纪 强

(河北省交通规划设计研究院有限公司 石家庄市 050000)

1 工程概况

某桥梁全长241.6m、全宽24m，平面位于缓和曲线上，纵坡0.5%，采用一孔45m钢-混凝土组合梁跨越高速公路。其中上部结构采用2.2m高钢梁，下部结构桥台采用重力式U型台，桥墩身为盖梁柱式墩，基础为桩基础。为保障新建桥梁下方高速公路的安全及正常运营，需要在施工过程采用必要的保障措施。

2 施工方案选择

由于跨越段下方高速公路建筑限界及安全运营的要求，常用的跨越施工方案有顶推法[1]、水平转体法[2]、悬臂浇筑法[3]以及支架浇筑法[4]。

综合考虑水平转体法方案技术难度较大且施工费用相对较高；悬臂浇筑法方案需要设置防护棚，防护棚施工与高速公路运营相互干扰，存在一定安全风险；现浇支架法方案对高速公路运营的干扰最大，作业周期较长且人车安全风险大。因此，结合项目场地局限性和施工方案的安全性、经济性和工期，选择采用顶推法方案。

3 钢梁顶推施工

3.1 节段划分

钢梁采用横向分片、纵向分段的形式划分加工(运输)节段，梁体横向分为1片，纵向分段由施工单位根据实际吊装和运输能力对梁体进行节段划分，节段箱梁间联结方式主要采用工厂焊接与工地现场焊接相结合的方式。梁体设计时采用顶底板等长的方式，工厂预制时综合考虑焊接间隙、桥梁纵坡等因素对其调整。

3.2 顶推施工准备

(1)拼装平台

在0#桥台松桃方向一侧开挖既有山体，结合本桥的特点，在 0#桥台后端做基础地基处理，使基础具有足够的承载力，以保证生产过程中基础不发生沉降。在钢梁腹板处设置3个条形台座，桥台背墙高度如能先施工至支座垫石高度，则地面标高与支座垫石高度基本一致。台座上对应各个钢梁拼装节段设置拼装垫块(部分兼做顶推时落梁垫块)，垫块高度510～530mm。在钢梁拼装前，需对各垫块标高进行测量，其标高误差需控制在相关技术规范要求范围内，防止垫块高低不一造成梁体在拼装及顶推作业过程中产生较大的局部应力。

拼装平台的作用兼有钢梁节段拼焊、浇筑桥面板与湿接缝、顶推的功能。钢梁节段在拼装平台上一次拼焊完成，并安装结合梁桥面板，浇筑桥面板湿接缝。拼装平台立面图、平面图见图1、图2。

(2)临时墩施工

在既有高速中间分隔带处，设置临时墩并预压。临时墩建议采用管桩施工，基础采用管桩静压式插入。临时墩墩顶往下3.2m位置，墩柱需做成分体式，通过法兰，采用螺栓连接，以适应落梁需求。墩顶平台平面尺寸为9m(顺桥向)×3.5m，平台标高与桥台标高基本一致。临时墩应具有足够的强度和刚度，临时墩预压荷载不得低于墩顶反力120%。

图1 拼装平台立面图

图2 拼装平台平面图

(3)钢导梁安装

钢导梁采用工字形、变高度、实腹钢板顶推专用导梁，后端高度与导梁安装位置处的钢梁高度一致，长度为15m，宽度为6.5m，钢导梁前端设0.3 m×2.2m鼻梁，两片主梁纵向由5节3m拼装成型，平面联系和横向联系采用型钢联系。导梁与钢梁端面采用焊接或高强螺栓连接。详见图3、图4。

图3 钢导梁立面图(单位：mm)

(4)顶推平台布置

顶推单元安装在拼装平台条形台座及桥台、临时墩墩顶的顶推平台上，平台应有足够的承载力，同时应保证平台的水平，并使用水平仪检测，水珠偏移一侧不得大于2mm，以保证顶推施工过程中，顶推单元的滑箱不发生变形。各平台标高应基本一致，标高差不应大于1cm。

