摘要：本文结合某跨北环线铁路预应力混凝土连续箱梁桥顶推施工技术进行了详细研究。阐述了K4+548~K4+658桥梁顶推施工期间采取的技术措施，为今后类似工程施工提供一些可借鉴的经验。
关键词：跨铁路；连续箱梁桥；施工技术
1工程概况
某市快速路系统二期项目-外环线东北部调线工程北环铁路分离式立交位于现状外环线与卫国道交叉口以北约3.5km，北环大毕庄站东侧约1.6km处，桥梁全长746m。立交桥分左、右两幅，单幅全宽20.75m，桥面宽19.75m，左、右幅桥间设4.5m宽中央分隔带。
桥梁跨铁路段起止里程为K4+548~K4+658，桥梁孔跨布置为30+50+30m连续梁，在K4+594（公路里程）以101°右角跨越现状北环铁路（铁路里程K11+460），跨线处的跨度为50m，上跨铁路采用顶推的施工方法。梁段的长度为62米长。连续梁重量为3617.5吨，梁段顶推的距离为50米，梁段顶推就位后，两端梁段采用现浇施工方法，现浇梁段长24米。
连续梁跨越铁路段落，铁路设计为5股道，依次为全程物流专用线、矿山专用线、电厂专用线、北环下行线及北环上行线，除北环铁路为电气化铁路外，其余均为非电气化铁路。
2顶推施工优势
（1）施工机具设备简便，无需大型起吊设备。
（2）梁体制作在预制场地内，工厂化制作，能够保证构件质量。
（3）模板、设备可多次周转，施工费用低，施工平稳，无噪声。
（4）工作条件相对较好，节约劳动力，施工安全，受环境影响较小。
（5）对铁路运行通车影响较小。
3施工方案
3.1施工工艺
3.2临时支墩
在顶推施工过程中，梁段为悬臂结构，为了减小箱梁的悬臂长度，从而降低在顶推施工过程中梁体的应力变化幅度，并且在施工中要进行多次的应力体系的转换，所以在施工中设置临时支墩。临时支墩采用4根直径为60厘米，壁厚为12毫米的钢管，并通过抱箍螺栓连接成整体。钢管顶采用4厘米厚的钢板与钢管立柱焊接在一起形成平台，在平台上设置滑道和限位装置。为了保证临时支墩的稳定性，永久墩外侧临时墩通过平联钢管（Φ400×10mm）与永久墩预埋钢板焊接成一体。
3.3滑道系统
滑道采用点式滑道，滑道为钢板焊接的箱室结构，永久墩墩顶预埋高强螺栓以固定滑道，临时墩滑道采用与墩顶钢板焊接的形式，滑道顶面坡度按照梁体的纵向坡度设置。
在施工过程中，采用橡胶块、钢板和一层2毫米厚的聚四氟乙烯压制而成的滑块，满铺于滑道上面。滑块的结构尺寸为120×60×3cm。抗压强度要求大于15MPa。为了减小顶推摩阻力在滑块和不锈钢板之间涂抹润滑剂，从而使静摩擦系数≤0.08，动摩擦系数≤0.045。
3.4顶推预制梁
顶推箱梁在预制场地搭设的满堂支架上预制，支架地基采用水泥搅拌桩加固处理，箱梁顶推前将铁路孔的混凝土护栏、防护屏等附属结构施工完成。
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施工工艺流程图
3.5顶推动力系统
3.5.1牵引墩及反力座
根据箱梁预制位置及永久墩布置情况，将反力座基础牵引墩设置在永久墩12#墩柱中间位置，采用12根立柱（Φ600×12mm钢管）通过平联（Φ400×10mm）连接而成。反力座采用钢板焊接而成，通过钢板直接焊接在牵引墩顶部。
3.5.2顶推千斤顶
施工采用单幅顶推，采用ZLD300连续顶推系统。系统需要ZLD300连续顶推千斤顶2台及其配套液压泵站2套，1台笔记本无线主控台以及相关油管和电缆等配件。千斤顶根据施工设计需要布置反力墩，横向设置共2个，中心间距为3.1m。顶推力为600吨，需要两台千斤顶，每台顶推力为300吨。
顶推力计算：
箱梁长62m，箱梁体积为1279.9m³：279.9m³×2.6t/m³=3327.7t；
C35混凝土护栏：0.53m³×62×2×2.6=170.9t；顶推前导梁重量为119t；
顶推梁总重：3327.7T+170.9T+119T=3617.5t；
包括箱梁自重、导梁的梁段总重量为3618t，静摩擦系数取值为0.08，所以顶推需要克服摩擦力为3618×0.08 =289.4t，实际顶推力为300×2=600t，安全系数K=600/289.4=2.0。
3.5.3牵引索及拉锚器
在梁端设置2个牵引拉锚器，间距为3.1m，利用15根Φ15.24mm钢绞线连续顶推千斤顶锚固在拉锚器上。拉锚器采用钢板焊接而成，通过预埋在箱梁内的36根1100m长M36螺杆锚固，拉锚器距梁端75cm，千斤顶、拉锚器、牵引索的连线与箱梁中心线平行。
牵引索计算：
允许拉力：15×1860×106×2×140×10-6=781.2t。
安全系数：781.2/（3617.5×0.08）=2.7。
3.6限位纠偏装置
根据箱梁顶推位置，为了防止梁体横向发生位移，在墩柱两侧均设置限位。限位装置采用导向轮组和成连接钢板制作而成，利用高强螺栓连接在临时支墩的基础上。限位装置与梁体之间预留2厘米空隙。
