科技论坛 民营科技２０１６年第ｔ１２期 顶推技术在市政桥梁工程中的应用 姜贵元 （中铁八局集团昆明铁路建设有限公司，云南昆明６５００００） 摘要：以沈阳市南北快速干道工程桥梁工程ｌ￣７０ｍ简支顶推钢箱梁为实例，对顶推技术的原理、顶推施工工艺及过程控制进行 阐述，为今后类似工程施工和方案的制定提供参考和借鉴。 关键词：顶推技术；桥梁工程；应用 前言 设计梁底至轨面高差为９．６１ｍ，距接触网高度为３．５３ｍ，距离 随着城市的发展，市政道路交通状况需要快速的完善，大量 承力索为２．５９ｍ。顶推过程中设置滑靴，滑靴高度为０．８ｍ，故在顶 的城市桥梁也随之开始建设，在建设过程中难免要跨越主要交通 推过程中导梁和箱梁底面距离接触网高度为４．３３ｍ。导梁长度为 主干道、铁路及河流等，但施工过程中要保证交通及铁路运营的 ２７ｍ，１＃临时支墩（１９＃墩侧）与２＃临时支墩（沈吉铁路与新开河 正常进行。为此，桥梁跨越公路、铁路及河流采用悬臂现浇混凝土 之间）的距离为２７ｍ。 连续箱梁，但是悬臂现浇施工具有工期长、对桥下道路的运营安 ２顶推工艺原理 全风险大、占地面积大等特点，为缩短对运营道路影响使之最小 利用钢箱梁的可拼装性，在梁的下坡段设置的吊装平台上进 化，许多城市采用了顶推施工的施工工艺。 行钢箱梁的分段焊接，利用设置在拼台上的滑道、千斤顶及钢箱 钢箱梁顶推施工是在顶推侧搭设吊装平台、钢箱梁采用工厂 梁底部的滑靴，通过数控总台的集中控制将钢箱梁分段或整体 预制现场平台上拼装，在梁下及墩顶布设滑移轨道和滑靴，在顶 顶推到位，再对钢箱梁进行落梁，并拆除导梁、临时支墩及吊装 推段设置千斤顶，拼装一段顶推一段，直至顶推就位，再拆除临时 平台。 支墩和平台。 ３ 施工方案 １工程概况 ３．１临时支墩及吊装平台设置 拼装台座按直线布置，以６个或４个间隔式钢管临时支墩组 沈阳市南北快速干道工程（团结路至北二环）高架桥工程第 标段１８—２１＃墩原设计为５０＋８０＋５０ｍ悬臂现浇混凝土连续梁， 成。临时支墩用￣５２９ｘｌ２钢管搭设。 由于本工程工期为１年，工期紧，且铁路相关的施工配合协议及 钢管两侧在现场焊接法兰板，并用型钢对一组钢管连接成整 便于滑靴和爬行器的运行。临时墩之 施工许可证办理时间较长，经过多次的方案研讨后决定，变更为 体。在临时墩墩顶布置轨道，增加纵向刚度，传递顶推过程中产生的水平力。 ２ｘ５５ｍ现浇混凝土连续箱梁＋７０ｍ钢箱梁＋２ｘ５５ｍ现浇混凝土连 间用Ｈ型梁连接，一续箱梁。 Ｈ梁和临时墩可靠连接，用以克服顶推时产生的水平力。为减小 上跨沈吉铁路上行线、新北热电厂专用线及新开河采用７０ｍ 顶推过程中箱梁的悬臂长度，在墩跨之间适当位置设置临时支 简支钢箱梁，钢箱梁全宽１７．５ｍ，钢箱梁外形按曲线设计，单箱五 墩，以减小梁体顶推过程中交替变化的正负弯矩。２顶推滑道、滑块的设置 室。梁高（中心处）２．２９５ｍ，底板水平，横坡通过调整腹板高度形 ３．滑移轨道在整个滑移过程中起承重导向和径向限制构件水 成。钢箱梁顶板厚度为１６—３６ｍｍ，底板厚度为１６—３６ｍｍ，腹板厚 度为１６ｒａｍ。顶板、底板和腹板设置纵向加劲肋。横隔板标准间距 平位移的作用。