高架桥钢箱梁施工工艺探讨

摘要：本文结合某某高架桥工程，对高架桥钢箱梁施工工艺进行了详细分析和探讨，具有较强的操作性和价值。

关键词：高架桥钢箱梁；施工工艺；顶推施工

中图分类号：TU71 文献标识码： A

1、某某高架桥桥主桥工程概况

高架桥共 16 联，三跨连续梁组成，1~5 联和 7~16 联均为三孔 25m+25m+25m预应力混凝土连续梁组成，第 6 联为中跨钢箱梁长 201.2m（含钢混结合段长度），在钢箱梁与预应力混凝土箱梁相交位置放置 2m 长的钢混结合段。根据构造、运输及施工架设的需要，中跨钢箱梁划分为 A、B 和钢-混结合段共 3 种梁段。三跨连续钢箱梁。其中直线梁二联，曲线梁 14 联，桥全长 1540.8m。梁体横截面为单箱室截面，箱梁高 2.4m。桥墩采用矩形双柱墩，按受力情况分固定墩（盆式固定橡胶支座），非制动墩（盆式横向固定、纵向活动橡胶支座）和联间墩（四氟板式橡胶支座）。墩身高 4m 及 4m 以上时，墩顶设一道系梁。基础采用 D=1.0m钻孔桩，桩长 25-32m，承台高 1.8m。某某高架桥主桥钢箱梁跨越城市四环路，跨径采用钢箱梁 45m-55m-45m 一联施工，高 2.4m，单幅宽度 14m，钢箱梁采用全焊扁平结构，全桥钢箱梁重量约 1420t，钢箱梁面积 2030m2，平均 700kg/m2。

2、箱梁顶推准备工作

按照城市标准设置防撞安全护栏，作好道路的疏散与导行工作,保证行驶车辆的绝对安全。滑道及侧限滑道及侧限是箱梁平稳安全滑移的保证。顶推牵引动力装置顶推牵引装置是 ZL 系列自动连续顶推系统，由一套主控系统，若干套泵站系统及所对应若干套千斤顶系统等小系统构成。顶推牵引动力装置顶推牵引装置是 ZL 系列自动连续顶推系统，由一套主控系统，若干套泵站系统及所对应若干套千斤顶系统等小系统构成。

3、临时墩及焊接支架设计与施工

临时墩除满足钢箱梁拼装平台外，还要兼作对钢箱梁实施空间曲线顶推之用。因此，在设计临时墩时，既要考虑其能承受顶推时的最大竖向荷载和最大水平力，又要考虑满足钢箱梁在顶推过程中沿同半径平面圆曲线和同曲率凸形竖曲线轨迹前进要求。同时，还要考虑顶梁千斤顶安放位置、横向限位装置，以及施焊及接送滑板人员的工作平台等因素。

4、滑动和导向装置

滑动装置主要由下滑道、上滑道组成。

（1）滑道位置

顶推滑道设置在腹板下方的底板附近，并对腹板下部设三角形加劲肋，同时在顶推滑道中心位置沿纵通长设 80cm 的高肋板进行加强，以防止钢箱梁的变形。

（2）下滑道

A、下滑道由滑道梁，下滑板组成。滑道梁为 2 根 30b 槽钢，下滑道有效长度2.0m，宽度 0.3cm。

B、在每侧滑道梁的两旁设有吊篮，吊篮内均安放 100t 备用液压千斤顶。

C、下滑板由 5 块 500×500×20mm 钢板组成，每块钢面外包 1mm 厚不锈钢板。

（3）上滑块

上滑块为一面贴聚四氟乙烯、内部设两层钢板的橡胶板，其规格为400×200×20mm。下滑板和上滑板共同组成顶推摩擦组合，在顶推千斤顶的作用下，共同实施钢箱梁的顶推前进。

5、顶推施工方案设计

（1）顶推安装平台

在顶推安装平台两侧设一台龙门吊机，用于钢箱梁起吊、纵移、拼装。龙门吊轨道基础应填实预压。在靠近支架附近空地设置一条存梁台座，台座基础为混凝土条形基础，上铺枕木以支垫钢箱梁。根据施工场地实际情况考虑横移平台。钢箱梁横移至龙门吊范围后即吊入安装平台，或暂时存放在存梁台座上。

（2）临时墩

A、临时墩与城市主干道关系

由于主桥中跨钢箱梁跨越城市主干道，钢箱梁底 1#～6#临时墩均位于主干道行车范围。临时墩布置主要考虑城市主干道限界要求。

①1、6#临时墩位于股道范围外；

②临时墩跨径布置为：20m+60.5m+33m+50m+30.5m，1～3#临时墩间跨度变化较大，导致钢箱梁施工过程受力更不利。2#墩顶推施工完毕后拆除；③3#墩位于容整所股道与近期股道之间，5#墩位于远期股道，不影响近期股道运营；

