摘 要： 結合天峨縣縣城三橋工程，對循環(huán)托舉式步履機鋼梁頂推施工工藝原理及控制要點(diǎn)進(jìn)行了介紹，針對重心偏載、軸線(xiàn)偏移及復雜豎曲線(xiàn)或平曲線(xiàn)鋼箱梁的頂推施工難題，結合工程實(shí)際闡述了具體的質(zhì)量控制措施，實(shí)施后取得了良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效，可供相關(guān)工程參考。

前 言

橋梁頂推施工技術(shù)具有費用低，施工過(guò)程平穩、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，且對橋梁下部既有線(xiàn)路的影響較小，目前在以鋼梁為主的橋梁施工中應用較為普遍 [1-2] 。而臨時(shí)結構的設置，加大了頂推施工橋梁的跨度，是頂推施工工藝的又一次革新。但臨時(shí)墩標高設置、梁體施工精度控制以及局部穩定性是變得越來(lái)越不滿(mǎn)足實(shí)際需要 [3] 。因此，研究在復雜路況、橋位無(wú)法設置臨時(shí)墩、交通不能連續中斷等復雜環(huán)境下步履式鋼梁頂推施工質(zhì)量控制是很有必要的。

1 工程概況

天峨縣縣城三橋工程位于天峨縣南部六排鎮云榜村更腦屯八桂小學(xué)附近，橫跨紅水河，距離上游天峨二橋約 6.3km，橋梁起點(diǎn)東接 S317 省道，終點(diǎn)西接 X899 縣道，工程起于 K0+17.545 止于 K0+383.545，橋梁全長(cháng) 366m，主橋設計為（63+2×115+63）連續剛構，主梁為整幅單箱雙室直腹板箱梁，箱梁頂面設與路拱同坡的 2％雙向坡，單幅橋面寬 21m，主墩下部采用雙肢薄壁橋墩，承臺尺寸為 18.1×9.8×4m，其下設計為 6 根準200cm 樁基。1#、3# 為交界墩，2# 為主墩，其中 2# 墩基礎位于紅水河道深水中，墩位處基巖裸露無(wú)覆蓋層，設計樁基嵌入中風(fēng)化板巖層中。

2 施工特點(diǎn)分析

（1）能夠滿(mǎn)足具有復雜豎曲線(xiàn)或平曲線(xiàn)鋼箱梁的頂推，避免梁體拖拉滑移過(guò)程中底板與滑道梁可能出現的應力集中現象。

（2）對于自重較輕、跨越能力較大的橋梁可實(shí)現大跨度無(wú)臨時(shí)墩頂推。

（3）改變鋼箱梁?jiǎn)卧�段拼裝焊接成整體橋面的地點(diǎn)和相對位置，滿(mǎn)足道路正常運輸通行及河道正常通航通行的要求。

（4）采用的專(zhuān)用頂推設備中，設置有多種高精度傳感器，通過(guò)液壓系統和電控系統的精密控制，頂推施工精度高，安全可靠。所有頂推設備通過(guò)網(wǎng)絡(luò )系統集中統一控制，機械化程度高，施工速度快，并且可重復周轉使用，減少材料浪費，符合節能低碳環(huán)保的要求。

3 工藝原理

循環(huán)托舉式步履機鋼梁頂推施工采用的是平推式頂推裝置，其工作原理是先使用豎向千斤頂緩慢將鋼梁頂起，然后使用水平千斤頂將其頂推前進(jìn)，在前端設置墊塊，當水平千斤頂完成一個(gè)行程落梁后，鋼梁即可擱置于墊塊上，完成一個(gè)行程的頂推工作。

頂推過(guò)程包括頂升、平推、下降及回落四個(gè)步驟，是一個(gè)自平衡過(guò)程，其示意圖見(jiàn)圖 1~圖 4，現按照如下步驟對其動(dòng)作原理進(jìn)行說(shuō)明：

（1）頂升：支撐頂升油缸，使鋼梁與落梁調節支座脫離，見(jiàn)圖 1。

（2）平推：頂推油缸，將上部滑移結構與鋼梁形成整體前移，見(jiàn)圖 2。

（3）下降：頂升油缸，上部滑移結構與鋼梁同時(shí)下降，直到油缸與鋼梁脫離，見(jiàn)圖 3。

（4）回落：上部滑移結構向后回到初始位置，進(jìn)行下一個(gè)行程工作，見(jiàn)圖 4。

4 控制要點(diǎn)

