變截面橋梁頂推施工技術(shù)研究

鄭四卿

隨著城市建設(shè)步伐的加快，鋼結(jié)構(gòu)橋梁因其施工工期短，對主要交通影響較小且環(huán)保、施工方便，正越來越多地運(yùn)用于公路橋梁的設(shè)計(jì)中；但由于受現(xiàn)場施工環(huán)境條件的影響，正常吊裝法常常不能滿足現(xiàn)場施工需求，此時頂推法是一個很好的選擇。同時隨著人們對橋梁跨越能力要求的提高，欲提高梁的跨越能力，就需要設(shè)法降低梁的彎曲應(yīng)力，其中增大橋梁的截面高度是一個很好的辦法。本文以重慶郁江大橋拆除重建工程為例，介紹變截面鋼箱梁頂推施工技術(shù)的研究。

一、工程概況

郁江大橋位于彭水縣漢葭街道文廟社區(qū)。范圍為K0+000～K0+229，全長229m?？鐝讲贾脼?2m簡支鋼箱梁引橋+（62+73+62）m變截面連續(xù)鋼箱梁主橋，其中引橋橋?qū)挒?m，主橋?qū)挾葹?m～14.5m。主梁采用單箱單室斷面，主橋橋?qū)挒?m和14.5m兩種，采用變截面箱梁，梁高為2m～3.5m，梁高按照圓曲線漸變。

郁江大橋立面布置圖

二、施工難點(diǎn)分析

1.郁江大橋?yàn)殇撓淞簶?，且橫跨郁江，若采取常用法吊裝法安裝施工費(fèi)用成本及施工難度較大，且對橋下路面的正常交通影響較大，因此選用頂推施工法。但根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際工況，頂推施工場地及橋梁限重20t的限制，全橋采取步履頂推的方法不可取。經(jīng)研究設(shè)計(jì)決定采取引橋與主橋一端步履式頂推，主橋尾端2節(jié)鋼箱梁滑移頂推的方法將橋梁頂推至設(shè)計(jì)位置的頂推方法。鋼箱梁總體頂進(jìn)長度約為150m，同時由于鋼箱梁拼裝區(qū)域較小，頂推時采用前端頂推、尾端拼裝的組合方式。

2.郁江大橋?yàn)榭鐝椒植?2+73+62 m的連續(xù)鋼箱梁橋，作為簡支梁橋型來看，跨徑較大，需要考慮降低橋梁的彎曲應(yīng)力；同時考慮連續(xù)鋼結(jié)構(gòu)橋的受力特性，需要保證箱梁的構(gòu)造與結(jié)構(gòu)實(shí)際受力狀態(tài)偏差降到最低。該橋在橋墩處的受力較大且復(fù)雜，通過提高橋墩處鋼箱梁的截面高度，可解決該點(diǎn)處的受力問題，同時也可提高全橋的安全性能。至此，涉及到變截面橋的頂推施工，施工難度較大為本工程的施工難點(diǎn)。

三、變截面橋調(diào)平托架設(shè)計(jì)

此次頂推鋼箱梁為變截面鋼箱梁，鋼箱梁最薄弱處與支座處最大高度相差1.5m，為了頂推施工的安全，需將梁體底部調(diào)平，然后再進(jìn)行頂推施工作業(yè)。調(diào)平托架與鋼箱梁之間采用焊縫連接，調(diào)平托架采取“倒T字形”截面，下板厚為20mm，腹板厚度20mm，腹板加勁肋為16mm，與箱梁腹板對應(yīng)；中部水平撐與斜撐采用?165×5.5的鋼管連接；托架腹板兩側(cè)橫向加勁肋與鋼箱梁橫隔板對應(yīng)，并在兩橫向加勁肋中部再加一道加勁肋，水平撐為每3m一道，斜撐為每6m一道；調(diào)平托架腹板底部兩側(cè)需布置加勁肋，加勁肋交錯布置，每30cm一道，在無調(diào)平托架處，鋼箱梁底部需設(shè)置加勁肋，加勁肋分布于鋼箱梁腹板內(nèi)側(cè)，每30cm一道。調(diào)平后頂推整體重量增加約146t。其調(diào)平措施如下：

