多点同步顶推技术在杭州秋石三期钢箱梁施工中的应用

 杨浩  梁桥

(1．中铁大桥局集团第二工程有限公司  南京  210000；

2．中国中铁四局集团有限公司  合肥230000)

摘要  杭州市秋石快速路三期工程主线S235～S261段位于既有艮秋立交桥正上方，属于城市繁华路段既有线施工，施工组织困难、安全风险极大。文中通过秋石三期钢箱梁顶推施工，介绍多点同步顶推技术，不仅提升了单次顶推的重量，减少顶推作业的次数，而且提高了顶推效率，缩短了既有线施工作业时间，降低了施工风险。

关键词  多点同步顶推  同步控制  既有线施工施工支架  曲线顶推

1工程概况

  本工程为主线跨越艮秋立交和艮秋立交匝道钢箱梁结构，其中S235～S261连续钢箱梁结构长度1  011. 144 m，S237～S255号墩钢箱梁由于跨现有艮秋高架，位于秋涛北路正上方。现场道路示意图见图1。

本工程在施工过程中存在以下困难。

 (1)本工程位于杭州市秋涛北路正上方，既有线施工，施工机械难以展开，施工场地难以满足吊机站位的要求。繁华路段，车流、人流量大，安全防护等级、施工风险极高。

 (2)本工程总工期为24个月，钢箱梁施工时间仅为6个月，工期紧。

 (3)主桥钢箱梁达到17 374.7 t．顶推总量很大，施工组织困难。桥面最大纵坡3. 55%，最大平面曲率半径2 500 m，顶推的过程中要经历上下坡及曲线，极大地增加了顶推施工的难度。

2钢箱梁顶推施工总体方案

 本标段共6联26孔，墩号为S235～S261。根据现场情况及钢箱梁结构特点，其中S235～S237，S255～S256采用350 t汽车吊吊装，S237～S255钢箱梁采用顶推法施工，S256～S258跨作为顶推法施工钢箱梁的组拼平台。其中直接吊装有7孔，采用顶推施工有19孔。

在组拼平台（组拼平台横断面见图2）安装2台50 t龙门吊，利用50 t龙门吊将钢箱梁节段单元吊装至组拼平台上进行单跨钢箱梁结构组拼。待单跨钢箱梁组拼完成以后，然后采用顶推平移设备将此每跨单元向前顶推至桥位，待钢箱梁移出组拼平台后即可进行下一轮顶推平移单元的组拼，重复上述步骤直至钢箱梁顶推单元安装完毕。

3顶推支架设计

 顶推施工支架是顶推施工的主要施工结构，本工程施工支架的设计要充分满足结构受力

要求，同时也受到现场施工场地和交通的限制。顶推施工主要采用了型钢十钢管和贝雷梁十钢管的组合形式，其中跨越艮秋匝道的S44～S45墩为一跨式双层加强型贝雷梁结构，支架的跨度35m，是全桥施工支架受力的最不利工况，施工支架的横断面见图3。

S245～S246号墩顶推支架支撑纵梁采用双层加强型贝雷梁，贝雷梁上设横向分配梁213 2a，横向分配梁2132a（端头处为213 2b）上铺设滑道梁，滑道梁采用2HW300×300，桩顶分配梁采用214 5b，钢管立柱采用直径630 mm×8 mm，采用专业设计软件Midas对S245～S246号墩顶推支架进行整体建模分析，计算荷载按顶推过程中等效的移动荷载模式进行模拟，计算模型见图4。

计算结果满足施工要求，见表1。

4  多点同步顶推技术

4.1顶推支点布置

本工程钢箱梁采用整跨顶推的方案，单跨顶推最大的重量达到850 t，采用多点同步顶推的技术。单跨钢箱梁设置4组滑块，每组滑块设置3个支点，支点间利用连接系连成整体，顶推的过程中，不仅降低单个支点反力，同时也保证施工支架的安全。顶推的支点均布置在箱梁横隔板和腹板相交的位置，避免顶推过程中，顶推反力过大造成钢箱梁的变形损坏。45 m跨钢箱梁支点布置及荷载示意图见图5。

4.2顶推设备

顶推的过程中，每组滑块设置1个载荷50 t，顶推行程1000 mm的顶推千斤顶。顶推千斤顶采用组合式设计，后部以顶紧装置与滑道连接，前部通过销轴及连接耳板与被推移结构连接，中间利用主液压缸产生驱动顶推力。液压顶推器的顶紧装置具有单向锁定功能。当主液压缸伸出时，顶紧装置工作，自动顶紧滑道侧面；主液压缸缩回时，顶紧装置不工作，与主液压缸同方向移动。顶推千斤顶与滑块采用销子进行连接，与滑道梁的槽形轨道之间，采用夹轨器夹持轨道两侧20 mm厚钢板，为顶推提供反力。4组滑块共提供200 t的顶推动力，满足顶进的要求。每个顶推滑块设置一个载荷150 t的竖向千斤顶，调整行程600mm，通过竖向调节满足竖曲线变换要求。顶推设备示意图见图6。

4.3同步控制

 顶推施工的过程中采用液压同步顶推施工技术，通过行程及位移传感监测和计算机控制，实现数据反馈和控制指令传递，全自动完成同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能。顶推施工支架按单个支点100 t的反力进行设计。施工过程中，监测各个顶推滑块的支点反力，通过油缸的调节，使得顶推过程中，每个支点反力控制在80 t以内，当单个支点反力超过80 t时，监控系统将发出报警信号，油缸主动回油，将单点支撑反力降到80 t以下。当支点出现反力减小或者脱空的状况时，油缸将主动起顶，避免个别支点脱空造成附近支点反力急剧上升的状况发生，确保在顶推过程中，每个顶推支点反力均满足施工要求，保证施工的安全。

5结语

 本工程中钢箱梁顶推采用液压同步滑移施工技术，具有以下的优点。

 (1)采用多点同步顶推施工技术，将顶推的重量平均分配到每个支点上，大大降低了单个支点的反力，顶推施工支架的设计较一般的4点顶推更为轻巧，解决了大跨度钢箱梁顶推荷载大，导致施工支架设计上受力难以满足要求的问题。

 (2)采用多点同步顶推施工技术，减少了既有线施工的作业次数和作业时间，提升了施工效率，有效地规避了长时间既有线的施工风险。

 (3)顶推的过程中，运用了计算机同步控制，液压系统传动加速度极小、且可控，有效保证整个顶推过程的稳定性和安全性。

 多点同步顶推技术在秋石三期钢箱梁顶推施工中发挥了重要的作用，对于城市桥梁既有线顶推施工技术的应用有一定的指导意义。