图4 钢导梁平面图

(5)顶推设备安装

在拼装平台区域安装3套顶推装置，0#桥台顶推平台、临时墩顶推平台、1#桥台顶推平台上各安装一台顶推装置。

(6)顶推设备空载调试

按标牌指示对应连接油管；安装传感器及传感器位置调节；通讯电缆连接，查看各传感器是否有信号传输至控制系统显示屏上；空载联机调试。

3.3 顶推施工

(1)钢梁拼装

拼装钢导梁并逐段焊接钢梁节段成为整体，整桥钢梁节段一次在拼装平台上拼焊完成，并安装结合梁桥面板，浇筑桥面板湿接缝。见图5。

(2)步履式顶推

主要推进工序：顶推梁体行进至0#桥台(图6)；继续往玉屏方向顶推梁体至临时墩(图7)；继续顶推，在梁体尾端即将脱离0#桥台顶推单元后部的钢垫梁时，在0#桥台、1#桥台的台身搭设钢垫梁(兼做落梁临时支墩)，此后的顶推过程中，梁体均落在此钢垫梁上；继续顶推梁体至1#桥台，梁体到达设计位置(图8)。

图5 梁体拼装

图6 梁体到达0#台

图7 梁体到达临时墩

图8 梁体到达设计位置

(3)梁体尾端脱墩

梁体尾端通过顶推平台，梁体尾端由简支状态转化为悬臂状态，需要防止瞬间的扰度变化造成的梁体损伤。顶推装置钢垫梁均设置在顶推单元后部，梁尾端最终通过钢垫梁的顶程，前行至脱离该平台垫梁位置，在该循环中利用顶升顶缓慢下放至自然扰度状态，顶升顶回油后不再参与顶推(图9)。

图9 梁体尾端离开支墩操作示意图

(4)钢导梁上墩

钢导梁到达前方墩时，由于梁体下绕，钢导梁无法直接通过顶推单元后部的钢垫梁，需要先将钢垫梁上的活动垫块抽除，让钢导梁鼻梁部分到达顶升千斤顶上方，使用顶升千斤顶逐层抬高钢导梁至水平标高。

图10 钢导梁到达顶升千斤顶上方

(5)横向纠偏

在顶推作业过程中，如发现梁体轴线偏移设计位置(使用全站仪测量)，可在控制系统显示屏对话框内输入需要纠偏数值，顶推系统在顶推过程中自动对梁体进行动态纠偏。

3.4 落梁施工

(1)临时支墩布置

千斤顶支垫、落梁临时支墩均由整体式垫块和活动垫板两部分组成，整体式垫块安装在底部，活动垫块板安装在顶部。整体式垫块采用钢管制作，两端采用钢板封闭，钢板伸出翼缘采用螺栓连接增强支柱稳定性，层高为60cm。活动垫板由钢板层层堆叠而成，每块钢板尺寸450mm×450mm×40mm，中间掏空，边缘留实体50mm宽。活动垫板顶部放一块450mm×450mm×10mm钢板，增加支墩(支垫)的受压面积。

(2)落梁千斤顶布置(图11)

由于落梁高度高，千斤顶支垫稳定性差，所以落梁千斤顶采用倒装形式。千斤顶安装位置确定后，在梁体底部对应位置焊接4根M20螺栓，用于承载千斤顶自重。0#桥台台身、1#桥台台身各布置2台700t千斤顶。千斤顶布置应对称，位置避开桥梁成型后的支座设计位置。

图11 落梁千斤顶布置

(3)临时墩墩顶平台拆除

使用汽车吊吊绳绑紧墩顶平台并施加一定力，拆除墩顶平台与钢立柱的连接螺栓，将墩顶平台吊下。

(4)导梁拆除

顶推完成之后，采用支垫及千斤顶，将导梁抬高至初始水平标高，消除悬臂所产生的应力。在支垫支撑下，拆除钢导梁与梁体的连接螺栓，吊离钢导梁。钢导梁与梁体连接部分作防锈处理。

(5)支座安装

根据设计对桥墩支座处支座的类型、产品规格、安装方向严格检查，安装时按安装温度进行预偏，同时确保支座水平放置。

4 结束语

依托工程采用顶推法施工，取得了较好的效果，大大缩短了跨越段工期，有效地保障了整个项目的按时完工，可为钢-混凝土组合梁快速跨越既有高速公路施工方案选择提供参考。