(cháng)度2.0m，寬度30cm。

　　考慮到鋼箱梁在頂推過(guò)程中上滑塊可能會(huì )出現擠壓卡住現象，需要起頂鋼箱梁。故在每側滑道梁的兩旁卻設有吊籃，吊籃內可安放50t液壓千斤頂以備用�；�道梁及吊籃結構如圖2所示。

　　下滑板由5塊500×500×20鋼板組成，每塊鋼面外包1mm厚不銹鋼板。

　　3）上滑塊

　　上滑塊為一面貼聚四氟乙烯、內部設兩層鋼板的橡膠板，其規格為400×200×20。下滑板和上滑板共同組成頂推摩擦，在頂推千斤頂的作用下，實(shí)施鋼箱梁的頂推前進(jìn)。

　　4）導向裝置

　　為方便鋼箱梁節段拼裝時(shí)的橫向定位和頂推的導向，在臨時(shí)墩下滑道板外側設置了導向裝置（橫向限位器）。導向裝置主要由鋼軸、螺母、墊片及導向輪組成。通過(guò)鋼軸及螺母將導向輪固定在下滑道鋼板面上。其結構見(jiàn)圖3。

　　5）下滑道安裝

　　下滑道加工好后，用吊車(chē)整體就位在鋼管柱頂部的支座上，檢查滑道頂面高程，必要時(shí)用鋼板進(jìn)行調整，符合要求后再將滑道梁與支座焊接。

　　3.1.3導梁

　　導梁長(cháng)度一般為頂推跨徑的0.6～0.7倍，本橋鋼導梁長(cháng)度內側20m、外側22m，其截面為工字形鋼板梁。導梁頂板、底板厚度20mm，腹板厚度16～12mm.導梁高度及線(xiàn)形與鋼箱梁相同，并與鋼箱梁腹板栓接�？紤]到導梁上墩時(shí)要設置千斤頂頂升，導梁前端做棄門(mén)。

　　3.2梁段頂推

　　3.2.1頂推方式

　　為減小橋墩承受的水平力，考慮到平曲線(xiàn)及豎曲線(xiàn)頂推，本橋選擇多點(diǎn)拉桿工連續頂推，即2臺千斤頂分別固定于G匝道19號墩、20號墩。

　　3.2.2牽引裝置

　　根據頂推最大水平力，選擇2臺ZLD-100自動(dòng)連續千斤頂提供水平動(dòng)力。位桿采用3根中φ15.24鋼絞線(xiàn)和自動(dòng)錨具。拉錨器采用Q235鋼板組焊而成，設置在鋼梁底橫向中心線(xiàn)處的橫隔板部位。拉錨器與鋼箱梁板拴接。鋼箱梁加工工時(shí)，事先在底板上打好固定拉錨器的栓孔。

　　3.2.3分段拼裝及頂推

　　第一步：安裝G2～G5共4個(gè)梁段和導梁。用1臺250t汽車(chē)吊分別將C2～5梁段吊裝在支架上，調整鋼箱梁高程、線(xiàn)形，焊縫焊接，檢測。安裝前導梁并對梁段補涂裝。

　　第二步：頂推鋼箱梁C2～C5梁段前移20m。操作頂推泵站，由2臺千斤頂緩緩給鋼箱梁施力，鋼箱梁隨之向前滑動(dòng)。在頂推過(guò)程中隨時(shí)觀(guān)察滑板情況，一旦出現滑板脫空時(shí)，暫停頂推，及時(shí)在滑板與梁底間加墊鋼板。當最前端滑板滑出后，及時(shí)從尾部喂新送滑板。

　　第三步：拼裝G6、G7梁段。用同樣的方法吊裝G6、G7分段，調整鋼箱梁高程、線(xiàn)形，焊接好接頭焊縫，隨后安裝G6、G7梁段的翼緣板和鋼護欄，并進(jìn)行涂裝。

　　第四步：第二次頂推鋼箱梁前進(jìn)30m。繼續頂推鋼箱梁，當導梁伸進(jìn)中央分隔帶臨時(shí)墩下滑道約40cm時(shí)，暫停頂推，用豎向千斤頂將導梁前端頂起一定高度（千斤頂下端墊上聚四氟乙烯滑板），接著(zhù)繼續便推0.5～1m暫停，在導梁下端安裝滑板，拆除導梁上墩用的千斤頂，繼續頂推，直至梁段前移30m止。

