预应力连续梁桥的顶推法施工研究

摘要：预应力连续梁桥的施工方法有很多种，其中顶推法施工设备简单，施工安全，需用的劳动力少，桥下不需支架，对气候适应性强，而且在纵坡上和平曲线上均适用，是较好的桥梁架设方法之一。本文对预应力连续梁桥的顶推法施工技术进行了探讨。

关键词：桥梁；顶推法；施工

随着桥梁结构的发展，对施工方法提出了各种不同的要求，施工技术的发展对桥梁的跨径和桥梁的纵、横截面形式等方面起着重要的作用。预应力混凝土连续梁的顶推法施工，实质是钢桥拖拉架设法在预应力混凝土桥中的具体运用和发展，它以千斤顶为顶进动力，采用摩擦系数很小的滑移材料为梁的支垫进行桥梁安装的方法。顶推法的施工原理是沿桥的纵轴方向的桥台后面(不方便时可另设场地)，分节段预制混凝土梁身，并用纵向预应力筋连成整体，然后通过水平液压千斤顶施力，借助不锈钢板和聚四氟乙烯模压板特制的滑动装置，将梁逐段向对岸顶进，就位后落架，更换正式支座完成桥梁施工。

这种方法的工艺程序根据预制场地的不同一般分为两种：一种是在桥一端或两端(桥纵轴线上)的引道上(或引桥或刚性好的临时支架)预制梁段；另一种是在桥纵轴线外预制短的梁段，再移运到纵轴线上分段拼装，施加预应力，然后顶推。

1 关于预制的场地

在桥台后面的引道(引桥)或刚性好的临时支架上设置预制场，它是预制箱梁和顶推过渡的场地，其长度一般为两倍预制梁段长度加2m，宽度为桥梁宽度加2×2.5m。预制场地上空宜搭设固定或活动的作业棚，其长度应大于2倍的预制梁段长度，这样主要是为了使梁段预制作业不受天气变化(顶推法也适用于高寒地区施工)的影响及便于混凝土的养护。为了加快施工进度，可在桥两端均设预制场地，从两端相对顶推；但这样不但施工人员和各项设备均需加倍，而且在两端合拢时施工顶推也比较麻烦。

2 梁段预制及其养护

顶推预应力主梁一般采用箱梁，可根据现场的实际情况，采用全断面整段浇筑或将梁段底板与腹板、顶板分开在前后邻接的台座上分次浇筑(此时预制场地要相应加长)。主梁的节段长度的划分主要考虑段间的连接处不要设在连续受力最大的支点与跨中截面，同时要考虑加工制作容易，一般尽量少分段以缩短工期。一般梁段的长度在10～30m提高范围内。预制用的模板是一项很重要的工作，预制的块件要求精确的截面尺寸，底面要平整，梁段端部要垂直以利装配，另外还要注意力筋管道的位置要准确。组织强大振捣、大型模板安装和提高施工机械化程度，不但能使块件预制质量高，而且还能提高施工速度。预应力混凝土箱梁的顶推周期若采用加早强剂并蒸汽养护(养护时间在2天左右)一般约需10天，否则要延长。

3 梁段施加预应力

顶推安装的预应力混凝土连续梁，在顶推过程中各截面要多次承受交替变化的正负弯矩，相应梁段中的预应力索有些是从顶推开始到连续梁就位都必须具有永久索，有些是在顶推过程中所必须的，但到连续梁顶推就位后须拆除的临时索，还有些是为了减少在顶推过程中产生的过大的反向弯矩，适当地减少张拉索数，等到全梁顶推就位后再按需要补充张拉的补充索，这三种预应力索都必须按设计规定进行穿束张拉或拆除，不得随意增减或漏掉。按照顶推需要每预制接长一段梁，必须在顶板、底板张拉设计规定的预应力索后，才可以继续顶推。对通长的永久索，应在两梁段间留出适当空间用特制的预应力筋连接器予以连接，张拉以后，再用混凝土填塞。

4 梁段顶推

为了减少在顶推时产生的内力以节省临时预应力索，应从减少顶推梁的悬臂弯矩入手。常用的方法有：（1）主梁前端设导梁，它是等截面或变截面的钢桁梁或钢板梁，且以刚度大变形小的钢板梁为好，其长度一般为顶推跨径的0.6～0.8倍，刚度为主粱刚度的1/9～1/15，过大或过小都将增加主梁顶推时的内力。导梁最好采用从根部至前端为变刚度或分段变刚度的。导梁的结构需通过计算，从受力状态分析，导梁的控制内力是导梁与箱梁连接处的最大正负弯矩和下弦杆(或下缘)承受的最大支点反力。（2）跨中设临时墩，临时墩可以减少主梁的顶推跨径，从而减少顶推时最大正负弯矩和它所产生的主梁截面应力。临时墩应能承受顶推最大荷载不致发生不能容许的沉陷，和承受顶推时的最大水平摩阻力时不致发生不能容许的水平位移。在有通航要求的河流中要防止船只的冲撞，同时除了要考虑水流的冲力外，也不能忽视流水的撞击。（3）在桥墩旁顺桥向设临时撑架，用以减小顶推跨径和梁的受力：但必须注意导梁的前端滑移到撑架时，将增加桥墩的偏心受荷弯矩。临时撑架多用于水上施工，施工完毕构件大多全部拆除，但也有的桥梁在施工后把撑架和主梁连成整体，形成连续撑架桥。（4）主梁前端设临时塔架，以斜缆索系于梁上加固，以减少悬臂弯矩。此外也可以把以上方法综合运用。

顶推时根据顶推的施力方法分为单点顶推和多点顶推；根据水平力的施加方式又分为水平-竖直千斤顶法和拉杆千斤顶法；根据顶推的方向分为单向和双向顶推。以上几种分类方式联用，可以有多种顶推方式，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，选择适当的顶推方式。顶推水平力是由水平千斤顶和竖向千斤顶交互使用而产生时称为水平-竖直千斤顶法；顶推水平力是由固定在墩台上的水平张拉千斤顶通过张拉锚碇在主梁上的拉杆而使主梁前进的，称为拉杆千斤顶法。单点顶推是顶推装置集中设置在主梁预制场靠近的桥台或桥墩上，前方墩各支点上设置滑动支承。单点顶推装置又分为两种，一种是由水平千斤顶通过沿箱梁两侧的牵动钢拉杆给预制梁一个顶推力；另一种则是由水平千斤顶与竖直千斤顶连用，即单点水平-竖直千斤顶法。

对于特别长的多联多跨桥梁也可以用多点顶推的方式使每联单独顶推就位。它是在每个墩台上设置一对小吨位的水平千斤顶，将集中的顶推力分散到各墩上，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产生的摩阻力。多点顶推法又分为多点水平-竖直千斤顶法和多点拉杆水平千斤顶法，其实只要将单点顶推法中的两种方法所用机具分散布置到每个墩台上即得到对应的两种多点顶推法，多点顶推法的这两种方法的顶推程序与单点顶推基本相同，但要注意多点顶推法中的同步运行问题，因为顶推水平力是分散在各桥墩上，一般均需通过中心控制各千斤顶的出力等级，保证同时起动、同步前进、同时停止和同时换向。所谓同步包括桥墩左右两套顶推设备的同步运行和各个墩的顶推设备纵向同步运行。用千斤顶在各支点处将梁顶起，拆除滑动支座的滑道钢板，安装正式支座落梁就位。

参考文献

[1]陈继光.顶推法施工关键工艺改进[J].筑路机械与施工机械化.2008(03)

[2]田仲初,张华平.顶推施工中导梁的合理配置[J].世界桥梁.2005(04)