摘要：某特大桥32m槽型梁上跨既有铁路线，与既有铁路线56°斜交。采用常规顶推结构，左右两侧滑道梁跨度布置不同，造成滑道梁变形不同步，顶推槽型梁安全性得不到保证。经过研究，将顶推结构在常规顶推结构基础上进行调整，将前半段顶推结构左右两道滑道梁合并为一道整体滑道梁，解决了左右两道滑道梁在顶推过程中因跨度不同而造成的变形不同步问题，顶推结构安全可靠。
关键词：顶推结构；斜交上跨；跨既有线；三点顶推；变形同步
0引言
伴随着我们国家经济的发展，国内的基础建设事业在飞速的推进。现在已建成的桥梁数以万计，基础设施越来越完善。同时我国的桥梁施工技术也取得了良好的发展，就目前的实际情况而言，新建工程与既有线路之间的上跨下穿施工越来越多。在解决此类工程问题中，顶推法就是其中一种重要的桥梁施工技术。顶推法同其他桥梁施工技术一样，也有着自身的适用范围，在其适用范围之内顶推法具有不可替代的优势。顶推结构的设计越来越需要根据项目实际问题进行创新。在进行桥梁工程施工的过程中，必须要结合桥梁工程的实际情况，合理地对顶推结构进行改进，使得顶推法的价值能够得到充分地发挥，为提升工程质量提供更有效的保障。
1工程概况
长白铁路右线跨京哈铁路特大桥，2#～3#墩纵跨京哈铁路线，夹角为56°，受净空及线路的影响，设计为1-32m混凝土槽型梁。
根据图纸设计32m槽型梁先在3#-4#墩范围现浇，然后向2#墩顶推。槽型梁架设分为现浇和顶推及落梁三个阶段。
现浇阶段：槽型梁荷载为均布荷载，底模采用12mm厚竹胶板，竹胶板下纵向铺设10cm×10cm方木，方木间距底板下20cm、腹板下10cm。方木下方设置横向分配梁I25b，间距1m；横向分配梁下纵向设置2HN500型钢垫梁，垫梁下设置[]32垫块，间距5524mm；垫块下为顶推滑梁，滑梁坐落于临时墩及2#、3#墩上方，临时墩下设置直径1.5m混凝土桩。
顶推阶段：当现浇槽型梁达到设计强度后，拆除模板，准备顶推施工。顶推采取三点滑移，2#-3#墩段设置两道滑梁，间距146cm，3#-4#墩设置两道滑梁，间距640cm；前端一个滑块设置于梁端横梁下方，后端横梁下设置两个滑块，滑块中心位置均与滑梁中心重合。顶推过程中每道滑梁受间距31.67m的两个集中荷载，计算以移动荷载加载。
落梁阶段：槽型梁顶推至设计位置时，安装横梁两侧限位挡块，然后开始落梁，落梁采用单个千斤顶和临时支墩与轨排及钢板交替落梁，依次将槽型梁落至设计标高，完成槽型梁架设。
2 常规四点顶推结构存在问题
顶推法就是借助于千斤顶推动梁体的一种施工工艺，一般有单点顶推和多点顶推两种方式。在桥梁施工过程中，通过对顶推法加以应用，能够使得桥梁上部结构施工活动不对其下方的交通造成影响，所以顶推结构的设计对于顶推能否安全顺利的进行起着至关重要的作用。常规顶推结构共设置两道滑道梁，左右两侧槽型梁腹板下各一道，槽型梁前后两端设置四个支点。支架结构平面布置图如图1：
图1 常规四点顶推结构平面布置图 图2 常规四点顶推结构立面布置图
采用有限元软件计算，施加槽型梁顶推移动荷载，结果如下：
图3 结构弯曲应力图 图4 结构剪切应力图 图5 滑道梁变形图
根据计算结果得出如下结论：①、结构强度及稳定性满足规范要求；②、在斜交跨处，由于左右滑道梁跨度不同，导致两侧变形相差29mm，槽型梁在顶推过程中滑道梁两侧变形不同步；③、支架结构临时支墩增多，经济性较差。
所以，常规结构不能满足槽型梁斜交顶推的技术要求。需要寻找一种合理的结构布置可以既能克服滑移过程中两根滑道梁变形不同步增加的风险，又可以减少临时结构材料用量。
3解决方法
经过研究及计算，提出如下解决方法：a、顶推采用三点顶推法代替四点顶推法，将滑道梁在2#-3#跨合并为一道滑道梁，3#-4#设置两道滑道梁；b、在槽型梁梁端下部增设横向分配梁，解决槽型梁前端单点受力对槽型梁结构本身的影响。
图6 三点顶推结构布置图 图7 三点式顶推槽型梁前端布置图
3.1 三点顶推结构强度计算
图8 结构弯曲应力图 图9 结构剪切应力图 图10 滑道梁变形图
根据计算结果得出如下结论：①、结构强度及稳定性满足规范要求；②、在斜交跨处，滑道梁变形不同步问题得到解决，滑道梁变形左右两道均为31mm，槽型梁在滑移过程中左右滑道梁变形同步；③、减少了两个临时支墩，减轻结构自重，提高了结构的安全经济性能。
3.2 三点顶推结构抗倾覆稳定性验算
槽型梁顶推过程中最不利工况为：顶推前支点在2#-3#跨范围内，后支点在3#-4#跨范围内。此时槽型梁共三点支撑，前端一个支点，后端左右滑道梁各一个支点。梁体在顶推滑移过程中的抗倾覆计算时将梁体下方支撑简化为三点受力模型，单侧腹板重量N1=1825.22kN，底板重量N2=2009.56kN，分别计算倾覆力矩和抗倾覆弯矩。
M倾=1673.12×1.65+418.7×1.0=3179.35kN.m
M稳=1825.22×5.06+1590.86×2.52+152.1×0.19=13273.48kN.m
考虑风荷载引起的倾覆力矩M风倾=1.0×1.23×0.4×1.0×94.54×1.6=74.42 kN.m
则不考虑风荷载情况下稳定性安全系数k1= M稳/ M倾=4.17
考虑风荷载情况下稳定性安全系数k2= M稳/（M风倾+M倾）=4.07
稳定性安全系数max[k1，k2]＞1.5，满足要求。
4 结语
随着全国基建工程的增多，国内新建工程与既有线路的上跨施工也会越来越多，常规四点顶推结构对于斜交上跨工程已经不能满足安全经济性要求。三点顶推结构将顶推槽型梁斜交上跨既有线段左右两道滑道梁合并一起，前支点由两个支点减少为一个支点，解决了斜交上跨左右滑道梁跨度不同，造成的顶推过程变形不同步问题；槽型梁前端下部增设横向分配梁，利用横向分配梁将槽型梁荷载传递至前支点；横向分配梁与槽型梁两端腹板位置设置垫板，底板部分中间留2cm空隙，解决了槽型梁底板不能做支点的问题。综合考虑，此结构可为新建工程斜交上跨既有线工程施工提供较大参考价值，不仅解决了左右跨滑道梁变形不同步问题，还提高了施工的安全经济性能。
参考文献：
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[2]TB10110-2011，铁道部铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程[S].北京：中国铁道出版社.
[3]赵小龙.顶推法在桥梁施工中的应用[J].山西建筑.2018，44（4）.
作者简介：郭能（1986--），男，大学本科，工程师，主要从事临时设施的结构设计。
论文作者:郭能,景兆德,李小兔,高攀
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/26
标签：滑道论文; 结构论文; 荷载论文; 三点论文; 支点论文; 两道论文; 过程中论文; 《基层建设》2019年第3期论文;