顶推施工钢箱梁设计与施工关键技术

顶推施工钢箱梁设计与施工关键技术

摘要 顶推施工在钢箱梁中应用越来越多。本文从钢箱梁顶推施工设计流程和钢箱梁顶推施工中的关键问题两个方面介绍了顶推施工在钢桥中的应用。

关键词 顶推法；钢箱梁；设计；施工

中图分类号u448 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）41-0180-02 0 引言

顶推法是出现于20世纪60年代，最早应用于钢桥，但由于其并不比直接架设方便，因而未得到广泛的应用。但在20世纪末其在混凝土梁桥中得到了广泛的应用，因而获得了新的生命力，并使顶推技术不断成熟。目前，在国内国际上又出现了将顶推法应用于钢桥的趋势，但对于钢桥顶推法的设计工艺研究较少见。顶推施工的主要思路是梁在预制场地预测好，然后再推顶到位，再进行下一节段的预制。

1钢箱梁顶推施工设计流程 1.2 钢箱梁顶推施工设计原则

在钢箱梁桥顶推施工过程中，存在的主要问题为顶推过程中梁的局部区域应力集中现象明显，为了减轻应力集中现象，需从顶推施工的设计方案入手，目前主要从以下两个方面来考虑： 1）在满足顶推施工要求的前提下，使顶推结构的自重尽量降低。

如在洪山大桥的顶推施工中，为了减轻顶推结构的自重，在主梁就位后，采取了安装行车道案的措施大幅减小了顶推时的重量，使得钢梁整体与局部的受力状态都得到了很大的改善；

2）对施工方案上进行修改，如增大聚四氟乙烯板面积减小局部应力或增加临时墩的布置减小反力 。 1.2 钢箱梁顶推施工构造特点

当钢梁的截面形式基本确定的情况下，在设计钢梁的具体截面尺寸时，应考虑一些细部的构造措施，以保证其在施工过程中的安全。当采用顶推法施工钢梁时，钢梁在构造上应考虑以下几个方面： 在保证成桥后运营安全的情况下，尽量增大底板厚度并减小底板宽度。这样既不会增大钢材的使用量，又可以改善支承点的局部受力性能，并对梁截面的抗弯性能影响较小：

注意横隔与纵隔的刚度分配。钢梁的设计原则为次要构件安全系数小于主要构件，即当荷载较大或操作不当时，次要构件要先于主要构件发生失稳，避免因主要构件失稳而引起整个结构的破坏；一般采用u型肋作为纵隔的加劲肋，其优点为可以在微量增大钢材用量的前提下，大幅度提高结构的局部稳定性；为了增大成桥阶段的抗风安全储备，可在梁体设置分流板和导风嘴等抗风构件。 1.3 钢箱梁顶推施工桥设计理念的探讨

如果对钢梁设计不考虑顶推施工中的施工荷载的影响，而采用传统的设计方法设计钢梁的截面，再根据其采取顶推法，而在局部

部位进行补强，一般采用采用施工方案的调整或局问加大构件尺寸以达到顶推施工的要求，这样的设计往往过程复杂，且设计出来的梁截面形式不经济。目前广泛认同的方法为在钢梁截面初始设计时，即将顶推的施工荷载考虑进来，然后再根据成桥阶段的受力特点和施工的特点，对钢梁的局部进行加强设计，这样不仅能保证在成桥阶段和顶推施工过程受力合理，且能确定主梁在顶推过程以及成桥阶段具有良好稳定性和受力性能。 1.4 顶推力的控制

在多点分散顶推施工中，单个千斤顶所施加的顶推力需大于顶推过程中的摩擦力，梁体才会被推动，即：

式中：fi为i号临时墩处的顶推动力装置的顶推力；ni为i号临时墩处的支点瞬时(最大)支反力；fi为i号临时墩的支点处顶推装置的相应摩擦系数；ai为i号临时墩处的纵坡率，“+”为上坡顶推，“-”为下坡顶推。

因此，临时墩顶推力大小受临时墩支撑力的控制，在施工过程中对纵向支撑力进行时实监测。对于支撑力恒定的临时墩，顶推力也为恒定的，其大小应根据以前记录数据来确定。在顶推施工过程中，要确保支墩的顶推力与摩擦力相对应，防止支墩上出现较大的水平顶推力的不利情况。 1.5 钢箱梁轴线控制

为了保证钢梁在顶推过程中的横向偏移量小于±l0mm，在每个

临时墩上，需设置可调节的导向限位块，并且通过各个临时墩两侧千斤顶的顶力变化进行钢梁的纠偏与导向。

在顶推施工过程中，测量人员要采用全站仪实时监测各墩的梁体中心线的偏位情况，当发现钢梁中心出现线偏移时，应采用临时墩两侧的千斤顶及时调整，调整目标为各墩顶偏位均在设计要求范围之内。钢梁的纠偏必须在顶推过程中进行，在钢梁就位后不可进行纠偏工作。临时墩顶的水平偏位测量要连续进行，需做到第一时间发生钢箱梁出现“爬行”现象或位移过大情况，当遇到这种情况应停止顶推作业，重新设计各墩顶力分布。 1.6 合龙段的控制

合龙段的施工是钢梁顶推施工过程中最为关键的工序。钢梁合龙，对气候的要求较高，需选择低温或温度均匀、日照不强烈时段内进行合龙安装，在合拢施工中时实进行高程、平面位置测量，并在所选定时间内，一次完成顶推施工。

合龙口的宽度测量为合龙段测量工作的重点，在合龙前要对其进行实时监测。高程测量并不起控制作用，其利用索塔位置处的控制点进行。合龙过程是一个连接匹配过程，只要将两边的钢梁对齐连接即可。

1.7 施工控制原则

施工控制是以确保施工过程中以及成桥后结构受力状态和主梁线形满足设计要求为目标，在施工过程中对各种影响成桥目标的参

数进行修正，合理的设计成桥状态为目的。在对本桥钢箱梁顶推施工控制中，要以结构的应力和主梁线形作为双控指标，并以线形控制为主，而应力控制为辅。 1.7.1 受力要求

反映顶推施工中结构受力的因素为钢箱梁的应力以及临时墩的支反力，在钢箱梁顶推施工中，要保证主梁的应力以及临时墩支反力在容许范围之内，这样，才能确保结构的安全。 1.7.2 线形要求

线形主要是主梁的轴线和标高偏位，钢箱梁项推施工完成后，主梁轴线偏位也要控制在允许范围之内，主梁的标高要满足设计标高的要求。 2 结论

在顶推钢梁桥设计中，需将顶推施工的工况考虑进设计中，而不应该将顶推施工单独采用局部加强措施来考虑，这样不仅增加了资金投入，且并不完全可靠。 参考文献

[1]戴杰.钢箱梁斜拉桥主梁顶推法施工阶段控制研究[d].西安：长安大学，2009.

[2]魏民.广州新光猎德大桥钢箱梁顶推关键技术研究[d].成都：西南交通大学，2008.

[3]苏魁.钢箱梁斜拉桥顶推施工关键问题研究[d].上海：同济

大学，2006.

[4]陈恒山，吴静，陈湘林.顶推法施工在桥梁工程中的应用[j].中外公路，2006，26(3)：178-180.

[5]郭胜飚.公路桥梁钢箱梁顶推施工技术探讨[j].中外建筑，2008(7)：

202-204.