調(diào)平托架部分立面示意圖

四、頂推施工方案

此次頂推涉及到步履頂推及滑移頂推，因此存在步履式頂推的支架布置和另外裝設(shè)滑移頂推支架布置。

1.步履式頂推支架布置圖

根據(jù)現(xiàn)場情況及步履機(jī)性能，擬布置12臺步履機(jī)，對應(yīng)布置12組步履機(jī)支架。其中3#、4#頂推支架立柱采用四根Φ529×8mm的鋼管，鋼管柱之間用Φ325×6mm的鋼管和I22b工字鋼連接。其余頂推支架采用兩根Φ630×10mm的鋼管，鋼管柱之間用Φ325×6mm的鋼管與I22b工字鋼連接。其具體結(jié)構(gòu)如下圖：

2.滑移頂推支架布置圖

為滿足吊裝空間，滑移滑道總長為25m?？紤]到拼裝場地的限制，滑移頂推的部分支架與拼裝支架轉(zhuǎn)換使用，部分拼裝支架立柱通過法蘭盤接高后用于滑移頂推，滑移頂推結(jié)束后，拆除接高部分立柱，安裝鋼梁現(xiàn)場拼裝平臺。

頂推滑移支架主體結(jié)構(gòu)采用?529×8mm的鋼管，縱向連接系與橫向連接系采用?325×6mm的鋼管，支架上部滑道梁采用雙拼I45b的工字鋼。其結(jié)構(gòu)示意圖如下：

滑移頂推支架立面圖

3.頂推施工流程

（1）鋼箱梁節(jié)段在工廠制造完成后，經(jīng)特殊的運(yùn)輸車輛運(yùn)至現(xiàn)場，通過起吊設(shè)備按相應(yīng)節(jié)段順序架設(shè)至臨時支架上（臨時吊點(diǎn)和臨時支點(diǎn)的位置必須設(shè)在縱向腹板和橫隔板的交叉處）。調(diào)整各節(jié)段高程、平面線形及節(jié)段間距，并確認(rèn)無誤后，在現(xiàn)場焊接鋼箱梁節(jié)段，然后進(jìn)行外涂裝防護(hù)，調(diào)試步履式千斤頂。

（2）臨時胎架施工前先進(jìn)行場地平整，施工臨時胎架擴(kuò)大基礎(chǔ)，安裝胎架立柱及頂推設(shè)備，頂推設(shè)備必須安裝鋼箱梁加強(qiáng)肋的下方。

（3）拼裝引橋與主橋鋼箱梁頂推節(jié)段，將拼裝好的鋼箱梁節(jié)段向前頂推，頂推設(shè)備必須同步，頂推過程中必須控制好頂推方向及高程，確保箱梁在頂推過程中鋼箱梁定位準(zhǔn)確及頂推設(shè)備均勻受力，并隨時檢查鋼箱梁是否存在局部變形問題。

（4）前方鋼箱梁節(jié)段頂推至適當(dāng)位置后，再在尾端拼接鋼箱梁節(jié)段，以保證鋼箱梁在頂推工程中的抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。

（5）依次頂推、依次拼裝，直至將鋼箱梁頂推至指定位置，然后拼裝剩余節(jié)段鋼箱梁。

（6）拼裝主橋尾端兩個節(jié)段，滑移頂推至設(shè)計(jì)位置。

（7）鋼箱梁頂推施工完畢后，拆除臨時支架。最后在鋼箱梁頂面鋪設(shè)橋面鋪裝層，施工防撞護(hù)欄，安裝伸縮縫等附屬結(jié)構(gòu)工程。

五、結(jié)語

通過應(yīng)用調(diào)平胎架進(jìn)行梁底調(diào)平、步履式和滑移式頂推的施工工藝，重慶郁江大橋變截面鋼箱梁的安裝施工在4個月內(nèi)順利完工，保證了整個項(xiàng)目的施工工期，大橋于2019年2月建成通車，極大地方便了當(dāng)?shù)亟煌?。變截面橋梁無論在外觀設(shè)計(jì)美觀度方面還是橋梁力學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要求方面都有很好的優(yōu)勢，通過上述技術(shù)可以有效地克服施工過程中的疑難點(diǎn)，使變截面橋梁在現(xiàn)代橋梁的建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。