刘明

摘  要：漠阳江特大桥134m钢桁梁是目前国内铁路跨径最大的双线有砟简支钢桁梁，由于跨径较大，且漠阳江为四级航道，使用步履式顶推施工工艺避免了航道对施工的影响，且拼装场地较为固定，提高了设备利用率，缩短了工期，提高了施工安全系数。

关键词：铁路;大跨径钢桁梁;步履式顶推

中图分类号：U445.4        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）09-0148-03

Abstract： The 134m steel truss beam of Moyang River Bridge is the largest double-track ballastless simply supported steel truss beam with the largest railway span in China. Due to the large span and the fourth-stage waterway of Moyang River， the influence of the waterway on the construction is avoided using the stepping jacking construction technology. And the assembling site is relatively fixed， which improves the utilization rate of equipment， shortens the construction period and improves the construction safety factor.

Keywords： railway; long-span steel truss; walking jacking

1 工程概况

1.1 工程简介

漠阳江特大桥61#～62#为1-134m下承式钢桁梁跨越漠阳江航线，河流与线路大里程夹角为68°，主跨两侧60#～61#、62#～63#分别为1-64m简支箱梁。桥型布置见图1。

本梁为双线134m无竖杆整体节点平行弦三角桁架下承式简支钢桁梁，计算跨度134m，梁全长136.6m。

1.2 工程特点

1.2.1 漠阳江特大桥134m钢桁梁跨漠阳江航道，施工过程中不能影响运营。

1.2.2 施工场地有限，对杆件存放、预拼、吊装等有较大限制。

1.2.3 钢桁梁主体工程重量为2864.94吨，共分10个节段，平均每节段重量为286吨，其中E4下弦杆重达42.923吨，对起重设备有较高要求。

2 施工工艺选择

基于大跨径钢桁梁施工经验，结合本工程特点，拟对浮拖法、拖拉式顶推法、步履式顶推法等施工工艺进行比选。

2.1 浮拖法施工工艺

浮拖法架设是在桥位岸边，将钢桁梁拼装成整孔后，利用码头或胎架把钢桁梁滚移到浮船上，再浮运至预定架设的桥孔上落梁就位[1]，浮拖法架梁的主要优点在于钢桁梁拼装可在岸上进行，且可与基础、墩台平行施工。但由于桥位所处漠阳江距离入海口较近，水位变化较大，且钢桁梁底面距离水面较高等因素均不利于浮船稳定。

2.2 拖拉式顶推法施工工艺

拖拉式顶推是国内外桥梁顶推施工最常用的方法，通过千斤顶（或卷扬机）牵引钢绞线（或钢丝绳），拖动梁体在支撑墩顶设置的滑道上滑移，牵引梁体安装就位的方法[1]。其具有操作方便、设备简单、工藝成熟等优点而得以大力推广应用，该顶推方法对墩身产生的水平力大，需要有平整的滑道，对顶推临时墩支架沉降要求高，自动化程度低，施工安全可控性低，不能满足漠阳江特大桥水中临时墩顶推需要。

2.3 节点自适应步履式顶推工艺

步履式顶推法是近几年提出的一种新型的顶推施工方法[2]，针对漠阳江特大桥的施工特点，墩顶空间狭小，顶推设备空间尺寸构造要求高;桥梁结构为钢桁梁结构形式，顶推时要求节点受力，该工艺采用顶推设备自动跟随钢桁梁节点步履式行走，在完成一个节间距顶推后，自动回退至下一节点处的方法，实现了钢桁梁的步履式顶推施工，整个施工过程，墩顶水平力小，安全性高，占用空间小，不仅可实现钢桁桥梁的高精度高效率施工，而且提高了施工的安全系数[3]。

2.4 施工工艺的选择

分析以上比选，结合本项目工程特点，步履式顶推施工工艺能够满足漠阳江特大桥134m钢桁梁的施工要求，施工安全可控性高、效率高。因此，漠阳江特大桥134m钢桁梁最终选择此工艺进行钢桁梁架设。

3 施工工艺流程

3.1 施工总体布置

钢桁梁杆件在工厂预先加工，根据施工现场地形和场地条件，到场后通过施工便道运至杆件存放场存放，杆件存放区设置在58#-60#墩之间。钢桁梁拼装区设置于60#-61#墩64m混凝土简支箱梁上，并在梁上设置1台180t履带吊用于钢桁梁拼装。

3.2 顶推施工工艺流程

钢桁梁拼装时采用180t履带吊在1#、2#临时墩墩顶将钢桁梁杆件散拼成整体，最后进行顶推施工，顶推完成后在平台上继续拼装下一个钢桁梁节段，如此循环。

具体工艺流程如图5。

3.2.1 临时墩及顶推设备布置

顶推采用多点步履式整体顶推方式，沿桥纵向布置顶推设备，顶推施工时在每个临时墩顶对称布两套顶推设备进行顶推。

顶推到4#临时墩墩顶位置时，将拼装区的2套顶推设备转移至4#临时墩墩顶。

整个顶推过程共使用6套顶推设备。

3.2.2 钢桁梁拼装

（1）钢桁梁杆件在工厂加工完成后，运至现场进行拼装，钢桁梁每个节间长度13.4m，吊装完成后立即进行高强螺栓施拧和桥面板焊接，以确保已拼装完成钢桁梁连接成整体。拼装过程中测量工作及时准确，每安装一个节间，测量一次钢梁中线及各节点挠度，随时判断钢梁制造和安装质量，确保钢桁梁整体线性。