4.1 監測頂推過(guò)程

為了保證鋼箱梁的線(xiàn)型要求和應力狀態(tài)與設計要求相符合，應在拼裝、頂推的過(guò)程中進(jìn)行各種工況分析。通過(guò)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)工況下詳細的施工監測及施工過(guò)程控制，確保在#不利狀態(tài)、#大變形的工況下，頂推施工過(guò)程安全可控、質(zhì)量可靠，具體觀(guān)測的內容如下：

（1）鋼箱梁底板、頂板以及內腹板，在#不利工況下，應力的分布情況及其應變、位移分析。

（2）根據當地的風(fēng)荷載情況，分析在風(fēng)荷載作用下各節點(diǎn)的坐標位移變化情況，采取必要的措施及時(shí)糾偏，減小對頂推影響。

（3）墊梁的壓縮變形、標高、沉降的變化以及墊梁施力墩頂推時(shí)的縱向位移�？紤]因焊接累積誤差、溫度變化等因素的影響產(chǎn)生的變形；

（4）測量鋼箱梁在每跨尾部接頭端面的豎向轉角撓度。

4.2 水平頂推控制

在頂推過(guò)程中，可通過(guò)千斤頂的同步來(lái)保證位移的一致來(lái)減小結構偏轉的不利情況的發(fā)生，以減少摩擦力大小的偏差。頂升千斤伸出活塞頂起箱梁，同時(shí)頂推千斤將鋼梁頂推前移，此過(guò)程需進(jìn)行橫向調節控制、壓力均衡控制以及位移同步控制。此時(shí)，主控臺將所有橋墩上的頂推千斤頂的統一動(dòng)作控制，同時(shí)保證所有頂推千斤頂的行程同步。不同橋墩上水平頂推千斤頂的同步控制方法為：以 C1 墩上的 1# 頂為主動(dòng)點(diǎn)，比較其他墩的 1# 頂，若哪臺頂伸缸較慢，則將相應的比例閥的流量增大，反之，則將相應比例閥的流量減小，使得所有的水平頂推頂動(dòng)作行程同步。各墩之間同步精度誤差應不大于 5mm，同墩兩側誤差應不大于 1mm。以 1# 頂為主動(dòng)點(diǎn)，同一橋墩上的水平頂推千斤頂以一定速度伸缸，與 1# 頂比較，其余水平頂為隨動(dòng)點(diǎn)，每臺頂與 1# 頂的位移量差應在允許范圍，若哪臺頂伸缸較慢，則將相應的比例閥的流量增大，反之，則減小相應比例閥的流量。此過(guò)程wuxu同步控制頂推千斤頂縮缸。

使用監視載荷變化壓力變送器在每臺頂推千斤頂上，通過(guò)現場(chǎng)主控臺上的面板或控制器設定同一橋墩上幾臺頂的#大壓差和每臺頂的#高壓力，通過(guò)計算機軟件，實(shí)時(shí)監測每臺頂的載荷變化情況，從而能夠協(xié)調整個(gè)系統進(jìn)行準確地載荷分配。如果同一橋墩上幾臺頂的#大壓差超過(guò)允許偏差或者某臺頂的載荷超過(guò)其#高壓力，系統將會(huì )報警示意，并自動(dòng)停機。此系統為以力控制為輔，位移控制為主的同步控制。

4.3 垂直頂升控制

豎向頂升千斤頂頂起箱梁，主控臺通過(guò)安裝在墊梁和箱梁之間的位移傳感器監測頂升的高度，控制集群頂升千斤頂的統一動(dòng)作，使得兩側頂升千斤頂同步�？刂品椒�為：以其中一側為基準，兩側位移差控制在設定允許范圍內，如果隨著(zhù)側頂升高度增加而位移增大，就將該側比例閥的流量減小，反之，則將該側比例閥的流量增大。

當豎向頂升千斤頂回縮時(shí)，頂推鋼梁和楔塊下降，落到頂推裝置支架上。主控臺通過(guò)安裝在墊梁和箱梁之間的位移傳感器來(lái)監測頂升的高度，控制集群頂升千斤頂的統一動(dòng)作，以保證兩側頂升千斤頂的同步�？刂品椒�為：以其中一側為基準，兩側位移差控制在設定允許范圍內，如果隨著(zhù)側頂升高度增加而位移增大，就將該側比例閥的流量減小，反之，則將該側比例閥的流量增大。豎向頂升同步控制精度不大于 4mm。

