蘇州漕湖橋梁鋼箱梁頂推施工技術(shù)的控制措施

吳 強(qiáng)

中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司（313000）

1 鋼箱梁頂推施工的優(yōu)勢

頂推技術(shù)已逐漸成熟，并越來越多地用于橋梁的鋼箱梁的建造中。 采用這種施工方法，保證了橋梁施工的安全性和穩(wěn)定性， 對周圍沖擊面積小，并且相應(yīng)的施工周期較短。其可以顯著縮短橋梁項目工期， 并確保橋梁項目在相關(guān)合同指定時間內(nèi)完成。另外，用于頂推施工技術(shù)建造的設(shè)備體積小，不需要起重設(shè)備或腳手架，該設(shè)備運(yùn)輸方便，可以減少人力的投資。 在施工中不會因施工而中斷交通，可以在建筑工地中使用。在橋梁鋼箱梁中采用頂推施工技術(shù)可以有效地節(jié)省材料，減少橋梁建設(shè)資金的投入。建筑區(qū)域穩(wěn)定且集中，在建筑中非常安全，也適合現(xiàn)代化施工企業(yè)的科學(xué)管理。

2 工程概況

X352 縣道改擴(kuò)建工程 （原漕湖大道準(zhǔn)快速化工程）2 標(biāo)段， 西起石港路， 東至樂路， 長約 3.93 km。 現(xiàn)位基本沿現(xiàn)狀漕湖大道，以隧道形式 下穿S228、五星路后接地，以高架橋形式向東延伸穿越規(guī)劃中央公園后，與現(xiàn)狀太東路相接。

橋梁工程包括新建主線高架橋1 座，主線橋與蘇路東側(cè)起橋，向東跨越中央公園（規(guī)劃）、元和塘和相城大道后接地，主線高架橋全長1 203.6 m；在元和塘以東設(shè)置上下匝道橋一對、 人非坡道橋一對，匝道橋長200 m，人非坡道橋長60 m。

3 頂推施工技術(shù)建造要求

在蘇州漕湖橋鋼箱梁施工項目建設(shè)施工過程中，施工的基本條件是確保項目橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，要確保在規(guī)定的時間內(nèi)進(jìn)行施工。首先，橋梁的鋼箱梁頂推的施工應(yīng)確保平坦，底板的高度和剛度滿足相關(guān)的設(shè)計要求，這樣才能進(jìn)行后續(xù)施工。 其次，必須嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力鋼筋和埋藏部分的位置，以確保其位置符合設(shè)計，并能滿足現(xiàn)代化施工要求。 堅決避免出現(xiàn)錯誤而仍在錯誤施工的情況， 這將嚴(yán)重影響后續(xù)施工。 在頂推施工技術(shù)施工中，還必須保證混凝土鑄件的質(zhì)量，混凝土的質(zhì)量將直接決定橋梁施工的安全性。 不僅會影響路橋的施工，還會影響施工人員的安全。 最后，必須確保對模板的組裝進(jìn)行機(jī)械化處理， 以避免操作中不必要的錯誤影響后續(xù)的結(jié)構(gòu)。 需要在主梁的前端安裝導(dǎo)向梁，并且必須安裝鋼框架。 長度保持在推力的0.6～0.8 倍，剛度應(yīng)在1/9～1/15。連接方式應(yīng)牢固，提升力不得小于相關(guān)推力的兩倍。安裝頂推時，檢查安裝位置并測量軸和梁部分的高度。 在確認(rèn)符合要求后才能進(jìn)行下一階段的施工。在推進(jìn)過程中，必須做好引導(dǎo)和校正軸線高度的工作。

4 橋梁鋼箱梁頂推施工的技術(shù)要點(diǎn)

4.1 鋼箱梁頂推技術(shù)施工準(zhǔn)備階段要點(diǎn)

在蘇州漕湖橋鋼箱梁項目施工的準(zhǔn)備階段，施工人員必須根據(jù)起重設(shè)備連接系統(tǒng)回路， 并以自動方式調(diào)試設(shè)備， 以確保執(zhí)行器正常運(yùn)動。 在執(zhí)行調(diào)試工作時， 現(xiàn)場相關(guān)的施工人員必須通過主控制臺啟動泵站，并執(zhí)行氣缸縮回和膨脹操作，以驗(yàn)證操作狀態(tài)。同時，必須配置檢測設(shè)備的相關(guān)組件。 在完成了手動系統(tǒng)調(diào)試后，切換到自動模式，以檢測協(xié)調(diào)情況。 如果發(fā)現(xiàn)檢測異常，則應(yīng)及時進(jìn)行故障排除，直到正常協(xié)調(diào)所有系統(tǒng)為止。

