大跨径连续刚构桥合龙段顶推施工技术

铁道建筑　Ｍａｒｃｈ。２０１２　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　文章编号：１００３—１９９５（２０１２）０３．００２０—０３　大跨径连续刚构桥合龙段顶推施工技术　何财基　（向莆铁路股份有限公司，福建福州３５００１３）　摘要：连续刚构桥中跨合龙前，在中跨两悬臂端箱梁的角点上，均匀地施加一对水平推力，对于调节桥墩　的受力有较明显的作用。结合向莆铁路莆田特大桥跨沈海高速公路连续刚构合龙段的施工，介绍了合　龙段的顶推施工工艺及主要控制要点。　关键词：连续刚构　顶推工艺　控制要点　中图分类号：Ｕ４４８．２３；Ｕ４４５．４６２文献标识码：Ａ　连续刚构桥在全桥合龙后，在二期恒载、混凝土收　缩徐变以及温度的影响下，整体有向中跨跨中移动的　趋势，另一方面张拉跨中底板束时主墩会向跨中方向　发生较大的水平位移，对桥墩受力较为不利，同时会产　生梁体腹板开裂、跨中下挠等问题。为了抵消后期产　生的这种水平推力以及给主墩带来的不平衡弯矩，可　在合龙前施加一定的水平顶推力，相当于给主墩一个　支点处局部加厚到１４０　ｃｍ。全梁共设横隔板７处，在　每个中支点处设置两道厚１．６　ｍ的横隔板，梁端支座　处设置厚１．６　ｍ的端横隔板，跨中合龙段设置０．８　Ｉｎ　的中横隔板。主梁结构主要尺寸见图１。　背向跨中的水平位移。顶推力应结合温度变化、收缩、　徐变等方面的影响综合考虑，类似于桥面设置预拱度　的问题。　向莆铁路莆田特大桥有２联连续刚构在中跨合龙　前，使用了顶推工艺，实际顶推的效果和理论模型基本　吻合，达到了预期的效果。下面结合莆田特大桥实际　施工的实例，将顶推工艺和控制要点作一简要介绍。　１　工程概况　向莆铁路为国家Ｉ级铁路，设计行车速度　２００　ｋｍ／ｈ。其中，莆田特大桥全长１６．９９　ｋｍ，其中含　有２联连续刚构桥，均上跨沈海高速公路，左线连续　刚构孑Ｌ跨布置为（８１＋１３２＋８１）１ＴＩ，右线连续刚构孔　跨布置为（８８＋１４６＋８８）ｍ，设计均采用挂篮悬臂施　工，两桥顶推工艺相同，主要介绍左线连续刚构的合　龙施工。　图１半中支点半跨中截面（单位：ｍｍ）　２顶推施工　２．１工艺流程　理论计算一悬臂梁段施工一安装预埋件一浇筑悬　臂段混凝土一悬臂段混凝土张拉一移动挂篮一安装　千斤顶一张拉顶推一观测一数据分析　２．２理论计算　梁体为单箱单室直腹板、变高度和变截面结构。　粱高按１．８次抛物线变化，箱梁顶宽８．５　ＩＩ１，底宽６。６　ｍ，截面中心处顶板厚度４９．５　ｃｍ，腹板厚度４５—９０　ｏｍ，底板厚度由跨中５０　ｃｍ变化到中支点１２０　ｃｍ，中　根据设计图纸要求，在中跨合龙前，在两侧悬臂端　的四个角点均匀施加一对３　０００　ｋＮ的对顶力，但设计　中没有给出顶推之后主墩的预偏量。为了更好地控制　顶推过程，分析顶推的效果，在顶推前，运用ＭＩＤＡＳ软　件建立了理论模型，即模拟出顶推后主墩的预偏量，然　后测量实际顶推后发生的位移量，就可以比较分析顶　收稿日期：２０１１—１１—１５；修回日期：２０１１－１２．