凌祥彬

（中铁十九局集团第二工程有限公司，辽宁辽阳 111000）

0 引言

被广泛应用于现代桥梁施工中的顶推施工技术，有很多值得推广的优点，其在施工过程中很少有高空作业的情况，安全性相对较高，且施工占地面积小等。不仅如此，顶推施工技术对于不同施工现场还可以调整施工侧重点，并根据对施工项目的考察结果来选择合适的施工方式，从而充分发挥顶推法技术的优势，以进一步提高工程质量。

1 工程概况

某工程项目2#桥梁全长6.2 km，171#—174#为一联40 m+64 m+40 m 连续梁。该桥梁的172#、173#梁在鱼塘，171#、174#梁在鱼塘堤坝。观测桥梁施工地区的地形、地质条件等环境因素，最优的箱梁施工方式是使用顶推技术。

本项目顶推技术的施工步骤为：将钢导梁安装到箱梁首段的前段位置，然后增强预应力，退出悬臂，调整顶推距离，重复此套操作，直至所有环节的施工完成为止。

2 顶推施工技术的主要形式

2.1 单点式顶推技术

单点式顶推施工技术，是指在主梁的预制场或桥台附近放置好顶推装置，同时将滑动装置放置在每个桥墩前面的支点位置。使用单点式顶推施工技术还要配备两种装置，其中一种是作用在梁体上，利用水平千斤顶和桥梁两侧的钢钎拉动；另外一种装置是将水平千斤顶和竖直千斤顶的力量结合，向前移动顶推梁体。单点式顶推技术的优点是操作较容易，缺点是梁体、滑轨之间摩擦力过大，特别是在顶推开始阶段和后期阶段尤为明显，梁体滑动更困难。

另外，由于桥墩缺乏水平千斤顶，因此其在水平力的作用下往往会导致所使用设备出现往前面方向移动的情况而增加安全事故的概率。鉴于此，在使用单点式顶推技术时，一般会将滑道设置于桥墩混凝土垫块上方（通常为临时搭建）；该滑道主要组成部分是聚四氟乙烯滑块以及表面光滑不锈钢板，并在施工过程中连续不断地把聚四氟乙烯滑块加入滑道的后方，让滑道顺利从前段滑出，从而保证梁体的顺利前进。

2.2 多点式顶推技术

多点式顶推技术不同于单点式顶推技术，除了数量不一样，还在桥梁所有桥墩上都另外放置一个较小的千斤顶，目的在于更好地分散桥梁的承重压力，同时有效减少梁体和千斤顶所产生的摩擦力。但必须注意的是，在运用多点式顶推技术时，应保证所有的千斤顶同步进行。

此外，在多点式顶推技术的施工过程中，水平力往往能得到较好的分散，因此桥墩均匀受力。但是，为了保证施工活动能够顺利进行，还要在施工现场安装一台统一管理桥墩上每个千斤顶的中央控制设备，以有效控制工作现场情况。在最后步骤中，要防止多点式顶推技术在顶推过程中发生位移现象，采用多点式的顶推滑道结构，保证梁体始终以匀速滑动的状态工作。

中央控制设备的功能是保证千斤顶同步工作，分散桥梁的水平压力。也就是说，多点式顶推技术需要所有的千斤顶同时工作，而中央控制器能够起到控制千斤顶工作的作用，包括启动设备、前进、改变方向与停止工作。在此工程中，为了避免因桥墩承载压力和摩擦力不同而导致的位移问题，一般会采用顶推技术滑道，以保证梁体顺利移动前进。

3 顶推法技术的应用

3.1 顶推施工方法简述

依据该桥梁施工的特点以及施工现场的环境，该工程在施工过程中优先采用的是电脑控制的液压同步顶推法。此种施工方法具有较高的精确度，保证顶推行程无误速度稳定。该系统的构成主要包括滑轨、滚轮下车、侧向限位装置、液压顶推系统等部件。在运作过程中，液压顶推滑移系统的平均速度约12 km/h，因为其加速度非常小，所以在计算过程中统筹忽略不计（图1）。

图1 液压同步顶推系统工作示意

（1）要在滑道上，靠紧侧向挡板的位置安装液压顶推器顶紧装置，利用销轴和被推移结构连接主液压缸缸筒耳板，液压顶推器主液压缸伸缸推动被推移结构向前移动，让侧向挡板提供顶推反力。