4.2 鋼箱梁頂推施工要點(diǎn)分析

在試頂推階段， 施工人員應(yīng)首先對鋼箱梁以及頂推設(shè)備的電氣進(jìn)行檢查， 確認(rèn)無異常后再開展試頂推作業(yè)。 施工人員首先對泵站進(jìn)行調(diào)節(jié)， 并且需要加載40%壓力，以便現(xiàn)場開始頂推，直至頂推到爬行裝置的油缸無法推動。 在這個階段現(xiàn)場的施工人員應(yīng)對設(shè)備和機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行檢查， 通過相關(guān)的檢測正常后應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行加載運(yùn)行。 如在試頂推中出現(xiàn)移動異常的情況時，應(yīng)首先解除架約束，并在技術(shù)人員的指導(dǎo)下加載試驗(yàn)， 以確保施工現(xiàn)場頂推點(diǎn)能正常移位。 當(dāng)各頂推點(diǎn)能夠移動時，應(yīng)停止頂推作業(yè)，并對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查，檢查無異常后則可以繼續(xù)進(jìn)行頂推施工。 確認(rèn)試頂推正常后，即可正式開始橋梁頂推施工。 施工人員應(yīng)根據(jù)橋梁底部對各支座頂推進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。 同時要對各頂推點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時的跟蹤監(jiān)測。 在鋼箱梁的支撐結(jié)構(gòu)周圍有雜質(zhì)雜物時，要將及時清理干凈。

4.3 頂推施工控制技術(shù)

頂推施工可以采用自平衡頂推裝置，其在運(yùn)行中不會產(chǎn)生水平推力，這在一定程度上減少了對設(shè)備下部支架的影響。 同時進(jìn)行頂升鋼箱梁施工，并且還可以用于對梁頂推的水平位移進(jìn)行糾正。 在頂推施工中，施工技術(shù)人員應(yīng)選擇相對高精度油表進(jìn)行控制頂推力。 一旦在施工中有頂推力不平穩(wěn)或者結(jié)構(gòu)變形等情況出現(xiàn)時，要停止頂推作業(yè)，并根據(jù)相關(guān)的應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行技術(shù)故障排查。 在頂推過程中加強(qiáng)對頂升力相關(guān)參數(shù)變化的實(shí)時監(jiān)測，在對梁段進(jìn)行頂推時要控制準(zhǔn)確性，并應(yīng)在頂推的所有施工階段均控制到位的準(zhǔn)確性。

4.4 軸線控制技術(shù)要點(diǎn)

在橋梁鋼箱梁頂推技術(shù)的項目現(xiàn)場施工時，由于梁兩側(cè)可能存在頂推不同步，會對橋梁軸線產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致橋梁線形與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不一致。 施工人員要加強(qiáng)對頂推同步性的控制，提高千斤頂精度的能力， 同時要監(jiān)測軸線在頂推中的偏位情況，如果發(fā)現(xiàn)存在超過相關(guān)設(shè)計值，應(yīng)及時采取相應(yīng)的調(diào)整措施，保證軸線的準(zhǔn)確性。 在定位鋼箱梁施工時，要實(shí)時觀測軸線情況，并通過調(diào)整待安裝軸線以及各梁段的方式來控制軸線，以確保鋼箱梁線形與相關(guān)的設(shè)計線形一致[1]。

4.5 頂推同步技術(shù)要點(diǎn)

同步控制是頂推施工中的核心環(huán)節(jié)，施工人員需要采取調(diào)節(jié)千斤頂?shù)姆绞教岣攥F(xiàn)場頂推工作的一致性，防止結(jié)構(gòu)偏轉(zhuǎn)。施工人員可以在同一支撐架選擇一臺千斤頂設(shè)為主動點(diǎn)，根據(jù)伸缸速度控制隨動點(diǎn)千斤頂速度，以確保所有千斤頂誤差控制在設(shè)計允許的范圍內(nèi)。 如出現(xiàn)千斤頂伸缸速度不同步，施工人員可通過調(diào)節(jié)閥流量的方式進(jìn)行控制。 當(dāng)千斤頂位于不同支架上時，在確定主動點(diǎn)后，根據(jù)伸缸速度對軸線上其他支撐上的千斤頂速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)比例閥的方式保證千斤頂?shù)耐叫訹2]。

