摘  要：本文作者對橋梁頂推施工方法進行了總結，闡述了其施工原理和施工工藝，指出其優缺點和不足之處。

 

　　關鍵詞：頂推法；施工技術；橋梁工程；應用分析

 

　　Abstract: This paper summarizes the bridge incremental launching construction method, introduces its construction principle and construction process, and points out their advantages, disadvantages and shortcomings.

 

　　Key words: pushing method; construction technology; bridge engineering; application analysis

 

　　中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

 

　　我國將要修建的各類橋梁中，中等跨度的多跨長箱梁橋占有相當的比例，而我國大型架梁吊裝設備嚴重不足，所以頂推法是適合我國國情的一種較好的建橋方法，其發展前景是廣闊的。隨著預應力材料強度和預應力工藝水平的不斷提高，設計計算理論和方法的不斷改進，以后頂推施工配套技術的將會日益完善。

 

　　50多年前，頂推法施工技術就已經在德國運用，中國運用這一技術大概也有三十多年了。頂推施工方法的雛形來自早期鋼橋的拖拉法、導梁拖拉法、縱向連接拖拉法等，它用千斤頂取代了傳統的卷揚機滑車組，用板式滑動裝置取代滾筒。這一取代使施工方法得到了發展和提高，從而降低了用滑車組卷揚機拖拉在啟動時造成的沖動，板式滑動裝置避免了滾筒支承線接觸作用引起的應力集中。

 

　　1 頂推法施工原理

 

　　頂推法是梁體在橋頭逐段澆筑或拼裝，用千斤頂縱向頂推，使梁體通過各墩頂的臨時滑動支座面就位的施工方法。施工原理是沿橋縱軸方向的臺后設置預制場，分階段預制梁體，縱向張拉預應力筋后，通過水平千斤頂施力，借助滑移裝置和頂推裝置，將梁逐段向前頂推，就位后落梁并更換正式支座。

 

　　單點頂推的動力學原理為，當集中的頂拉力滿足下式時，梁體才能向前移動：

 

　　H>ΣRi（fi±αi）

 

　　Ri-第i橋墩（或橋臺）滑道瞬時的垂直支反力；

 

　　fi-第i橋墩（或橋臺）支點相應的靜摩擦系數；

 

　　αi-橋梁縱坡坡率，正為上坡頂推，負為下坡頂推。

 

　　多點分散頂推施工的動力學原理為，當ΣFi滿足下式時，梁體才能向前移動：

 

　　ΣFi>Σ(fi±αi)Ni

 

　　Fi-第i橋墩（或橋臺）千斤頂所施的力；

 

　　Ni-第i橋墩（或橋臺）支點瞬時支反力；

 

　　fi-第i橋墩（或橋臺）支點相應摩擦系數；

 

　　αi-橋梁縱坡坡率，正為上坡頂推，負為下坡頂推。

 

　　2 頂推施工方法的優點及不足之處

 

　　隨著頂推能力的增加和頂推機具的發展，頂推施工方法在連續梁以外的橋型正在廣泛的應用，如拱橋和斜拉橋等的施工。斜拉橋一般是在場地、運輸條件受限的情況下才選取采取頂推施工法的，和懸臂拼裝施工相比，頂推方法施工大量的臨時墩和頂推點復雜的局部構造勢必造成經濟上的浪費，但是頂推施工在一些方面上還是有優勢的。

 

　　頂推施工方法的優點可概括為以下幾點：a.頂推施工的橋梁一般單跨頂推力通常在50到100t之間，遠比梁體自重小，所以頂推設備輕型簡便，不需大型吊運機具，保養與運輸方便，適合特殊場地使用。如水深較小浮吊不能進入的河流或者深谷等。b.對橋下地基和凈空無要求，不影響通車或通航，由于預制場通常設在岸上，搭建拆除簡單，混凝土或者是鋼構件運輸方便。c.對混凝土橋的頂推施工來說，澆筑混凝土僅需一套模板周轉，節省材料；施工工廠化，易于質量管理。搭設平臺的材料大多為型鋼和鋼板，便于取材和重復利用。d.場地固定集中，便于安全施工，受環境干擾小。e.工作條件相對較好，所需勞動力比較少，勞動強度相對不高。

 

　　頂推施工方法尚存的不足之處：a.由于頂推懸臂彎矩不能太大，且施工階段的內力與運營階段的內力也不能相差太大，所以頂推只適宜較多跨，跨數太少極不經濟。b.對于多孔長橋，因工作面所限，頂推過長，施工工期相對較長。c.對于橋的形式有一定要求，彎橋只能是曲率恒定的橋梁，而且通常要求梁高不變，底面是直線。

 

　　3 頂推法施工工藝

 

　　項推方式是根據主梁長度、設計頂推跨度、橋墩能承受的水平推力、項推設備和滑動裝置等條件進行選擇的，例如單點頂推、多點項推或雙向頂推等。主要流程如圖1所示。

 

　　3.1 布置預置場

 