由于滑移距离较长，滑移轨道需进行分段现场拼 为２ｍ，其间设置腹板竖向加劲肋。在横桥向支座内侧设置钢箱梁 接施工。为了能够在预定工期内开展并顺利地做好屋面的滑移工 所以在滑移之前，轨道现场安装的精度需予以保证。滑移轨道 限位块。钢箱梁重８４５ｔ。钢箱梁采用工厂预制，顶推法施工。全桥 作，共计分１２段，最大构件重９０ｔ。下部结构施工完后，安装支座钢箱 选用４３ｋｇ热轧钢轨，滑道设置在钢箱梁最外侧纵向勒板位置，减 梁顶推临时支架及滑移平台，在导梁未进入铁路接触网范围内， 小顶推过程中的变形。 顶推作业不需要天窗点，在进入工况２２一工况２６情况下进行天窗 在滑靴每个侧面设置２块加筋板（共四个侧面）滑靴横线留 有ｌＯｍｍ缝隙，留有的缝隙是为了保证在顶推过程中释放轨道上 请点作业。 ｝、１＃、６＃、１０＃ 实测沈吉铁路轨顶面至接触网导线高６．０８ｍ，接触网导线至 滑靴不同心产生内力。全桥共设置ｌ３对滑靴，其中０｝滑靴为刚性连接（不留缝隙，全部焊接），其余９对为铰接。 承力索高０．９４ｍ。 厂ｌｉ［ 隧 Ｌ 喇酗 ｝。 津 “ ” 捌 到茁ｌ ４０ＤＯ ！竖照童塞±照生曼塑 ｄ｝ ． ． ：、 ；１：Ｉ 赫 孵 一 』锄耐 如ｅ畦ｉＪ蝴 ｔ 瑟 Ｉ—邑— Ｕ 潢 移擗袋ｌ吏浆 ｌ霉 ， ￡ 础 ｌ 樽魂Ｆ ４蜘 ｛ ｌ ｆ ｛１ 鬲 滑移Ｉ拱装 絮Ｊ毒Ｌ ２●５０｛ Ⅲ 图１ 临时支架立面布置图 民营科技２０１６年第１２期 科技论坛 各点之间的同步控制是 通过调节平衡阀的流量来控 制爬行器的运行速度，保持被 顶推构件的各点同步运行，以 保持其空中姿态。 操作人员可在中央控制 室通过液压同步计算机控制 系统人机界面进行液压滑移 过程及相关数据的观察和 （或）控制指令的发布。 本方案中依据提升器及 泵源系统，配置一套ＹＴ２型 计算机同步控制及传感检查 系统。 ３．５顶推 手动操作顶推系统顶推 钢梁滑移启动后，转换至自动 运行模式，进行钢梁的自动连 续顶推。当顶推开始后，工人 将从滑道前端吐出的滑块，拿 图２爬行器工作示意图 ３．３导梁 到滑道后端重新喂人，必须保 证相邻两块滑块问间隙小于 １０ｃｍ。自动顶推过程中，应注意记录顶推过程中的油压最大、最小 导梁长度为顶推跨度的０．６～０．７倍，刚度为主梁刚度的１／５～ 值。顶推过程中必须保证２台千斤顶同时作业。顶推过程中，每个 １／９，导粱节段之间采用高强螺栓连接，导梁与钢箱梁端部采用 墩顶滑道位置安排２－３人更换滑块及纠偏工作，在新放人的滑块 焊接。本桥因设置了临时支墩，最大顶推跨度为４５ｍ（２＃支墩与 均匀涂抹黄油。 ２０＃墩之间，两墩之间为新开河），导梁长度采用２７ｍ。 顶推快到主墩时，在主墩顶各安排５～７人，做好导梁上墩和 ３．４顶推设置安装及调试 纠偏准备。导梁上墩时用千斤顶往上顶前导以梁辅助上墩。由于 ３．４．１顶推设备及控制平台 此时导梁下挠，待导梁接近临时墩下滑道时，停止行走。用两台 根据计算，本工程采用２台１ ０００ｋＮ液压千斤顶进行顶推施 ２５０ｔ千斤顶，在导梁鼻梁下方支顶，千斤顶上设置滑块，将千斤顶 工，同时准备两台进行备用。该顶推设备千斤顶前段与滑靴铰接， 后部与爬行器铰接（爬行器为轨道式锁紧器，支座反力由爬行器 锁紧轨道提供）。