4.6 頂推糾偏控制技術(shù)

施工人員在頂推中應(yīng)通過全站儀對梁體中心線和墩位偏移情況進(jìn)行監(jiān)測，并通過側(cè)移液壓缸對滑移塊進(jìn)行側(cè)向調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對箱梁結(jié)構(gòu)位置的糾偏。 施工人員應(yīng)在頂推下進(jìn)行糾偏，且要連續(xù)觀測墩頂水平位移， 如發(fā)現(xiàn)在頂推中存在明顯位移時，要及時對荷載進(jìn)行調(diào)整[3]。

5 蘇州漕湖橋鋼箱梁施工技術(shù)控制措施

5.1 準(zhǔn)確檢查高度

在蘇州漕湖橋鋼箱梁施工項目施工中，結(jié)構(gòu)是控制線路高度的關(guān)鍵因素之一，鋼箱梁屬于大型的結(jié)構(gòu)體系。 因此高度控制在橋梁的施工中極為重要。 可以使橋梁的高程在給定的時間內(nèi)保持平衡。在路橋施工中，經(jīng)常會遇到彎曲的路面以及出現(xiàn)一些交叉點(diǎn)或者是與直線的不同的情況，相關(guān)的技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)場橋梁的公里數(shù)計算。 如果是用于單跨度等級要求相對較低及相關(guān)的流量較小的路段可以擴(kuò)大基礎(chǔ)。 如果是單跨較大等級要求較高，同時道路中車流量較大的橋梁時，必須要采取樁基加強(qiáng)公路路基的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，防止沉陷影響橋梁的標(biāo)高[4]。

5.2 加強(qiáng)壓力和溫度控制

在建設(shè)蘇州漕湖橋鋼箱梁施工項目中，鋼箱梁的推擠會在施工各個部分產(chǎn)生應(yīng)力，因?yàn)殇撓淞旱奈恢貌粩嘧兓?，在不斷變化的中每個部分都會出現(xiàn)負(fù)彎矩交替出現(xiàn)。 在此過程中，除了垂直壓力外，端部還必須承受水平推力。 因此，在鋼梁的頂推施工過程中，應(yīng)及時進(jìn)行鋼箱的監(jiān)測。 檢測橋梁大梁和關(guān)鍵部位的張力變化，掌握結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度狀態(tài)，需要確保受力設(shè)計在允許的范圍之內(nèi)。 確保實(shí)現(xiàn)并防止不均勻的力或錯誤導(dǎo)致安全事故。 其次，在鋼箱梁的施工過程中，溫度變化引起的側(cè)向撓度通常很嚴(yán)重，而鋼箱梁存在明顯的撓度，因此在現(xiàn)場的施工中，應(yīng)注意溫度條件。 如果工作在高溫下進(jìn)行，則有必要對鋼箱梁進(jìn)行相應(yīng)的冷卻處理，如果在寒冷的天氣下進(jìn)行施工，則必須進(jìn)行加熱以防止受到外部環(huán)境的影響[5]。

5.3 防止梁體偏移

在蘇州漕湖橋鋼箱梁施工項目過程中，如果橋梁的梁體發(fā)生了嚴(yán)重的偏移，會對整個橋梁的建筑施工帶來安全威脅，導(dǎo)致橋梁施工無法進(jìn)行，同時還會對施工現(xiàn)場和工作人員帶來安全隱患，造成建筑施工企業(yè)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，并且對企業(yè)形象造成負(fù)面影響。 為了防止梁體偏移，需要在頂推中設(shè)置偏位預(yù)警值， 當(dāng)偏位達(dá)到相關(guān)設(shè)定的預(yù)警值時，要立刻停止施工。 并根據(jù)實(shí)際情況完成糾偏工作，整改完后再繼續(xù)進(jìn)行施工。 在頂推中要實(shí)現(xiàn)施工的動態(tài)監(jiān)測，在鋼箱梁頂面設(shè)置中線偏移監(jiān)測點(diǎn)，在頂推的過程中要進(jìn)行項目現(xiàn)場的連續(xù)監(jiān)測，當(dāng)鋼箱梁吊裝平臺后，在梁底面縱板處標(biāo)線刻度1 cm，同時在墩內(nèi)側(cè)對應(yīng)腹板進(jìn)行標(biāo)記， 這樣能夠保證頂推中，設(shè)備的操作人員觀察兩側(cè)是否同步，并且在施工中可以及時發(fā)現(xiàn)鋼箱梁是否出現(xiàn)一定的偏移狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生異常情況時，需要進(jìn)行及時的糾正[6]。