　　第五步：吊裝G8～G10分段，并頂推30m。具體方法同前。

　　第六步：吊裝G11梁段，頂推前進(jìn)20m。用汽車(chē)吊吊裝G11梁段，繼續向前頂推15m，并逐節拆除導梁。最后安裝尾梁，繼續頂推前進(jìn)5m，使鋼箱梁達到設計位置，拆除尾梁。

　　第七步：落梁，安裝支座。調整梁端線(xiàn)、梁邊線(xiàn)精度滿(mǎn)足設計及施工規范要求后，用千斤頂起梁，準確量測支座位置及上座板螺栓孔位置后安裝支座，支座位置、高程經(jīng)復核無(wú)誤，均速緩慢的落梁于永久支座上。

　　第八步：安裝最前端G1段鋼梁。測量G1長(cháng)度，必要時(shí)切割余量，符合設計要求后吊裝最后C1分段，并焊接。安裝G1等梁段翼緣板和鋼護欄，噴涂最后面漆。

　　3.3施工監控

　　為確保頂推過(guò)程中鋼箱梁、橋墩及臨時(shí)墩的安全，頂推全過(guò)程進(jìn)行監控。

　　3.3.1橫向位移監控

　　在導道梁頂面，鋼箱梁頂板中線(xiàn)位置每隔10～20m固定一個(gè)小棱鏡，分別在頂推前、頂推中、頂推中、頂推就位后采用全站儀觀(guān)測小棱鏡，根據測設的小棱鏡位置推斷鋼箱梁及導梁的橫向位移偏差。用同樣的方法，對臨時(shí)墩頂部位移進(jìn)行監控。

　　3.3.2導梁撓度監控

　　采用水準儀法對導梁撓度進(jìn)行監測。測點(diǎn)設在導梁端斷面上，橫向共2個(gè)測點(diǎn)，分別在頂推前、推中、抵達臨時(shí)墩頂前、抵達墩頂后進(jìn)行實(shí)測，并與設計提供的撓度值對比。

　　3.3.3鋼箱梁、橋墩、臨是墩應力監測

　　在墩底部、鋼箱梁度板底部等部位安裝應力計，實(shí)測應力，并與設計規定值對比。

　　3.3.4落梁時(shí)永久支座反力的監測

　　在永久支座處設置應力計，落梁時(shí)對各永久支座的支反力進(jìn)行監測，根據測量結果調整支座高程。

　　4、質(zhì)量控制及安全措施

　　1）臨時(shí)墩滑道安裝時(shí)，相鄰墩高程差控制在±2mm以?xún)�，同墩兩滑道高程差控制在�?plusmn;以?xún)取?/p>

　　2）梁頂升最大高度及反力不得超過(guò)設計規定值。

　　3）鋼梁施工質(zhì)量控制以相關(guān)的設計文件及技術(shù)規范、驗收標準為準。

　　4）頂推速度控制在10～15cm/min。

　　5）頂推作業(yè)時(shí)對鋼箱梁、臨時(shí)墩、導梁、橋墩實(shí)施監控，確保結構安全。

　　6）位于既有道路地段的鋼箱梁在實(shí)施頂推前完成護欄及鋼結構表面防護等施工，以防后續施工時(shí)對行車(chē)帶來(lái)安全隱患。

　　7）在支墩兩側用鋼管搭設人行通道，并設置護欄，安裝防落網(wǎng)，確保鋼梁焊接和頂推時(shí)作業(yè)人員高空安全。

　　8）中央分隔帶中墩四周設置防護網(wǎng)，防止物品墜入行車(chē)道。

　　9）在作業(yè)地段設置施工警示牌。

　　5、結束語(yǔ)

　　綜上所述，該公路橋梁的鋼箱梁采用空間曲線(xiàn)頂推技術(shù)實(shí)現了跨越高速公路施工，該法與支架拼裝法相比盡管在施工投入方面相差不大，但其最大的優(yōu)勢在于不需要進(jìn)行交通管制，可以減少交通防護設施費，確保既有道路交通暢通。