將壓力傳感器安裝在每個(gè)受力點(diǎn)上，監控每個(gè)受力點(diǎn)的荷載。通過(guò)現場(chǎng)主控臺上的面板或控制器設定同一橋墩上幾臺頂的#大壓差和每臺頂的#高壓力，通過(guò)計算機軟件，實(shí)時(shí)監測每臺頂的載荷變化情況，從而能夠協(xié)調整個(gè)系統進(jìn)行準確地載荷分配。如果同一橋上幾臺頂的#大壓差超過(guò)允許偏差或者某臺頂的載荷超過(guò)其#高壓力，系統將會(huì )報警示意，并自動(dòng)停機。

4.4 頂推糾偏措施

油泵與千斤頂應配套標定，保證允許偏差符合要求，頂推過(guò)程應按要求進(jìn)行導向，加強監測和糾偏等監控工作。

頂推過(guò)程中應隨時(shí)檢測橋墩墩頂變位，其縱、橫向位移均不得超過(guò)設計規定。頂推過(guò)程中出現主梁預應力錨具松動(dòng)、拉桿變形、導梁變形、拉錨松動(dòng)等異常情況，必須停止頂推，按照要求妥善處理，并檢查驗收，確認滿(mǎn)足要求后方能繼續進(jìn)行頂推。

在頂推過(guò)程中，要隨時(shí)觀(guān)測每個(gè)橋墩上橋梁中軸線(xiàn)是否與設計中軸線(xiàn)一致。若箱梁出現橫向偏位，則啟動(dòng)橫調系統，從而實(shí)現橫向糾偏。在落梁前，拆除滑動(dòng)裝置時(shí)，同一墩臺上的千斤頂應同步進(jìn)行，各支點(diǎn)應同步頂起，同墩兩側梁底頂起高差應控制在 1mm 范圍內；相鄰墩臺上梁底頂起高差應控制在 5mm 范圍內。

4.5 累計誤差控制

主控臺通過(guò)計算每個(gè)受力點(diǎn)水平頂推千斤頂移動(dòng)的總位移，在箱梁的平移過(guò)程中，計算累計誤差，如果累計誤差超出允許范圍，或者通過(guò)全站儀監測到累計誤差超出允許范圍時(shí)，應單好調節某一側油缸動(dòng)作行程，以糾正誤差。

5 質(zhì)量控制

（1）作業(yè)前，清除箱梁頂推障礙物，清潔安裝平臺滑道面并涂四氟粉。按照要求進(jìn)行詳細安全技術(shù)交底。

（2）頂推施工前應清洗干凈各填板、連接板、摩擦面，表面不得有渣滓，應磨平螺栓孔飛邊并保持干燥。

（3）每節段開(kāi)始頂推時(shí)，檢查各部分設施的運動(dòng)情況和松動(dòng)各滑動(dòng)面，應反復頂推、回油二三次，每次 5cm。經(jīng)檢查無(wú)異常后再開(kāi)始正式頂推。

（4）頂推過(guò)程中，應對梁體進(jìn)行撓度、中線(xiàn)偏移、墩頂的水平、豎向位移、標高等進(jìn)行連續性監測，同時(shí)，觀(guān)測臨時(shí)墩位移情況，用千斤頂及時(shí)調整偏差。一旦位移超過(guò)允許范圍，立即停止施力，檢查分析原因，重新調整每個(gè)千斤頂頂推力。

（5）頂推作業(yè)時(shí)，各千斤頂應相互保持聯(lián)系，同步逐級加力。如果發(fā)現螺絲松動(dòng)或導梁桿件發(fā)生變形、混凝土開(kāi)裂、箱梁與導梁連接位置發(fā)生變形等情況時(shí)，應立即停止作業(yè)，進(jìn)行檢查、分析、處理。

（6）在頂推時(shí)，如果遇到頂推力過(guò)大而箱梁不滑動(dòng)時(shí)，應立即暫停頂推，及時(shí)檢查、分析原因，找準解決辦法。

（7）頂推到#后梁段時(shí)，應加強監測，特別注意梁段是否到達設計頂推的#終位置。

（8）當一次頂推時(shí)，為方便糾偏，保證縱移到位，應采用小行程點(diǎn)動(dòng)方式進(jìn)行頂推。

6 結 語(yǔ)

通過(guò)對循環(huán)托舉式步履機鋼梁頂推施工工藝原理及控制要點(diǎn)進(jìn)行分析，對關(guān)鍵施工環(huán)節進(jìn)行嚴格控制，實(shí)時(shí)進(jìn)行施工監控，有效保證鋼梁在整個(gè)頂推精度控制，解決了重心偏載、軸線(xiàn)偏移及復雜豎曲線(xiàn)或平曲線(xiàn)鋼箱梁的頂推施工難題，有效提高施工效率，提升工程質(zhì)量，為類(lèi)似工程施工提供參考。