桥梁顶推法施工技术运用分析

摘要：在桥梁施工中顶推法架粱施工是十分重要的架梁方式，适用于曲线桥梁、等截面直线桥梁或中等跨度的桥梁。结合工程实践经验论述了顶推法架粱的施工内容及其注意事项以及施工中的细节部分，为今后类似工程是施工与工程质量管理提供参考资料。

关键词：桥梁工程；顶推法；施工工艺；控制

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：

1 前言

顶推法(incremental launching method)多应用于预应力钢筋混凝土等截面连续梁桥和斜拉桥梁的施工。指的是梁体在桥头逐段浇筑或拼装，用千斤顶纵向顶推，使梁体通过各墩顶的临时滑动支座面就位的施工方法。顶推施工是在桥台的后方设置施工场地，分节段浇筑梁体，并用纵向预应力筋将浇筑节段与已完成的梁体连成整体，在梁体前安装长度为顶推跨径0．7倍左右的钢导梁，然后通过水平千斤顶施力，将梁体向前方顶推出施工场地。重复这些工序即可完成全部梁体施工。顶推法最早是1959年在奥地利的阿格尔桥上使用，其特点是：由于作业场所限定在一定范围内，可于作业场上方设置顶棚而使施工不受天气影响，全天候施工。连续梁的顶推跨径3O～50m最为经济有利，如果跨径大于此值，则需要临时墩等辅助手段。逐段顶推施工宜在等截面的预应力混凝土连续梁桥中使用，也可在组合梁和斜拉桥的主梁上使用。用推法施工，设备简单，施工平稳，噪声低，施工质量好，可在深谷和宽深河道上的桥梁、高架桥以及等曲率曲线桥、带有曲线的桥和坡桥上采用。

2 工程概况

某大桥主桥长71．76 m，宽25．85 m，跨长湖申航道，Ⅲ级，通航净高7．0 m；桥梁设计荷载为公路一I级，设计洪水频率为1／100，设计洪水位3．73 m。主桥上部采用71．76／13下承式钢管混凝土系杆拱，拱轴线形为二次抛物线，矢跨比1／5。拱肋断面为矩形，横向设置两片拱肋，拱肋高度为1．4 m，宽0．85 m，壁厚20 mm，钢材采用Q345C钢，钢管内灌注C50微膨胀混凝土。主桥为Q345C钢结构，系梁采用箱形截面，截面尺寸为高1．8 m，宽0．85 m；拱脚为多箱室箱形截面；设置27道横梁。由于受河道两侧交通运输条件制约，并不能影响水运航道的正常营运，为缩短该桥在长湖申上的施工周期，经过多方案比选，最终决定利用已浇筑好的引桥桥面系采用顶推施工法。

3桥梁架梁顶推方法与设备

3．1 顶推方法

顶推施工前，应根据主梁长度、设计顶推跨度、桥墩能承受的水平推力、顶推设备和滑动装置等条件，选择适宜的顶推方式。单点顶推：限用于顶推梁段长度较短、直线桥、桥墩可承受较大水平荷载、后座能提供足够的水力时，多数在箱梁两侧安设顶推千斤顶或拉杆牛腿。顶推的装置集中在主梁预制场附近的桥台或桥墩上，前方墩各支点上设置滑动支承。顶推时，滑块在不锈钢板上滑动，并在前方滑出，通过在滑道后方不断喂人滑块，带动梁身前进。多点顶推：在每个墩台上设置一对小吨位(400～800kN)的水平千斤顶，将集中的顶推力分散到各墩上。由于利用水平千斤顶传给墩台的反力来平衡梁体滑移时在桥墩上产生的摩阻力，从而使桥墩在顶推过程中承受较小的水平力，所以可以在柔性墩上采用多点顶推施工。同时，多点顶推所需的顶推设备吨位小，容易获得，顶推法施工的预应力混凝土连续梁桥较多地采用了多点顶推法。多点顶推法与单点顶推法相比较，其可以免去大规模的顶推设备，能有效地控制顶推梁的偏离，墩身受到的水平推力小，便于在柔性墩上采用。在弯桥采用多点顶推时，各墩施力均匀。

3．2 顶推设备：滑道千斤顶与油泵

滑道：如何减小摩阻力是顶推施工的关键技术问题。施工中通过在梁底、墩顶设置滑道的办法来解决。滑道用聚四氟乙烯板和镍钢板组成，滑移面的摩擦系数约为0．02～ O．04，顶推时，组合的聚四氟乙烯滑块在不锈钢板上滑动，并在前方滑出，通过在滑道后方不断喂入滑块，带动梁身前进。滑道常用临时支承，由光滑的不锈钢板与组合的聚四氟乙烯滑块组成，其中的滑块由四氟板与具有加劲钢板的橡胶块构成。临时支承搁置在混凝土临时垫块上，待主梁就位后拆除，再更换正式支座也可将滑道设置在永久支座上，但为避免顶推过程中支座损坏，应对支座进行必要的防护。千斤顶与油泵：顶推装置集中在主梁预制场附近的桥台或桥墩上，前方各支点上设置滑动支承。预推装置分为两种：一种是由水平千斤顶通过箱梁两侧的牵动钢杆给预制梁一个顶推力；另一种是由水平千斤顶与竖直千斤顶配和使用，顶推预制梁前进。在顶推设备方面一般较多采用拉杆式顶推方案，每个墩位上设置一对液压穿心式水平千斤顶，杆的前端通过锥楔块固定在水平顶活塞杆的头部，另一端使用特制的拉锚器、锚定板等连接器与箱梁连接，水平千斤顶固定在墩身特制的台座上，同时在梁位下设置滑板和滑块。当水平千斤顶施顶时，带动箱梁在滑道上向前滑动，保证各个千斤顶同时、同步施力是多点顶推施工的关键。