２０　作者简介：何财基（１９７２一），男，福建福州人，工程师。　２０１２年第３期　大跨径连续刚构桥合龙段顶推施工技术　２１　推的效果。通过ＭＩＤＡＳ软件模拟，按照设计图的要求，　在两悬臂端，均匀地施加一对顶推力，见图２，通过图３　可以看出顶推后的理论模型，图４可以看出悬臂端的位　移量，最大悬臂端施加对顶力后，４５０　主墩悬臂端位移　为１１．７３４　ｍｍ，４５１　主墩悬臂端位移为１３．４７７　ｍｍ，共发　生位移为２５．２１１　ｍｍ。通过图５可以看出，双薄臂墩在　３　０００　ｋＮ的对顶力作用下，４５０　主墩发生的位移为　６．６６１　ｍｍ，４５１　主墩发生的位移为８．５８７　ｍｍ。　图２施加对顶力示意　图３施加对顶力后整体位移示意　图４中跨对顶位移示意　图５双薄壁墩位移示意　２．３顶推前的准备　２．３．１预埋件的加工及安装　在进行梁段施工时，在４个角点提前预埋顶推用　的４０　ｃｍ×４０　ｃｍ×２　ｃｍ钢板，便于顶推传力型钢的焊　接，使千斤顶顶推过程中梁体受力均匀。　由于千斤顶的长度有限，合龙段的长度又为２　ｍ，　因此必须加工型钢作为传力设备，根据计算，型钢用Ｉ，　双拼焊接即可，焊缝≥８　ｍｍ，焊缝一定要饱满，并在接　触面加焊两块三角筋板，安装时，型钢的轴线和梁体轴　线要保持同一方向。　２．３．２观测点的布置　顶推前在两悬臂段的梁顶面，对称布设好４个用　于观测高程变化的基准点１，２，３，４点，并在顶推前测　出基准点的坐标和高程，以便观测顶推前后梁体的位　移，此两组点距最好取固定值（本梁取２．２　ｍ），便于在　顶推过程中能用钢卷尺方便直观量测出梁体位移变化　数据。基准点布置见图６所示，千斤顶顶推作用点见　图７，千斤顶作用力为３　０００　ｋＮ。　另外，在两个主墩的０　段梁顶部的中心位置处，　各布设一个观测点来观测顶推后主墩顶部的预偏量，　这个点可以利用原来０　段梁顶的水准点（钢筋头上面　锯上十字丝便于观测坐标）。　桥梁合龙段中线　１　＿。——　一　￣主墩４５０ｏ＃　嚣　悬臂端　合龙段　一　基台龙段　臂端　＿＿　４５１　＃至墩。劂￣　２／　＼４　ｌ　｜ｆ　｜　预　鲑　马翌　盛　图’６基准点布置　形　合龙段悬臂端　（ａ）横断面　（ｂ）纵向　图７千斤顶作用点布置　２．３．３顶推机具　顶推所用的主要机具有４台２５０　ｔ油压千斤顶及　配套的４台油泵、水准仪１台，全站仪１台，钢卷尺２　把。千斤顶用于顶推，水准仪用于测量观测点的高程，　全站仪用于测量观测点的坐标，钢卷尺用于量测观测　点间的距离。　２．３．４顶推　１）安装千斤顶。顶推所用的预埋件安装好后，再　安装千斤顶，千斤顶要保持水平，和型钢保持同轴心，　然后稍微开动一下油泵，使千斤顶紧紧顶住型钢，测量　两个悬臂段观测点的问距，即观测点１至观测点３的　间距和观测点２至观测点４的间距，测量各基准点的　高程，做好记录。　２）施加２０％的力。４个千斤顶全部安装完成后，　２２　铁道建筑　Ｍａｒｃｈ，２０１２　同时开动油泵，先施加２０％的力，持荷约２　ｒａｉｎ，观察　预埋件是否处于最佳的受力状态，受压后各型钢和千　斤顶是否同轴心，若发现异常及时调整，再重新安装千　斤顶顶推。　