（中铁大桥局集团洞庭湖特大桥项目部，湖北，武汉，430000）
【摘 要】蒙西华中铁路洞庭湖特大桥主桥采用（98+140+406+406+140+98）m 三塔双索面钢箱钢桁结合梁斜拉桥。3号墩边跨钢箱梁摒弃了传统的拖拉式施工方案，采用先进的三向自平衡步履式顶推器进行架设。该施工技术能够利用步履式顶推器自身所具有的三项自动调整功能，实现顶推过程的自动化精度控制，具有施工方便、稳定性好、容易控制、效率高、安全性好等优点。
【关键词】三向；自平衡； 顶推；钢箱梁；施工技术
1、工程概况
1.1桥式布置
洞庭湖特大桥是蒙西华中铁路全线控制性重点工程，位于湖南省岳阳市，距上游洞庭湖公路桥约4.2 km。大桥全长10444.66 m，主桥采用（98+140+406+406+140+98）m 三塔双索面钢箱钢桁结合梁斜拉桥（见图1），全长1290.24m。钢箱梁共92个节间，节间跨度14m，单个节间钢箱梁最大重量为281t，全桥以4号主塔对称布置。
1.2钢箱梁架设总体施工方案
3#、5#墩钢箱梁向边跨各顶推架设19个节间（E0-E19），主跨侧各悬臂架设12个节间（E19-E31）；4#墩两侧各悬臂架设14个节间（E32-E46），两个主跨跨中各设1个节间的合龙段（E31E32）。钢箱梁合龙口设置在两个主跨的中间。
2、3号墩边跨钢箱梁顶推施工方案
3号墩墩顶4个节间利用200t浮吊在墩旁托架上散拼架设，其余15个节间采用300t架梁吊机整节间起吊，利用10台三向自平衡步履式顶推器进行架设。
2.1主要大临工程设置
3#主塔两侧设墩旁托架作为起始节段钢箱梁安装平台和边跨钢箱梁顶推时的支架。支架顶部铺设通长33m滑道梁，用于起始节段钢箱梁拼装时竖向支承滑块布置及滑移施工。
设置2个临时支墩:分别在2#与3#墩之间设置临时支墩L1#，在1#与2#墩之间设置临时支墩L2#。立柱顶部设置滑道梁，滑道梁顶部布置步履式顶推器及临时支垫。
钢箱梁前端安装42m钢导梁，以减小临时墩最大反力和顶推期间钢梁挠度。
2.2顶推器布置
3号墩边跨钢梁顶推共需布置10台多项自平衡步履式顶推器。该顶推器结构尺寸为2.5m*2.7m*0.9m，自重约7t。该顶推器纵向最大顶推力为1000t，行程为1000mm；竖向最大顶推力为4*500t，行程200mm；横向最大顶推力为4*50t，行程100mm。
墩顶节间钢箱梁散拼架设时，共布置8台顶推器（如图3所示）。墩顶节间钢箱梁架设完成后移除中间4台顶推器至临时墩L1和L2，另在2号墩墩顶布置2台顶推器（如图4所示）。
2.3墩顶节间钢箱梁架设
墩顶节间钢箱梁采用散拼架设，每节间钢箱梁由两根下弦和一个桥面板组成。先安装两根下弦，然后安装中间桥面板，详细架设步骤如下：
（1）E0E1节间钢箱梁杆件运输至墩位处，运梁船停靠在3#墩围堰，利用200t浮吊吊装E0E1节间两根下弦杆及桥面板,全部高强螺栓进行终拧施工。
（2）由顶推器1及顶推器2共同作用将E0E1节间钢箱梁往边跨方向顶推前移2.5m。步履式顶推器采用同步控制系统，设置有横向调偏装置，顶推过程中需控制钢箱梁轴线偏差不得大于20mm。
（3）由浮吊安装E1E2节间两根下弦杆件，先不安装桥面板，将下弦杆节点E1处M30高栓全部施拧后利用顶推器1和顶推器2共同作用下将钢箱梁向边跨方向顶推2.5m，顶推到位后由浮吊安装E1E2钢箱梁桥面板， 桥面板与下弦杆之间采用 10%(且不少于3个)的冲钉定位 ,其佘孔位高强螺栓全部初拧。
（4）由顶推器1、顶推器2及顶推器3共同作用下将钢箱梁往边跨方向顶推前移13m。高栓施拧完成后由浮吊架设E2E3节段钢箱梁。