④4#临时墩位于改造站台，墩位尽量往小里程方向布置，大里程方向预留3.5m 宽度供行人通过。

B、临时墩墩身

沿主桥轴线方向布置 1～6#临时墩，跨径为 20m+60.5m+33m+50m+30.5m。单组临时墩由 8 根 920×14mm 钢管组成，墩顶设置临时墩施工平台，布置千斤顶、滑道和限位装置。临时墩沿桥梁轴线平行方向宽度≤4.6m，沿桥梁轴线垂直方向宽度≤14.6m。单组临时墩顶推施工过程中所承受的最大竖向反力≤10056KN。顶推完毕后，考虑原 2#临时墩拆除，原 3#临时墩所承受的最大竖向反力为≤10561KN。墩顶水平力按摩擦系数 0.05 考虑。

C、临时墩基础

临时墩底横向布置两个分离的平台，尺寸为 4.6×4.6×2.0m，承台底各对称布置 4 根 1.2m 钻孔灌注桩。

①6#临时墩位于股道范围外，3#墩位于容整所股道与近期股道之间，承台顶面标高稍低与承台附近站场地面标高；

②4#临时墩位于改造站台，承台顶面标高稍低于承台附近站台顶面标高；

③2#墩占用容整所 D13 道，临时墩墩身顶推施工完毕后拆除，为了减少临时墩结构拆除时间、降低对铁路营运影响，承台和桩基考虑不拆除，承台顶面标高位于 D13 股道路基顶面 1.5m 以下，同时应保证承台顶面后填路基与附近路基密实度一致；

④5#墩位于远期股道，不影响近期股道运营，承台顶面标高设置原则可与 2#墩一致，也可以考虑施工完毕后拆除承台和桩基，根据实际情况确定。

（3）钢箱梁运输和安装

钢箱梁在工厂按设计预拱度整节制造，制造完成后公路运输至现场。用龙门吊将钢箱梁吊至拼装台座预定位置，对各梁段进行纵向连接作业，箱梁腹板和底板部位通过高强螺栓进行栓接，顶板部位进行焊接，连接过程注意控制箱梁线形。

（4）钢导梁

顶推钢导梁可采用变截面钢桁架梁，由两条主桁加连接杆组成。长 30m，控制重量为 80t，与钢箱梁用高强螺栓连接，接头处拼接板、填板及接头两端板面均需要做表面处理，使得其抗滑系数不小于 0.5，导梁接头范围内的钢箱梁 U 肋、纵隔板的加劲肋暂时不焊接连接，在钢箱梁顶推到位导梁拆除后在现场焊接。钢导梁共分 3 节，每节间用普通螺栓，以便制造和拼装拆除。应保证导梁到达临时墩横向两个墩顶时同时受力。钢导梁在工厂分单元制造并运输至工地，在工地进行拼装。

（5）滑道和横向限位装置

在安装平台顶和临时墩定均布置滑道。临时墩滑道为两条钢垫梁，中心距10m。滑道前后端均设置成向下的弧线，以便喂滑板。滑道中心为钢箱梁纵向隔板中心。箱型钢垫梁顶板上设四氟板滑动面，箱形钢垫梁与临时墩滑道纵向分配梁栓接。

滑道顶即钢垫梁顶敷设不锈钢板，其上铺四氟复合板，每块四氟复合板为 500×1100×15mm，由薄钢板夹硬橡胶板与底层四氟乙烯板组成，顶推时复合板与钢箱梁相对静止，钢箱梁带着复合板在不锈钢板上滑动，通过不断在摩擦面间喂塞复合板，使钢箱梁顺利滑移。滑道面可涂硅脂，以减小摩擦系数。滑道底需要设临时起顶装置，当发现临时墩有沉降时需要临时起顶到设计位置。由于钢箱梁底 2～5#临时墩横向左右两侧跨度不一致，顶推过程中同一个临时墩顶横向两侧水平力不一致。为防止钢箱梁在顶推过程中横向出现较大的偏位，在安装平台顶和临时墩顶均布置侧向限位导向滑轮和横向水平千斤顶。当钢箱梁顶推过程中出现较大偏位时，立即用一对横向水平千斤顶进行纠偏。

（6）防护措施

4#～5#临时墩间钢箱梁跨越多条电气化既有运营线路，为防电和防止顶推施工过程杂物掉落，在梁底布置防护棚。防护棚在安装钢箱梁人行道、风嘴和进行桥面施工时也可以起到防护作用。

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