摘要：兰州深安黄河大桥地理位置特殊，所处黄河流域水位较高，且水流湍急，河床结构复杂，以板结卵石居多，对钢管结构成桩施工极为不利，而对钢结构主桥桥位设计施工更为困难，桥位采用少支架法拼装，施工难度较大。为确保工程安全顺利展开，减轻河道因施工带来的不良影响，建设者们创新整体顶推方案设计，成为跨河大桥应用多点式步履滑移工艺的典型范例。文章结合该工程钢箱主桥梁的施工情况，重点围绕顶推技术与监理工作做出几点粗浅的探讨。
关键词：钢构箱梁施工；顶推技术；施工监理；探讨研究
随着跨河大跨径钢桥梁技术的全面普及，愈来愈多钢箱结构梁被广泛应用于主桥跨接当中，尤其对于黄河领域两岸跨度巨大，推出千斤步履式顶推工艺，实现4500吨钢箱主桥梁整体顶推，不失为桥梁建筑史上的成功典范。因此，围绕顶推工艺与监理技术解读兰州深安大桥建设工程，更具代志性，其里程碑式的历史意义更见深远。
一、深安黄河大桥工程基本情况
（一）创新顶推工艺高标准。兰州深安黄河大桥位于城市路网骨干地段，主桥宽度36.5m，双向六车道，主拱跨径153m，外倾10°，立面矢高37.669m，16条各向匝道有序伸展，一起舞动出“蝶影翩翩”的美丽场景。其中主墩被设计者精心打造成V型墩，采用大口径机械钻孔灌注基础桩，主梁为叠合式钢-砼结构梁，其加劲梁则通过箱型横断面技术的应用，进一步强化了整体稳定性。桥梁连接以索面状整体布置，共17对遥相互应的主体吊杆依次排开，且呈张拉之势共同描绘令人赏心悦目的壮观景象。主拱肋以钢箱作承重截面，副拱肋承重则通过圆形稳定的管截面来完成，使得重达4500吨的主桥，绽放婀娜多姿的轻盈身影。
（二）成就地方发展大动脉。深安黄河大桥作为兰州市向北拓展城市空间的支撑点，深安大桥的建设，不仅系统串联起南岸西固特色工业区与安宁的交通枢纽，而且在川流不息奔涌中逐渐成长为扶持兰州经济发展的主动脉，愈以彰显出无可替代的主力军作用。该桥人车分流的极致设计，使得交通更便捷，通行舒适度大增，景观参与度攀升。
二、三步创新：深安黄河大桥顶推工艺技术品鉴
（一）顶推设备技术创新。该工程钢结构主桥的顶推工艺，得宜于上海同济大学对顶推设备的精心打造，该设备集顶升、纵向平移以及横向调整多项功能于一身，使桥体既实现竖向顶举，又可形成横桥向及顺桥向的调整位移，从而对桥体线型与坡度做出系统保障，该顶推设备在于油缸驱动技术，由油缸完成机械动作，综合实现桥梁顶升、顶推以及纵横调整等。
（二）顶推工艺流程创新。系统通过顶与推、降与缩四步骤顺延展开工艺流程，首先将托升钢箱整体梁桥面在前，然后由平移油缺顶推推送前行一段行程。再者以临时垫梁墩托往桥体，二次缩缸后再进行平移顶推，至此完成一个顶推行程，顺延进行下一轮工作循环，如此通过周而往复顶后续机械循环，最终确保成功架设主桥梁。顶推油缸设计于设备底部结构之中，支撑面处于临时支墩之上，而设备底部结构能够实现与上部结构的有机滑动，主要得益于不锈板材与聚氟乙烯板材的应用。
（三）顶推工艺施工创新。一是于黄河南岸主线引桥之处搭建拼装主桥拼区域，搭设相应拼装部件支架，由陆路将先期做好的梁拱段节运抵施工现场，通过两辆汽车抬吊拼吊，先后焊接好梁与拱，进而展开梁拱节段拼组焊接。二是主桥设计桥位至拼装区距离，设计为313米，按照钢桥梁的底部弧线形状，对应推算圆弧曲线顶推轨迹，并以此为主梁体位移路径。并将9组18座临时支墩设置于路径之上，其中黄河中间布置3组临时墩，作为顶推移位的基本支点。三是步履式顶推顶千斤顶，其用途在于整体把桥梁结构托举，而后前移推送，行至下一个临时墩位，整体放下，待千斤顶二次复位，一次循环即可完成。如此，周而复始反复循环作业，最终钢梁主桥结构搭建成功，落梁成桥。