（5）浮吊移至3#墩与L1临时墩之间，在边跨侧安装42m钢导梁。安装钢导梁的同时，移除顶推器2、顶推器3，将其安装至临时墩L1、L2墩顶。钢导梁安装采用浮吊逐段拼装，钢导梁之间及钢导梁与下弦接头均用高栓栓接，安装一节高栓终拧一节。
（6）由顶推器1、顶推器4共同作用下将钢箱梁往边跨方向顶推前移2.88m，由浮吊悬臂架设E3E4节段钢箱梁。
（7）由顶推器1、顶推器4共同作用下将钢箱梁往边跨方向顶推前移9.42m,浮吊安装300t架梁吊机。
（8）由顶推器1、顶推器4共同作用下将钢箱梁往边跨方向顶推前移5.7m，300t架梁吊机试吊。
2.4整节段钢梁架设
架梁吊机整体吊装下一节段钢梁与已有钢梁采用螺栓和冲钉连接，具体布置方式为孔眼总数的50%冲钉均匀分布打入和上足35%的高强度螺栓。然后将钢箱梁向边跨侧顶推8.6m，测量组对钢梁进行复测，满足要求后进行所有高栓施拧，待高栓终拧检查合格后，进行钢梁焊接、涂装。焊接顺序为先两条纵缝，后一条横缝，每条纵缝由端头向中间焊接，每条横缝由中间向两端对称焊接。焊接完成后将钢梁向边跨在顶推5.4m，架梁吊机走形到前一次吊装钢梁的位置进行下一节间钢梁施工，直至边跨20节间全部完成。
3、边跨钢箱梁架设计算
根据边跨钢箱梁顶推施工过程，建立边跨钢箱梁、导梁的施工阶段模型，计算模型如 “图5”所示。
图5 边跨钢梁及导梁计算模型
经计算：顶推过程中，支点最大反力为650t，钢梁最大应力为179MPa（吊装E15E16)，导梁最大应力为141MPa(吊装E6E7、E9E10)，导梁前端最大挠度为1186mm(导梁上L1临时墩之前）。抗倾覆系数最小为1.35，满足K≥1.3的要求。
4、线形控制
线形控制工作对于洞庭湖特大桥3号墩边跨钢梁架设显得尤为重要，现场施工中主要采取了如下措施：
（1）严格做好钢箱梁在工厂加工制造的误差控制工作。单个节间钢箱梁在工厂整体加工制造，出厂前必须对钢梁的结构尺寸进行精确量测，尤其是要控制好下弦与腹杆的拼接板栓孔之间的横桥向、纵桥向距离。
（2）由于直径33mm的栓孔在工厂加工时的规范允许偏差为0～+0.7mm，本桥对工厂加工的钢梁栓孔直径进行抽样量测，并进行数理分析，新制了一批直径33.1mm（允许偏差0.05mm）的冲钉，更好地保证了钢箱梁安装线形。
（3）精确量测每一节间钢箱梁的轴线偏差和高程偏差，利用顶推器的三项纠偏功能及时进行纠偏。
5、结语
洞庭湖特大桥边3号墩跨钢箱梁顶推施工技术具有如下优点：
（1）摒弃了传统的拖拉式施工方案，采用先进的三向自平衡步履式顶推器进行架设。该施工技术能够利用顶推器自身所具有的三项自动调整功能，实现顶推过程的自动化精度控制，具有施工方便、稳定性好、容易控制、效率高、安全性好等优点。
（2）步履式顶推施工方法极大的减少了现场作业人员数量，降低了安全风险管控难度。
（3）顶推过程中的轴向偏位和高程控制较好，有利于成桥后的线形控制。
洞庭湖特大桥3号墩边跨钢梁施工技术具有上述优点，可以为后续同类钢梁架设施工提供先进的可借鉴经验。
参考文献：
[1]《客货共线铁路桥涵施工技术指南》（TZ203-2008）.
[2]《钢结构设计规范》GB50017-2003
作者简介：
刘丹飞（1985-），男，工程师， 2006年毕业于石家庄铁道学院土木工程专业，工学学士
论文作者:刘丹飞
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年1月供稿
论文发表时间:2016/4/21
标签：节间论文; 钢梁论文; 浮吊论文; 洞庭湖论文; 下弦论文; 大桥论文; 步履论文; 《工程建设标准化》2016年1月供稿论文;