李科
（中铁十八局集团第四工程有限公司 天津双港 300350）
摘 要：随着我国交通工程建设的快速发展，公路、市政、铁路等交通工程在跨越既有线（铁路、公路、河道）时，由于运营繁忙或场地限制，其它施工方法无法满足要求时，采用常规施工方法，需要增加投资，施工安全风险高。如果采用顶推法从空中完成跨越，不仅能满足施工的要求，且能保证既有线的安全，同时也减少了工程的投资，无疑是一种比较理想的方法。
关键词：大体积构件；既有线；顶推施工
分类号：U445.462
Research on Pushing Construction Technology of Large Volume Components
Li ke
(China Railway 18th Bureau Group Fourth Engineering Co., Ltd.. Tianjin Shuanggang 300350)
[abstract] With the rapid development of traffic engineering construction in China, when crossing existing lines (railways, highways, rivers), other construction methods can not meet the requirements because of busy operation or site constraints, conventional construction methods need to increase investment, and construction safety risks are high. If the pushing method is used to complete the crossing from the air, it can not only meet the construction requirements, but also ensure the safety of the existing lines, and reduce the investment of the project, which is undoubtedly an ideal method.
[keywords] large-volume components; existing lines; jacking construction
1、工程概况
某道路改建工程位于中心城区东部，交通地位十分重要。该工程的建成很好地缓解了长期困扰中心城区东部与开平区之间的交通压力，完善中心城区交通体系。主桥2：采用（3×28）m一个连续单元，立交桥在里程K0+962.5处跨越两股铁路，线间距为5.0m，与铁路斜交，交角75.6°；在里程K1+014.1处跨越一股铁路，与铁路斜交，交角51.4°。采用顶推法施工，顶推梁段长84m，重量为3100t，顶推运行轨迹为竖曲线，R=5000m，T=115.0m，E=1.3325m。顶推过程中最大跨度28m，需要设置19m前钢导梁，顶推行走距离为94.5m。
图1顶推总体布置图
2、顶推总说明、技术参数及各系统
2.1、顶推总说明
顶推段箱梁在20-23#墩之间的满堂支架上进行预制，张拉。拆除支架后受力体系进行转换，箱梁通过滑动系统作用于支承墩上。安装顶推连续千斤顶，钢绞线锚于箱梁内，借助滑动系统，克服摩擦来达到梁体向前顶进，落梁、就位[1]。
2.2、主要技术参数
1、顶推段总重：3100t（含护栏、防护屏等）；
2、顶推前进速度：10m/h；
3、顶推运行距离：94.5米(其中试顶推2.5米)；
4、顶推运行时间：94.5/10=567分钟；
5、顶推就位轴向误差：±20mm；
6、滑道安装精度：滑道顶面标高为R=5000m竖曲线，高差不大于1mm。
2.3、顶推各系统
顶推系统主要由支承、滑动、导向及纠偏、导梁、牵引索及动力等系统组成[2]。
1）支承系统
在顶推过程中存在多次体系转换，根据顶推段的预应力配置情况，需在20-23#墩中间设置3排临时墩，间距16m，采用8根Ф800mm*14mm的钢管桁架结构，管间纵横向设置三道横联，二道斜撑，桩基础，桩顶设置矩形承台。
2）滑动系统
滑道为点式滑道，临时地及永久墩上设置9组，两滑道中心间距3.5m，为钢箱结构，顶宽80cm，铺2mm厚不锈钢板，上涂抹硅脂润滑剂，满铺规格为79×50×3cm的四氟乙烯滑块，抗压强度不小于10MPa。同时制作部分薄厚不一的滑块备用。滑块顶用塑料薄膜覆盖严密。为保证箱梁纵向之间梁底的衔接，以及顶推过程中四氟乙烯滑块能够顺利塞入，滑道钢板纵向两侧做成斜面，坡面处填干硬沙（以利于拆模后能顺利掏出），并保证柔性支撑比刚性支撑侧高5mm，以保证梁底的平顺[3]。
3）导梁
导梁长1900cm，由3段组成，预埋段（长3m）、中段（长8m）、前段（长11m），钢导梁采用变截面形式，根部梁高2.77m、最前端梁高1.6m；上、下翼缘采用变宽及变厚过渡，宽度由0.7m变为0.55m、0.4m，厚度由36mm变为28mm、24mm、20mm；腹板高度随梁高变化，厚度由30mm变为24mm、16mm。各节段间采用10.9级M27、M22高强螺栓联接，通过横联形成一体。
4）牵引索及动力系统