（2）顶推被推移结构在液压顶推器主液压缸连续伸缸的一个行程中不断向前移动一段步距。

（3）被推挤结构随着一个行程伸缸的结束而向前移动一个步距，随后顶紧装置、液压顶推器主液压缸缩缸会和滑道挡板松开，随着主液压缸一起向前移动。当主液压缸完成一个行程的缩缸之后，拖动顶紧装置也随之向前移动一个步距，结束一个行程的顶推滑移工作之后，再次从初始步序开始下一个行程的步序。循环操作，直至工作全部完成[1]。

3.2 滑移梁和滑移轨道设计

将滑移梁下翼缘和拼装平台钢梁焊接连接，使滑移梁安装在拼装胎架上。顶推器所施加的推力要让滑移过程中的所有滑靴和滑轨检的摩擦力F 保持平衡，根据工程施工的实际情况分析顶推力大小，摩擦力的计算公式为：

F=滑靴在结构自重作用下竖向反力×1.2×0.15（滑靴与滑轨之间的摩擦因数为0.13～0.15，考虑到工程的安全性，取0.15 为摩擦因数，1.2 为摩擦力的不均匀系数）。

在滑移过程中，总摩擦力大小T=300×1.2×0.15=54 t。通过计算可知，此工程的顶推力最小约54 t。

采用的是多点式顶推技术，每条轨道上平均设计2 个顶推点且每个顶推点放置一台型号YS-PJ-50 的液压顶推器。该型号顶推器每台额定顶推驱动力50 t，因此每条轨道上总顶推力的设计值为100 t，大于计算值54 t，满足滑移施工的条件。

在该桥梁施工工程中，滑移轨道中心线重合于滑移梁中心线，轨道主体由16a 槽钢和侧挡板构成，所以焊接16a 槽钢和滑移梁上翼缘，抵消滑移过程中的水平推力，并起导向的作用。另外，本桥梁施工中的侧挡板材料是Q235B，规格为20 mm×40 mm×150 mm，在16a 槽钢翼缘两侧焊接，能够消抗滑移推力和水平力对施工的影响。

用双面角焊缝焊接连接侧挡板、槽钢轨道和滑移梁，每块侧挡板焊缝承担不超过124 kN 的顶推反力。焊缝设计高度hf=10 mm时，焊缝设计强度：N=σ×0.7hf×lw=160×0.7×10×（150-2×10）=146 kN。

其中，σ 为角焊缝抗压强度，单位MPa；lw为焊缝计算长度，单位mm。因计算数值146 kN＞124 kN，故满足设计要求。

3.3 限位设计

限位设计的目的在于防止结构偏移出现在滑移的过程中，因此本工程设计了H300 mm×300 mm×10mm×15 mm 型钢及滚轮构成作为侧向限位措施。

3.4 导梁设计

如果滑移过程中结构抗倾覆系数始终高于1.5，那么就能够保证工程的稳定性。本工程的导梁设计为结构前段导梁截面和结构下弦截面相同，且长度为9 m，使用180 mm×6 mm 钢管支撑作为平面立面材料[2]。

3.5 顶推节点设计

顶推节点的作用是传递水平滑移过程中的顶推力，本工程施工时利用销轴固定结构尾部横梁上的液压顶推器前端和被推移构件上的耳板，其中顶推耳板的材料规格为板厚20 mm，材料是Q235B。

3.6 落梁

落梁作为此工程施工中的最后一个步骤，要保证结构能够稳定的落在永久支架上。因此本工程在结构滑移到计划位置时，将结构永久支座安装在顶起的结构柱顶，液压千斤顶也随着滚轮小车后液压的拆除而下降[3-5]。

3.7 顶推施工控制要点

顶推施工控制的要点有两个：

（1）注意位移观测工作。在检测过程中，如果发生梁体偏移或是墩顶偏移问题，要利用千斤顶调整位置。此时要想准确观测位移情况，要进行坐标换算，不断观察，当位移临近最大设计允许值的时候，要停止施力并开始重新分布各墩施工[6-7]。

（2）科学核算顶推力度。各墩顶的支点反力要根据工程情况确定，千斤顶的数量根据摩擦力而定，施加牵引力的力度根据支点反力来确定。

（3）确保滑道整洁。由于滑板可能会在施工过程中随着梁体滑动，应安排两个工作人员共同负责滑道，同时移除滑道上杂物，避免影响梁体的移动。

4 结语

综上所述，顶推法在目前的桥梁施工中应用比较广泛，但是要想保证工程质量，应严格按照施工流程操作，依据桥梁施工的具体环境调整顶推吨位，使滑道与侧限系统符合设计规范，确保工程高质量完成。