湖北楚天联发路桥养护有限公司

工程概况

蚌埠市大庆路淮河公路桥南北向跨越淮河，主桥为双塔双索面自锚式悬索桥，跨度组合为( 80 +200 + 80) m，主塔为门式塔，设置上下2 道横梁，塔高68. 03m。主梁为钢箱梁，共45 节段，全长360m;梁体主要分标准节段与锚固节段，锚固节段在端部10. 3m 范围内灌注压重混凝土，以平衡主缆上拔力。主梁吊索在钢箱梁上横向间距为29m，纵向索距为9. 0m。钢箱梁标准节段长9m，高3. 2m，顶板总宽43. 422m，单片梁段最大吊重约184. 3t，全桥钢结构总重约8 000t。梁内设多道纵向U 形肋，穿越横桥向3. 5m 间距的横梁与横隔板，组成正交异性钢桥面板。箱梁纵向设有4 道纵腹板，2 道外腹板外边间距为25. 3m，在两外腹板间设置了2 道内腹板，中心距8. 916m。

顶推工艺选择分析及总体布置

本工程全宽近43m、总重8 000 余t 的钢箱梁全幅同时进行顶推施工，全国罕见，顶推施工的难度显而易见。从技术上而言，国内应用最多的钢绞线拖拉法是可行的，但它的缺点明显，即为了锚固钢绞线，需在梁底安装或焊接钢绞线锚座，易造成永久结构的底板较大的损伤; 拖拉钢绞线从安装锚固、预紧到同步张拉，需要实现准确的牵引力和位移同步控制比较困难; 另外顶推时还需要人工不断倒换填入减摩滑板，操作比较麻烦。步履式顶推装置Fig． 2 Walking-style incremental launching device九堡大桥工程使用的步履式顶推技术为本工程的顶推工艺选择提供了借鉴。该顶推工艺的工作原理是由垂直油缸同步顶升将梁体托高脱离搁梁座，水平油缸推动支撑滑梁滑移带动箱梁前行，按照“顶”“推”“降”“缩”4 个环节循环进行顶推施工。该顶推工艺实现了垂直顶升和水平平移、横向限位纠偏装置的集成化组装于一体和精准的同步监测控制，具有能够较好地控制临时墩( 或结构墩)的水平力，竖向调整便捷，可有效控制各支点反力，对主体结构施工几乎是零损伤; 采用了顶推垫梁与停置搁梁前后分离的模式，为被顶推梁体提供较大的支撑面积，降低梁底支撑面的压强; 施工进度较快。该工艺克服了传统拖拉法的缺点，是一项先进的顶推技术。但九堡大桥工程使用的顶推装置竖向、纵向千斤顶同步性要求高，对液压及电气同步控制系统的精度和性能要求高，其顶推结构装置的制作涉及较多的精密机械加工，制造成本相对较高，造成施工成本较高，并且其控制系统较复杂、庞大，运输不方便，在本工程选择顶推工艺时只有有限的几套满足不了本工程租赁来顶推施工的需求，也不利于步履式顶推技术的推广应用。在满足工程质量、进度的前提下尽可能降低成本，是顶推工艺选择的初衷。拖拉法虽然成本相对较低，但技术上相对落后，同步控制困难，操作繁琐，钢绞线锚座对钢箱梁造成的损伤需后期修复，费用也不少，且影响工期。从技术发展和应用等因素考虑，最终选择步履式多点顶推工艺方案，但需研究解决实现此顶推工艺方案的关键问题，也即顶推装置及其同步控制系统问题，采用了有别于九堡大桥工程使用的顶推装置及其同步控制系统，以使综合施工成本不大于采用拖拉法的成本。根据顶推施工工艺要求和现场情况，沿钢箱梁顺桥方向，由北向南依次布置拼装平台、临时墩等临时支撑结构。在拼装平台、2 个主墩、临时墩上布置顶推装置( 顶推装置与钢箱梁2 条内纵腹板对齐，距桥轴线4. 458m) ，在拼装平台和北岸边墩间设置提升固定吊架用于钢箱梁吊装、组拼焊接; 为减少最大悬臂时钢箱梁应力及挠度，在其前端设置长48m 钢导梁。拼装平台、临时墩、顶推装置、横向限位、提升固定吊架、钢导梁及监控设备组成整个钢箱梁顶推施工体系。

步履式顶推施工

步履式顶推施工遵循的原理是利用竖向千斤顶将钢箱梁多点整体托起，平移千斤顶向前顶推实现钢箱梁移动，然后下放临时搁置完成钢箱梁的一步移动，循环“顶”“推”“降”“缩”这4 个步骤逐步完成钢箱梁由北岸向南岸的顶推，具体如下。

1) 顶顶升千斤顶将支撑梁顶升50mm 贴紧钢箱梁底面，然后继续顶升将钢箱梁整体托起离开搁梁座最大可达50mm。顶起动作时，先将顶升千斤顶上的竖向位移传感器复零，按顺序启动红外线设备→计算机总控制箱→分控箱→高压泵，由总控计算机设置顶升千斤顶的顶起行程，发出起顶信号，分控箱接到起顶控制信号后，控制高压泵的比例电磁阀动作，顶升千斤顶开始顶起至顶起行程后，关闭电磁阀，顶升千斤顶持压保持该高度，检查箱梁底与搁梁座的距离，与计算机中的显示数进行比对，误差均符合± 2mm 要求后进入下一步骤。

2) 推推移结构推移箱梁。由总控计算机发出推移指令，平移千斤顶相应连接的比例电磁阀打开，平移千斤顶的活塞伸出，推动顶升结构带着钢箱梁沿着纵向滑道向前平移一个行程450mm 后，平移千斤顶停止活塞伸出。为控制推移过程中钢箱梁的横向偏移，所有平移千斤顶均同步动作，同步精度为±2mm，并采用红外线设备进行钢箱梁轴线监测，根据钢箱梁的轴线偏移情况进行微调。

3) 降顶升结构降落卸载。顶升千斤顶的活塞缓慢下降、卸载，将钢箱梁整体下降放置到搁梁座来支撑，顶升千斤顶的活塞继续回缩至支撑梁与箱梁底脱离50mm。

4) 缩推移结构回缩到位。平移千斤顶的活塞空载回缩到位，带动顶升结构沿着纵向滑道后移一个行程450mm，顶推装置回到初始顶推状态，完成一个顶推过程，准备下一循环过程。经过一个循环过程，钢箱梁被前移了一个行程距离450mm，一个标准节段钢箱梁需顶推20 个循环( 450mm × 20 = 9 000mm) ，非标准节段根据梁长计算顶推行程和循环次数。由于顶推施工过程工艺复杂，质量要求高，主要过程控制如下: ①钢箱梁、拼装平台、固定吊架、临时墩与钢导梁进行应力与位移监控，确保施工安全; ②采用1 台计算机控制系统统一总控制液压系统，进而统一控制6 套顶推装置同步升降或平移动作，确保多点顶推同步性; ③在主墩处沿钢箱梁轴线布置红外线设备，在钢箱梁匹配与顶推过程中，利用红外线进行轴线监控，发现偏位及时调整; ④顶推过程中出现轴线偏位过大时，在顶升结构的底座两侧利用“扁顶”进行横向逐步微调，直至箱梁轴线满足要求。

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