5.4 橫向偏移的控制措施

5.4.1 偏移的規(guī)律

頂推施工中，應(yīng)對梁體進(jìn)行糾偏、避免產(chǎn)生橫向偏移。 橫向偏移隨著施工進(jìn)行而不斷累積，當(dāng)偏離中軸線過大時，會造成橋墩受力分布不均，局部應(yīng)力過大，頂推滑移困難，增加施工安全隱患。 糾偏工序通常耗時較長，頻繁糾偏將會在一定程度上影響施工工期。 糾偏閥值是指在保證受力安全的前提下，允許梁體產(chǎn)生偏移的最大值。 合理選擇值在較少糾偏次數(shù)前提下，保證結(jié)構(gòu)受力和安全。 綜合分析橫向偏移的規(guī)律，合理提出糾偏閥值[7]。

5.4.2 橫向糾偏裝置

糾偏裝置應(yīng)具有足夠承載力，應(yīng)承受糾偏中的荷載。 不同工程的糾偏存在一定差別，但橫向糾偏裝置可分為被動和主動兩種模式。 被動糾偏設(shè)置在梁兩側(cè)的反力架，其構(gòu)造與滑板基本一致。 梁體接觸的斜面光滑，梁體頂推時，利用楔形板的分力對梁體進(jìn)行糾偏。 主動糾偏裝置是當(dāng)梁體橫向偏移大時，需將梁體快速復(fù)位。 橫向千斤頂安裝于橋墩的鋼支架上，梁體偏移時，啟動一側(cè)的千斤頂強(qiáng)迫梁體移動。 平移頂推時缺乏支點(diǎn)，需搭設(shè)糾偏用的反力支架，施工后再將支架拆除。 在一些較小的橋梁工程中，為節(jié)約時間和成本進(jìn)行違規(guī)操作，將千斤頂橫向放置于梁體與蓋梁之間，如圖1 所示。 千斤頂頂推產(chǎn)生的荷載將產(chǎn)生不利的影響，存在開裂隱患[8]。

圖1 橫向千斤頂糾偏梁體

6 頂推施工同步控制

1）同步頂升過程。 通過控制泵站工作，完成頂升行程， 此時傳感器會反饋油缸的實(shí)際的工作過程，由控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)泵站比例閥，然后控制頂升的速度，實(shí)現(xiàn)設(shè)備同步頂升和脫離墊梁，為下次同步前進(jìn)準(zhǔn)備（如圖2 所示）。

圖2 同步頂升過程

2）同步前進(jìn)過程。 通過系統(tǒng)控制泵站的工作，平推過程的傳感器反饋油缸的行程，實(shí)時調(diào)節(jié)泵站的比例閥，控制前進(jìn)的速度，實(shí)現(xiàn)頂推同步前進(jìn)上限（如圖 3 所示）。

圖3 同步前進(jìn)過程

3） 同步下降過程。 頂升傳感器反饋油缸的過程，調(diào)節(jié)泵站比例閥，控制下降速度，實(shí)現(xiàn)頂推下降到墊梁上，使上部的滑移梁脫離，為后續(xù)的退步做準(zhǔn)備（如圖 4 所示）。

圖4 同步下降過程

4）全速后退過程。 頂推的上部結(jié)構(gòu)后退到初始狀態(tài)（如圖 5 所示）。

操作循環(huán)以的上動作，以完成鋼梁頂推到預(yù)定位置。

圖5 全速后退過程

7 結(jié)語

隨著我國橋梁工程建設(shè)的增加，鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工工藝也得到了廣泛的應(yīng)用，在我國鋼結(jié)構(gòu)橋梁應(yīng)用最為廣泛。 鋼箱梁頂推工藝的實(shí)踐，為今后橋梁的施工積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)不斷研究其施工技術(shù)，為其他橋梁頂推施工提供必要的參考。