顶推过程中滑靴均设置在腹板于横隔板交汇节 点处，该处强度最大，经过计算，局部节点进行补强后完全可以满 足顶推时的强度变形要求。 本工程中采用ＴＪＧ一１０００型液压爬行器，单台额定顶推力 １０００ｋＮ。取滑动静摩擦系数０．１，结合滑移区段进行爬行器配置。 考虑现场设备倒运时间，为方便连续施工，本工程拟布置２ 套设备交替施工。 ３．４．２泵源系统 液压泵源系统为爬行器提供液压动力，在各种液压阀的控制 起高至上滑道面高于下滑道面时，锁定千斤顶。继续顶推使导梁 滑移到滑道上，停止前进，卸掉千斤顶，然后继续顶推。 在钢梁顶推快到设计位置后，需加强线型监控，并指挥钢梁 横向纠偏和纵向距离。钢梁顶推到位后，停止顶推，经检验合格后 关闭全部电源和供油阀。用４个５ｔ手拉葫芦将钢梁锚固在临时墩 和桥墩上，另外在滑道的下坡楔进木楔，防止钢梁向后滑动。 ３．６安装支座和落梁就位 按设计要求各支点相对高差不超过１０ｒａｍ，循环落梁，直到落 到设计标高，支座完全受力。每个桥墩每次下落按１０ｍｍ进行控 制。严格遵守千斤顶技术规则，起重不超过起重能力，每次起高量 不超过活塞高度的四分之 。操作时统一指挥，统一行动。在落梁 下完成相应动作。在不同的工程使用中，由于顶推点的布置和爬 过程中要使梁的脱空距离保持在１ ５ＩＩ１ｍ内，严禁两支点同时落梁， 行器的安排都不尽相同，为了提高液压设备的通用性和可靠性， 通过控制进油压力来确保同一支点２台干斤顶受力均匀，且控制 泵源液压系统的设计采用了模块化结构。根据顶推点的布置以及 落梁速度，缓慢均匀下落。随同千斤顶顶升、回缩和落梁垫块的拆 爬行器数量和泵源流量，可进行多个模块的组合，每一套模块以 除进行随时测量，确保梁底高差控制在设计范同内。 套泵源系统为核心，可独立控制一组液压爬行器，同时可用比 结束语 一例阀块箱进行多吊点扩展，以满足实际Ｔ程的需要。 本桥顶推自开始第一段拼装至最后一段顶推到位累计４２ 为满足滑移速度要求，每台泵站控制两台ＴＪＧ一１０００型液压 天，顶推过程中对桥梁轴线偏移和临时支墩、主梁及导梁应力变 爬行器，滑移速度可达４～６ｎｄｈ。 形进行监控测量，根据第三方监测单位监测结果 示各项指标均 ３．４．３控制系统 满足规范要求。在顶推前要对焊缝进行无损检测，确保焊缝质量。 液压同步顶推施工技术采用行程及位移传感监测和计算机 顶推前必须与铁路相关部门签订好相应的安全协议及制定详细 控制，通过数据反馈和控制指令传递，可全自动实现同步动作、负 可行的紧急预案，确保施工过程中的绝对安全。 载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等 参考文献 多种功能。同步控制系统由动力控制系统、功率驱动系统、计算机 ｆ１１ ＪＴＧ／Ｔ Ｆ５０—２０１ １ 公路桥涵施工技术规范 ． 控制系统等组成。主要完成以下两个控制功能： ｆ２１ Ｃ＿ＪＪ２—２００８城市桥梁＿ｙ－程施工与质量验收规范ｆＳ１ ．３１马华茂，张丽君．京山桥铜箱梁顶推施工技术ｆＪ１．铁道标准设计， 集群爬行器作业时的动作协调控制。工作中，每台爬行器都 『２００８（５）：５２—５３． 必须在计算机的控制下协调动作，为同步创造条件。