选用ZLD300连续千斤顶顶推系统，包括：4台ZLD300连续顶推千斤顶、4台顶推泵站、1台笔记本无线主控台及联接系统的高压油管、控制电缆、设备至电源的电源电缆。横向布设千斤顶中心间距80cm,单顶顶推力300吨，总计1200吨。
反力座设置在23#、24#、25#墩顶系梁上，反力座采用钢板焊接而成，通过钢板直接焊接永久墩系梁上。在箱窒内设置2组拉锚器，每组拉锚器钢绞线的中心间距80cm，采用9根Φ15.24mm钢绞线穿过顶推千斤顶锚固于拉锚器上。
5）导向及纠偏
在23#、24#、25#、L1#、L2#、L3#墩两侧均设置限位装置6对。限位装置由连接钢板和导向轮组成，通过可调丝杆（高强螺栓)与限位骨架连接，限位装置骨架采用40b槽钢制作，通过相同型号槽钢连接成一个整体与限位墩顶钢板焊接。在顶推过程中，限位滚轴边距离箱梁接触面预留2cm活动量，顶推时通过调节丝杆的长度来进行梁体纠偏。
3、顶推施工
3.1试顶推
顶进距离为2.5m，记录顶推力大小、摩擦力大小、运行速度、各系统工作情况、受力情况相关参数，并与理论参数进行对比，对顶推工艺进行优化。
3.2正式顶推
1）顶推步骤
在准备工作全部完成后，各顶推组负责人对各顶推系统进行检查，确认正常后，总指挥下达开始顶推命令进行顶推。顶推先采用手动模式，然后转换到自动运行同步模式，主控台操作人员利用笔记本中控台，使4台千斤顶统一同步顶推，进行主梁的自动连续顶推[4]。
分次顶推94.5m，用时576分钟，箱梁顶推至设计位置，落梁，施工桥面系。
3.3、落梁
1）顺桥向在23#-26#墩的每横系梁上分别安置两个800t的千斤顶，千斤顶的顶底面应垫一块3cm的厚钢板。
2）顶推就位后安装永久墩支座，同时在支座上铺设800*800mm*1cm的钢板作为保险墩，每次拆除1块，缓缓落梁。
3.4、施工监测
1）横向位移监控
在导梁顶面、箱梁顶板前后端中线位置固定一个小棱镜，分别在顶推前、每顶进2m、顶推就位后采用全站仪观测小棱镜，根据测设的小棱镜位置推断箱梁及导梁的横向位移偏差。用同样方法，对临时墩顶部位移进行监控。
2）导梁挠度监控
采用水准仪法对导梁挠度进行监测，测点设在导梁前端断面上，横向共2个测点，分别在顶推前、每顶进2m进行观测。如大于设计值时，顶推应立即停止，分析相关数据，查找原因，确保没有问题后再继续顶进[5]。
4 顶推过程理论分析
施工顶推过程采用MIDAS程序进行分析、计算。
4.1、顶推过程最不利工况
1）梁段后端离开22号永久墩时，悬臂16m，此时在3号临时墩顶处产生最大正弯矩，M=39291.6kN.m，此时3号临时墩墩顶处梁体单元上缘有1.3Mpa左右的压应力；
2）顶推梁段就位时，在23号永久墩与24号永久墩跨中处对应的梁段产生最大负弯矩，M=-23415.9 kN.m，此时相应梁段单元下缘有0.7Mpa左右的压应力。
4.2、顶推过程中梁体倾覆稳定性
1）顶推梁段离开1号临时墩时，顶推梁体后段悬臂16m，梁段抗倾覆系数为18.4；
2）导梁前端到达24号墩时，导梁与9m长的梁段处于悬臂状态，抗倾覆系数为44.0。
施工要求抗倾覆系数不小于1.3，此两种最不利工况下均满足要求。
4.3、顶推过程牵引力作用下墩身检算
1）竖向力
由MIDAS计算结果：顶推过程中，在23号永久墩上产生的最大竖向反力为Fz=11652.5kN。
2）水平力
作用于23号永久墩墩顶上的水平力为：Fy=11652.5x0.1x1.3=1514.8 kN。
3）23号墩墩身截面检算
永久墩为双柱墩形式，检算时按单柱检算，相应作用在墩顶的反力值为：Fz=5826.3kN，Fy=757.4kN。23号墩墩高8.0m，水平力在墩底截面产生的弯矩为M=757.4x8=6059.3kN.m
墩底截面程序检算结果：
STRESS OF CONCRETE
MAX: 89.39477 MIN: 0
STRESS OF STEEL
MAX: 637.5076 MIN:-915.5029
混凝土压应力：
钢筋的拉应力：
满足规范要求。
各施工工况验算结果表明，在整个施工过程中，主梁的施工应力控制能满足规范的要求。在第二施工阶段，拆除全部顶板束后，箱梁支点上缘以及跨中下缘出现了0.6Mpa左右的拉应力，在规范规定的0.70f‘tk=1.855Mpa范围之内，之后的施工阶段，箱梁未出现拉应力。最大压应力也出现在施工第一阶段未拆顶板束之前，箱梁下缘9.24Mpa，满足规范要求。
5、结论
本桥顶推距离为94.5米，最大顶推跨度28m。顶推运行轨迹为直线，顶推重量为3100t。顶推过程中结构空间受力明显，解决了顶推过程中柔性墩受力问题；顶推运行距离长，解决了设备稳定性、同步性的问题；就位后箱梁中线偏差小，很好解决了顶推导向及纠偏等问题；后锚为混凝土齿块，受力更合理，方便了施工；解决了大吨位、大跨度混凝土构件在顶推过程中的连续、平稳、安全等多项问题。
参考文献
[1]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(3):178-180.
[2]苏国明，孙爱田.预应力混凝土梁拱组合桥梁顶推施工新工艺[J].铁道标准设计,2009(11)：
[3]扬沪湘，陈湘林.预应力连续梁顶推技术的成熟，公路，2001(3):10-13
[4]王卫锋,林俊锋,马文田.桥梁顶推施工导梁的优化分析[J].工程力学,2007(2)
[5]秦卫雄.连续箱梁顶推法施工工艺，湖南交通科技，2003(3):87-89