3．3 临时设施：包括导梁、临时墩导梁

导梁设置在主梁的前端，为等截面或变截面的钢桁梁或钢板梁，主梁前端装有预埋件与钢导梁栓接。导梁在外形上，底缘与箱梁底应处于同一平面，前端底缘呈向上圆弧形，以便于顶推时顺利通过桥墩。钢导梁的作用是减小顶推过程中梁的前端悬臂负弯矩。钢导粱的技术要求为钢导梁受力主要为正弯矩和剪力，负弯矩较小，其长度一般为顶推跨径O．6～0．7倍，较长的导梁可以减小主梁悬臂负弯矩，合理的导梁长度应使主梁最大悬臂负弯矩与使用状态支点负弯矩基本接近。导梁的刚度宜选主梁的1／9～ 1／5。在导梁的刚度满足稳定和强度的条件下，选用较小的刚度及变刚度的导梁。钢导梁要考虑动力系数，使结构有足够的安全储备。钢导梁与箱梁的连接措施为：将钢导梁的上、下T字板都埋入箱梁2m以上，相应的箱梁端设计了锚固钢导梁的异形段。钢导梁与箱梁之间张拉了精轧螺纹钢筋预应力筋。由于导梁在施工中正负弯矩反复出现，连接螺栓易松动，导梁与主梁连接处有变形或混凝土开裂，在顶推中每经历一次反复均须检查和重新拧紧。施工时要随时观测导梁的挠度。曲线桥顶推施工也可设置导梁，其导梁的平面线形沿呈圆曲线的切线方向；当曲线半径较小时，也可采用折线形导梁。临时墩：临时墩的作用与钢导梁相似，通过设置临时墩，减小顶推的标准跨径来减小梁顶推过程中交替变化的正、负弯矩。特别是当顶推跨径超过50m，或者顶推其他形式的桥梁，如斜拉桥、钢管系杆拱桥或连续刚构桥梁时采用。临时墩受力主要为梁体的垂直荷载和顶推水平摩阻力。同时要考虑顶推的启动和停止的惯性作用，要考虑施工期间通航和洪水杂物作用对临时墩的影响。临时墩要满足强度和刚度要求。要考虑临时墩的变形、受力和温度对顶推高程误差的影响。考虑临时墩拆除，恢复航道方案，这笔费用也要列入成本。

4 架梁顶推施工中的主要工艺措施

4．1 确定分段长度和预制场布置

顶推法制梁有两种方法：一种是在工厂制成预制块件，运送桥位连接后进行顶推；另一种是在梁轴线的预制场上连续预制逐段顶推。前者必须根据运输条件决定节段的长度和重量其中长度一般不超过5m，同时增加了接头工作，需要起重、运输设备。因此，以现场预制为宜。预制场是预制箱梁和顶推过渡的场地，包括主梁节段的浇筑平台和模板、钢筋和钢索的加工场地，混凝土搅拌站以及砂、石、水泥的推入和运输路线用地。预制场一般设在桥台后，长度需要有预制节段长的3倍以上。顶推过渡场地需要布置千斤顶和滑移装置，因此它又是主梁顶推的过渡孔。主梁节段预制完成后，要将节段向前顶推，空出浇筑平台继续浇筑下一节段。对于顶出的梁段要求顶推后无高程变化，梁的尾端不能产生转角，因此在到达主跨之前要设置过渡孔，并通过计算确定分孔和长度。

4．2 节段的预制工作

节段的预制对桥梁施工质量和施工速度起决定作用。由于预制工作固定在一个位置上进行周期性生产，所以完全可以仿照工厂预制桥梁的条件设临时厂房、吊车，使施工不受气候影响，减轻劳动强度，提高工效。箱梁模板由底模、侧模和内模组成。一般来说，采用顶推法施工多选用等截面，模板可以多次周转使用。因此宜使用钢模板，以保证预制梁尺寸的准确性。在施工上应采取一定的措施加快预制周期。目前国内外的预制梁段周期为7～15d。

4．3 落梁

落梁是将顶推到位的箱梁顶起来，拆除顶推临时滑道装置，安装永久支座，再将梁平稳地降落在支座上。拆除临时索，张拉预应力索，所有管道必须灌浆；复测桥墩位的高程，检查桩基是否有沉降，特别是摩阻桩基；清理桥墩盖梁平面，解除对梁体的约束；箱梁是长条形，采取分段落梁方案。例如，每次顶起3个桥墩(台)完成2个桥墩落梁，其中一个桥墩作为高差过渡，相邻两墩台顶高程(相对设计高程)差控制在lOmm以内。

5 结语

我国将要修建的各类桥梁中，中等跨度的多跨长箱梁桥占有相当的比例，而我国大型架梁吊装设备严重不足，所以顶推法是适合我国国情的一种较好的建桥方法，其发展前景是广阔的。