３顶推施工控制要点　１）提前把顶推前的合龙段两悬臂端梁体高程观　测点初始高程测量出来，此时水准仪提前架好，最好架　设在Ｏ　段上，因为顶推过程对０　段高程影响最小。　２）主墩顶的位移观测时，全站仪要选好一个制高　点，不能放在该主墩的Ｏ　段上面。　３）当４台千斤顶全部就位后，按照各自千斤顶对　３）施加１００％的力。施加２０％的力后，若没有异　常情况就继续施加到１００％的力，保持持荷状态，再测　量各基准点和两个主墩０　段中心点的高程和坐标，并　用钢卷尺量距，做好记录。　４）数据分析。各项数据测量完毕后，马上进行分　析，并和理论模型的数据进行比对，若有大的误差则要　应的油表标定方程，由每台千斤顶顶推３　０００／４＝７５０　找明原因进行分析，再进行处理。　ｋＮ力，计算出各自油表读数；４台千斤顶需要同步进　本次顶推的数据见表１。通过观测数据分析，实　行顶推，按照设计要求同时启动４台油泵车对梁体进　际顶推后的线型、受力状态和理论模型基本吻合，说明　行缓慢均匀顶推至设计值。　顶推达到了预期的设计效果，不需要校正二次顶推。　４）顶推的型钢必须具有足够的刚度和强度，不能　在顶推时变形，严重时会发生安全事故。　表１顶推数据记录　ｍｍ　５）４个角点的顶推要保持同步进行，要在顶推前　做好演练，防止受力不均对梁体的线型产生影响。　５）保证４台千斤顶不泄压，不回油状态，及时用　体外劲性骨架对梁体重新进行临时锁定，体外劲性骨　架锁定一定要牢固可靠，螺栓螺母拧到位，并用钢筋加　固焊确保安全。　４　结语　顶推施工直接影响到梁体的线型和受力状态，中　跨合龙前的顶推，是为了抵消混凝土箱梁收缩徐变而　产生的次内力，可以使主梁在全桥合龙阶段以及未来　的运营阶段受力符合设计要求，受力更趋合理化，达到　理想状态。通过对观测实测数据和理论数据的比较，　以及对全桥的检验结果表明，莆田特大桥跨沈海高速　连续刚构的顶推技术应用成功。　观测点顶推后　１点：＋０．００６　ｎｌ；２点：＋０．００８　ｍ；　高程抬高值　３点：＋０．００５　ＩＴＩ；４点：＋０．００７　ｎｌ　参　考　文　献　［１］中华人民共和国铁道部．ＴＺ２１３－－２００５客运专线铁路桥涵　５）安装劲性骨架。顶推工艺结束后，立即安装合　工程施工技术指南［ｓ］．北京：中国铁道出版社，２００５．　龙段的劲性骨架。劲性骨架的安装一定牢固可靠，不　［２］戴福忠，刘学文，潘家英，等．南京大胜关长江大桥主跨钢　能有松动现象。　梁合龙调整的过程控制［Ｊ］．铁道建筑，２０１ｌ（５）：１５－１８．　６）拆除顶推设备。劲性骨架安装完毕后，先将千　［３］张宁军．客运专线多跨连续梁合龙段施工技术［Ｊ］．铁道建　斤顶同时回油、同时收缩，使顶推用的型钢处于松弛状　筑，２０１１（７）：１—３．　态，再拆除型钢。　［４］范立础．预应力混凝土连续梁桥［Ｍ］．北京：人民交通出版　７）后续工艺。拆除完顶推的设备后，进行钢筋的　社，１９８８．　绑扎安装，再进行混凝土的浇筑，按照常规工艺施工　［５］沈阳云．高墩大跨连续刚构铁路桥合龙施工关键技术［Ｊ］．　铁道建筑，２００９（４）：２５—２７．　即可。　（责任审编　王红）