三、弹性管控：深安黄河大桥顶推施工监测路径探析
首先，落实顶推同步性与施力监测。为确保同步顶推节奏，要先行落案千斤顶顶推施力的分辨率达到设计要求，在同一幅度下保证每处顶推点施以一致的力度。同时，要系统管控好全桥每处千斤顶，实时监测各顶推点同步同力运作，凭借电测与液压指标双控模式，以确保步调一致，力度相同。最终目标在于确保主梁行得端走得正，不偏离设计行走路径，并有效控制各墩场衡受力，受力情况始终控制在承受范围之内。要保证临时墩顶各垫梁韧性足够，宽度适宜，以确保主梁底板能够担负相应的支点反力。
第二，落实主桥应力的实时性监测。应看到，在顶推作业时，主纵梁的截面应力并非一成不变，是随时伴随顶推情况不断做出改变的，并且不仅仅应力大小会发现变化，改变，关键是其抗压应力属性同样出现骤变。为确保桥梁结构施工中受力均衡，始终控制于设计标准内，跟踪监测则必不可少。通常情况下，测试手段以应变片测试为宜，可随时反应问题，一旦异常出现便可停止施工，待原因查找之后，可采取对应措施及时处置。经过周密的计算研究，经过计算分析，主纵梁应力监测截面选取主纵梁的端部、计算应力较大处以及主纵梁与临时撑杆连接处截面，共7个截面，布置77个应力测点，全桥共设置310个应力应变的监测点，以确保此项监测工作快速有，真正抓出实效。详见主纵梁应力测点的布置示意图
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第三，落实主梁轴线位置监测。在实际顶推运作当中，为保证不出现两侧顶推受力不均衡导致梁体偏位，就需要施工时加大观测力度，实时观测，确保梁体始终不离轴线位置，顶推施工中要确保中线偏位控制于±10mm之内，每出现2mm的偏差，马上报告1次。要对重点监控观测梁体的中线偏移和，要对墩顶的上下、水平位移实施重点监控，就位后允许偏差不大于2cm。
第四，落实导梁端部标高监测。顶推作业中，导梁端部标高随时改变。导梁端部挠度总会高出预测值，这里有温度变化的原因，也有梁体与导梁焊接偏差原因。为确保导梁越过支墩时能够进展顺利，待导梁端靠近支墩时，应立即对其所处标高展开监测，保证导梁顺利搭置支墩上。
第五，落实顶推落梁的控制性监测。落梁是在全梁顶推到位进行，它是将主梁安置到设计支座上的一个重要步骤。落梁后的梁体受力状态（截面弯矩、支座反力）是否与设计相符也是施工控制的重要内容，在墩顶施加的竖向顶力的任何不均匀值都将在梁内产生附加内力，所以要求墩顶竖向起顶同步均衡，或将起顶高度严格控制在允许范围内。施工时除通过千斤顶读数控制外，还应同时对梁体标高以及应力进行监测。
第六，落实检测频率和监测控制值监测。对梁体应力进行实时监测，当偏位达到2mm时要报告，每顶推5m读数1次，初始值需要连续测量2次，取其平均值作为初始值，若有监测数据变化较大 ，需要加密监测导梁前端变形不得超过：前导梁-351mm，+14mm；后导梁-162mm，+28mm， 主纵梁控制变形-35mm， 主拱控制变形-30mm，否则终止顶推。
四、结语
兰州深安黄河大桥是建设者们的创新工艺杰作，是跨河大桥应用多点式步履滑移工艺的典型范例，需要认真学习研究。然而，尽管国内桥梁顶推工艺发展很快，类似应用也愈以常见，本工程的应用取得了较好的社会效益和经济效益。
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论文作者:杨磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/2/24
标签：黄河论文; 应力论文; 桥梁论文; 大桥论文; 截面论文; 结构论文; 兰州论文; 《基层建设》2019年第29期论文;