　　預置場地應設在橋臺后面的橋軸線的引道或引橋上。若為多點頂推時，可在橋兩端設場地，從兩端同時頂推。預置場地應考慮幾個長度，包括梁段底板與腹頂板預置長度、梁段懸出時反壓段的長度、機具設備材料進入預置作業線的長度和導梁拼接長度；預置場地的寬度應考慮梁兩端的施工作業的需要。為了便于混凝土的養護，預置場地上空宜搭設固定或活動的作業棚，。

 

　　3.2 頂推裝置

 

　　頂推裝置由千斤頂、高壓油泵、拉桿(束)、頂推錨具(自動工具錨、拉錨器)組成，頂推動力一般使用水平千斤頂或自動連續千斤頂及其配套的普通高壓油泵或專用的液壓站作為動力裝置，拉桿體系最早使用精軋螺紋鋼，1988年以后逐漸采用高強鋼絲束、鋼絞線束群錨體系，拉錨器的施力位置由拉箱梁腹板兩側逐漸過渡到拉箱梁底板的方式，并由穿過箱梁頂、底板布設傳力型鋼演變為僅在箱梁底板中心線預留孔插入牛腿式鋼塊拉錨器。拉錨器的間距應能保證墩上千斤頂有施力點和便于主墩上千斤頂統一更換拉索以提高頂推工作效率

 

　　3.3 滑移和導向裝置

 

　　滑移裝置可分為：a.普通的滑移裝置；b.起循環作用的滑移裝置；c.起連續作用的滑移裝置；d.導向裝置及其他附屬裝置。滑道一般采用單滑道板形式，滑道板為一塊整鋼板，置于滑道墊塊鋼架之上。該種形式的滑道能很好的承受各向作用力，而且標高容易控制，拆除也較方便。

 

　　為了控制梁體在頂推過程中的中線始終處于規范范圍內，必須設置橫向導向裝置。尤其在圓曲線上頂推，橫向導向裝置顯得更加重要。糾偏器裝在預制臺座前臨時墩的兩旁，且固定一對，以控制每段梁尾端的橫向位置，保證梁尾與預制模板正位接頭。頂推時，作好橫向偏差觀測，主要觀測主梁和永久墩的彈性橫向位移。

 

　　3.4臨時墩和導梁

 

　　為了在頂推的過程中為了減少過大的懸臂彎矩，可設置臨時墩和導梁。

 

　　在連續梁的跨度大于頂推跨度時，宜設置中間臨時墩，在不設臨時墩時，為滿足安裝鋼導梁和連續梁前期頂推抗傾覆的要求，在制梁臺座前和連續梁第一跨內設臨時墩，作為頂推施工的過渡段，保證梁體線形與已經頂推出去的梁體完全一致，避免大梁從制梁臺座上頂推出去以后，與接灌的下一梁段出現大的轉角。臨時墩應能承受頂推時的最大豎向荷載和最大水平摩阻力引發的變形。在此原則前提下，盡可能降低造價，便于拆裝。為提高臨時墩的穩定性，防止臨時墩在箱梁頂推過程中產生較大的水平位移，保證頂推安全，將臨時支墩與相鄰的主橋墩和制梁臺座進行撐拉連接，用水平或斜拉鋼絞線束臨時加固。

 

　　導梁設置在主梁前端，可為等截面或變截面鋼板梁，導梁結構必須通過設計計算，從受力狀態分析，導梁的控制內力是導梁與箱梁連接的最大正、負彎矩和下翼緣的最大支點反力。國內外的施工經驗表明:導梁長度一般為頂推跨徑的0.6至0.7倍，較長的導梁可以減小主梁的負彎矩，但過長的導梁也會導致導梁與箱梁連接處負彎矩和支反力的相應增加，合理的導梁長度應是主梁最大懸臂負彎矩與使用狀態支點負彎矩基本接近。導梁的剛度對主梁內力的影響遠較其長度對主梁內力的影響為小。導梁的剛度在滿足穩定和強度的條件下，選用較小的剛度及變剛度的導梁，將在頂推時減小最大懸臂狀態的負彎矩，使負彎矩的2個峰值比較接近。此外，在設計中要考慮動力系數，使結構有足夠的安全儲備。為減輕自重最好采用從根部至前端為變剛度的或分段變剛度的導梁

 

　　3.5落梁

 

　　落梁工作是全梁頂推到位后將梁安工在設計支座上的工作。施箱梁頂推到位以后,逐節拆除鋼導梁,解除縱向臨時預應力索,張拉后期縱向預應力索,并對管道壓漿,達到強度后進行落梁工作。落梁即將箱梁頂起來,拆除頂推用的滑道裝置,并將永久橡膠盆式支座就位安裝,將箱梁均勻平穩地降落到永久支座上,再固定永久支座。

 

　　4 結語

 

　　質量責任,重于泰山。橋梁的質量問題與人的生命財產息息相關，并直接影響到社會的進步和發展，無論是機關干部還是與建筑有關的人士都應該重視道路橋梁的質量問題，用自己的智慧和雙手為國家建造最堅固的橋梁。

 

　　參考文獻：

 

　　[1]劉大洋.頂推法施工工藝的探討[J].四川建材,2007(3).

 

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　　[3]秦占海.淺談某大橋主橋連續箱梁頂推施工技術[J].廣東建材

 

　　[4]郭勝飚.公路橋梁鋼箱梁頂推施工技術探討[J].中外建筑