（2）钢桁梁首次拼装3个节段，本工程钢桁梁高度为16m，整体刚度大，结合顶推工艺分析，并在钢桁梁拼装端加配重从而取消钢导梁设置，有效减少了临时工程用量。顶推过程中，1#、2#顶推设备间距26.8m，当只有1#、2#临时墩顶推设备支点受力时（如图6），需保证F2≥0.2F1才能保证钢桁梁的稳定性。

3.2.3 顶推施工步骤

钢桁梁顶推时要求节点受力，顶推设备自动跟随钢桁梁节点步履式行走，工作原理如下：

（1）顶推支撑框架脱离地面，液压顶受力，水平千斤顶向前顶推一个行程（最大前进行程为35cm，实际顶推过程中预留2-3cm的安全距离）如图7。

（2）顶推完成一个行程，支撑框架下落至地面，由支撑框架托梁支撑液压顶，竖向液压顶脱离地面并由纵向顶开始回拉（过程中支撑框架与钢桁梁始终紧贴）（如图8）。

（3）回拉到位后，液压顶受力将钢桁梁向上顶起至支撑框架脱离地面，开始下一个行程顶推（如图9、10）。

（4）当顶推设备将钢桁梁顶推一个节间距后，载荷转换机构的800t千斤顶顶升，将钢桁梁顶离顶推设备的整体式支撑框架，完成受力转换，然后进行顶推设备的整体回退（如图11）。

3.2.4 落梁

钢桁梁顶推至设计里程后，落梁高度为2.047m。本次利用墩顶千斤顶顶升、收落，交替拆除千斤顶下方与临时垫墩上方垫块的方式落梁至设计里程。

3.2.5 钢桁梁顶推施工注意事项

（1）在完成全部高强度螺栓终拧后方可进行顶推工作。（2）顶推一孔梁搭上前面桥墩后，应对临时支架高程进行全面检查，当发现与原有高程不符时应调整。（3）顶推过程中两侧应保持同步。（4）顶推过程中，油泵应尽量并联确保同步，及时进行测量，桁梁发生较大偏差时停止顶推作业，以便进行故障排除。

3.2.6 顶推施工各项安全措施

（1）电力接头采用航空接头以实现“快拆、快接、快装”。（2）每个顶推设备配备专人负责，紧急情况下每分控箱均可紧急停止所有顶推作业。（3）通过钢桁梁顶推垫梁在步履顶推系统上接触情况，每次顶推前都计算好每个顶的受力情况，若主控室显示超过单次顶推计算反力的10%，则立即停止顶推施工，并进行检查，排出危险因素后方可进行顶推。（4）顶推设备在顶推过程中出现故障时，立即停止顶推，由800t顶临时顶起由专业工程师进行检修并须佩戴护目镜。

4 步履式顶推工艺优点、应用前景分析

4.1 步履式顶推工艺优点

（1）钢桁梁节点自适应步履式顶推系统，该设备集顶升、推进、纠偏、跟随和自动回退于一体，可实现钢桁梁顶推过程中的跟随式行走，有效的解决了钢桁梁顶推必须节点受力的难题，确保了顶推施工的线形和顶推施工精度;设备集成化高、自动化高，操作控制安全，方便。该系统的研发，大大节约了大桥施工成本，確保了大桥顶推施工的质量和安全。（2）顶推设备位移与姿态可视化控制系统通过对梁体、顶推设备位置和姿态的传感，将顶推关键参量信号和过程在主控中进行三维立体化实时监视和分析，施工指挥和工作人员能更加清晰的掌握设备的状态。同时，通过控制迭代算法实现顶推系统空间姿态的自动控制和自适应调整，保证设备对梁体顶推的同步性与线性控制。（3）漠阳江特大桥钢桁梁步履式顶推施工，施工风险和难度大，为保证整个施工过程的安全进行，项目组研究出一套使用于钢桁梁步履式顶推施工的安全控制策略，研究了顶推施工过程中的安全节点和质量控制措施，并结合本工程特点，提出顶推过程中科学的控制方法和技术，为大桥安全施工提供保证。

4.2 步履式顶推工艺应用前景分析

（1）钢桁梁节点自适应步履式顶推技术在漠阳江特大桥边跨钢桁梁顶推施工的成功运用，成功解决了钢桁梁顶推过程节点受力的要求，一个节间距推进完成后设备可自行回退至下一节点，同时克服了墩顶水平力控制的难题，提高了生产效率。为项目节约了成本，施工效果好，施工过程安全可靠。（2）本钢桁梁节点自适应步履式顶推技术在漠阳江特大桥边跨钢桁梁顶推施工的成功运用，取得了良好的经济效益和社会效益，推动了顶推技术的进步和革新，为后续类似工程提供技术支持和丰富的施工经验。随着公铁两用共线桥越来越多，以及深沟峡谷钢桁梁桥梁的增多，本技术具有广阔的应用前景和强大生命力。

参考文献：

[1]肖建平.桥梁工程施工[M].机械工业出版社，2007.

[2]张鸿，张永涛，周仁忠，等.步履式自动化顶推设备系统研究及应用[J].中外公路，2012（04）.

[3]白文虎.大跨径钢桁梁步履式多点同步顶推施工技术[J].中国港湾建设，2016（09）.