3.7顶推前导梁
前导梁结构需要通过设计计算，以减少顶推时最大悬臂状态下的负弯矩，前导梁由两片钢箱结合而成。
3.8箱梁顶推
3.8.1施工准备
（1）拆除底膜和侧模，在各支撑墩处安放千斤顶、滑块，设置顶推观测点，及保留相应位置的工作平台，平台距梁底1.5m高。
（2）在拆除模板的过程中清理滑道，清除滑板和梁底之间的杂物，并用吹风机吹净，保证滑块和滑板之间的清洁。
（3）安装牵引系统并调试，为了保证牵引索的顺直在千斤顶和拉锚器之间用锚具做分束器，每个千斤顶安装4个。安装完成后，为了保证钢绞线弧度基本一致，先用人工手拉钢绞线，再用240KN的调索千斤顶逐根进行预张拉，张拉力为2~3KN，对称张拉。重复张拉，以保证每根钢绞线受力均匀。
3.8.2试顶推
正式顶推前先进行试顶推，先顶推2米。记录相关的施工数据，与理论数据进行比较，调整顶推相关参数，并与理论参数进行对比，调整顶推相关参数，做好以下工作：
（1）具体数据有：顶推力、前进速度、滑块的受力状况、各种设备的运转记录、结构物受力点的观测数据、顶推过程中的观测记录。顶推力，顶推速度应控制在设计范围内。
（2）对实际数据和理论数据惊醒比较，及时分析，如有偏差，及时做出修正，使各项数据达到设计值，确保施工过程顺利。
（3）记录梁体从静止到启动的瞬时顶推力，获取滑块和不锈钢板之间的摩擦力系数。
3.8.3正式顶推（分两次进行）
（1）顶推步骤
在准备工作和试顶推全部完成后，根据工作安排各项工作负责人对顶推各系统进行检查，经检查没有问题后，总指挥下达命令开始顶推。
顶推开始后先采用手动模式，然后主控台操作人员利用笔记本中控台换到自动运行同步模式，使2台千斤顶同步顶推。
顶推力采用分级加力的方式，通过调整溢流阀的工作限压，使顶推力达到30%、50%、75%、90%、100%等状态。加力的过程中检查各受力结构变形情况，发现异常及时报告相关负责人。检查千斤顶，油泵，拉锚器，压力表，等是否正常。
施工开始后，操作工人将从滑道前端取出的滑板拿到后端重新安装好，保证相邻滑块之间无间隙，直到施工完成。
（2）正式顶推：
①跨铁路施工采用要点施工的方法，根据施工安排，第一次顶推要点120分钟。顶推距离为21m，顶推速度为10.5m/h，前导梁顶过2#临时墩中心线1.8m位置。顶推到位后，将限位装置与梁体之间用钢楔固定，防止梁体移动。
②第二次顶推既有线施工要点时间为180分钟，顶推距离为29m。顶推至距墩顶50cm时，将顶推速度调整为2m/h，进行梁体就位调整。
3.8.4同步顶推控制
为了保证顶推过程中不发生偏转的情况，在施工过程中采用控制顶推力一致来实现同步顶推，因此通过以下两点来保证同步顶推的进行：
（1）施工时尽量同时调整各个油泵同步加压，实现输出油压的同步加载。
（2）利用中控台笔记本根据传感器测得的油顶油缸的生出长度，调整出顶长度的误差，实现同步加载的目的。
3.8.5顶推中线偏位控制
在施工过程中，观测主梁轴线偏位情况，一旦发现主梁轴线偏离设计主线，通过调整导向设施，在顶推过程中实现纠偏，保证梁体就位轴线偏位小于1cm。
3.8.6顶推施工监控
在施工过程中，为了保证施工安全，确保梁体、桥墩及临时支墩的安全，施工过程进行全过程安全监控。
（1）横向位移监控
施工前在梁体顶板中线处，每隔10~20m设置一个观测点，在顶推施工过程中分别在顶推前、顶推中、顶推就位后采用全站仪观测，根据观测数据分析梁体横向位移偏差，及时纠偏，同时对临时墩顶部位移也进行监控。
（2）导梁挠度监控
在导梁前端断面上，横向设置两个测点，在顶推前、推中、抵达临时墩顶前、抵达墩顶后采用水准仪法对导梁挠度进行监测。
（3）沉降监控
在永久墩、临时墩设置沉降观测点，在顶推过程中随时沉降进行监测。当观测数据发现大于设计值时，应立即停止工作，分析原因，问题解决后继续施工。
3.9落梁
顶推之前安装完成永久支座，根据梁重，单幅桥选择8台800t顶升千斤顶。同墩位4台千斤顶同时缓缓下落，每次落梁高度为5mm，在落梁的同时拆除相同高度的钢板。直至梁体达到设计标高，将梁体和支座连接，落梁结束。
4.结束语
综上所述，可以对箱梁顶推施工技术有一个较为详尽的理解，相对其他桥梁施工方法，顶推施工能够在对铁路运营影响较小的条件下完成施工任务，既可减少交通防护设施费，又可保证既有线路正常通行，具有明显优势。
参考文献：
[1]浅谈大跨度预应力混凝土连续刚构主梁预拱度的设置[J].李志斌.黑龙江交通科技.2011（10）
[2]桥梁施工控制的内容和方法[J].黄文峰，谢恩赞.湖南交通科技.2008（03）
论文作者:董锋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/2
标签：千斤顶论文; 滑道论文; 铁路论文; 过程中论文; 钢板论文; 推力论文; 而成论文; 《基层建设》2019年第31期论文;