跨铁预应力连续梁顶推施工浅析

【摘要】叙述某跨铁连续梁施工过程，对施工过程进行说明，包括支架体系、滑道设置、导梁设计施工和顶推过程以及落梁等问题，并对控制要点进行分析说明

【关键词】预应力，连续梁，支架，滑道，导梁，顶推施工

1 工程概况

1.1 设计概况

某桥主线桥梁横跨京沪铁路，相交角度为83.2度，梁体结构为40+40+40m预应力混凝土连续梁，箱梁采用单箱四室箱形截面，混凝土型号为C50，直腹板，腹板厚由60cm变化到40cm，施工缝位置设置1.5m厚顶推横隔板。

本桥分三段进行施工，跨铁路部分计划采用顶推施工，顶推段长度为56m，其它两段现浇段长度为32m，顶推方向至东向西。

1.2 顶推施工计划

顶推分阶段进行，第一阶段试顶推，第二阶段顶推至前导梁上滑道，第三阶段利用列车运行间隙顶推，第四阶段调整支座锚栓位置同时顶推至箱梁就位。

2.顶推施工前的准备工作

2.1 支架体系

本桥顶推施工所需支撑墩共2个组合墩和6个临时墩。L1-L6临时墩设置钢管柱，通过横向、纵向钢管焊接以及槽钢作斜撑连成一个整体，几个组合墩支架体系与临时墩类似。作为顶推过程中重要的受力、传力结构，同时为了增加支架体系的稳定性，在两个相邻的盖梁上用精轧螺纹钢筋拉紧，其余位置用满堂支架搭设，形成整个支架体系。这样整个支架体系可以提供滑道和顶推梁段预制的平台，同时共同承担顶推过程的水平力。

2.2 滑道设置

滑道设置在箱梁腹板的位置，宽0.6m，共4道，设置在主墩及临时墩盖梁上。滑道顶板、底板及肋板采用厚钢板，为了方便喂入滑块，纵桥向两侧各0.2m设置15%的坡度，同时保证顶推导梁能上30#墩滑道，滑道纵向设置4‰的坡度（顶进方向为上坡）。

滑块采用橡胶聚四氟乙烯板，其抗压强度不低于15Mpa，防止顶推过程中滑块压碎。因箱梁混凝土直接浇筑在滑块上，为保证滑道板之间不被灰尘、水及灰浆污染，滑块顶用0.5mm厚铁皮覆盖严密。滑道钢板纵向两侧15%斜面处填干硬沙（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5-10mm，以保证梁底的平顺。

2.3 导梁的设计

钢导梁的作用是减少顶推时前端箱梁悬臂状态下的负弯矩，一般取主梁刚度的1/6～1/10。导梁分三段加工，前段、尾段及预埋段，预埋段埋入梁体为1.5m。导梁前端1米范围设置10%斜坡，以便导梁能够顺利滑动至滑道上面。导梁的每根主梁与顶推段主梁连接处设置6根直径25mm的精轧螺纹钢筋，顶推前每根精轧螺纹钢筋设置初拉力，这样设置精轧螺纹钢将导梁与混凝土梁通过预施加应力加强连接。

2.4 顶推段梁体预制

顶推段梁体的钢筋、混凝土、预应力施工严格按照设计图纸和施工规范的要求执行。针对顶推的特点，有几点需要特别强调：

（1）普通钢筋要强调安装质量。特别作为顶推法施工，有关专家文献指出，构造钢筋是避免顶推过程中混凝土开裂的关键，特别是滑道位置部位的底板钢筋和腹板预应力处的防崩钢筋尤为重要。

（2）预应力施工。特别注意预应力损失，竖向预应力的张拉质量，纵向通索张拉质量以及压浆质量。作为对应腹板下前期通索压浆 ，前期如果压浆不密实 ，会导致滑道底板开裂。注意一个细节，合理设计导梁与梁体连接处的宽度，不影响腹板和底板预应力施工。

3. 箱梁顶推

3.1 顶推原理

顶推的基本原理是箱梁重量通过滑块作用于支撑墩上，由墩身传至承台和桩基上。待箱梁施工完毕以后，利用千斤顶通过钢绞线拉拽箱梁，当顶推力大于滑块与滑道板之间的摩擦力时箱梁向前移动，最终使梁体就位。整个顶推系统由承重墩、滑动系统、顶推牵引索及动力系统组成，在主墩设反力点，牵引索是利用钢绞线穿过连续顶推千斤顶并与梁后端的锚点连接组成的。

3.2 顶推施工准备

（1）箱梁支架拆除，搭设顶推梁作业平台。

（2）清理滑道，掏出四周的干硬灰及夹在滑板与梁底之间的干硬沙，并保证滑板与下滑道之间的清洁。

（3）按要求穿顶推钢束，顶推钢绞线通过后锚在梁底与前端千斤顶连接，设初张力并单根顶紧，并且保证对应孔的钢绞线一致，不能出现缠绕、交错的情况。。

（4）横向限位装置的安装。在临时墩盖梁及主墩盖梁上安装横向限位装置，千斤顶在限位支架的钢板槽内固定，在顶推过程中，可以调节千斤顶顶力调整梁体的方向。

3.3 顶推施工

3.3.1 试顶推

开启动力系统，控制千斤顶同时施力试顶，试顶时，记录试頂时间和速度，根据实测结果与计算结果比对进行调整速度，做好以下几项重要数据的测试记录：

（1）顶进速度；

（2）控制采取点动方式操作，以供顶推初步到位后，进行精确定位提供操作依据。试顶过程中，应检查桥体结构和关键受力部位；

（3）记录梁体启动时顶力的大小，四氟板与不锈钢板之间的摩擦系数

3.3.2 正式顶推

按照顶推后续计划进行顶推作业。首先选择手动模式，检查在各级顶力状态下各受力结构变形情况。主梁滑移后转换至自动运行模式，进行主梁的自动连续顶推。

在顶推过程中，注意对主梁的轴线进行观测，如果发现主梁轴线偏离设计轴线，应通过限位千斤顶，在顶推过程中进行纠偏。随着主梁向前推移，各临时墩受力也在不断发生变化，在主梁压力及摩阻力作用下，临时墩及主墩会出现失稳或强度破坏的可能性，需要保持监测。

3.3.3 落梁就位

梁体顶推就位后，在30-31#主墩盖梁顶设置8台千斤顶将梁体顶起5cm，然后拆除滑道、导梁，拆除临时预应力，张拉后期预应力束，再利用千斤顶进行落梁至永久支座上。起落梁时严格控制箱梁高度，相邻各顶点高差不得大于2mm，尽量减少箱梁内力，并在千斤顶旁设置临时保护墩，并且千斤顶钢绞线不能松开，直至落梁就位后，方可拆除千斤顶及钢绞线。

4. 结论

（1）支架体系搭设是整个顶推施工成功的前提，合理设计临时墩和主墩所组成的支撑体系，加强联接和加固处理，尽量确保在整个顶推施工中不会出现支撑结构失稳或者强度破坏。

（2）滑道和导梁的设计不仅需要满足在顶推工程中的刚度、强度及变形要求，同时还需要考虑施工操作的方便性和可行性，如设置合理的坡度，滑道钢板纵向灌沙。

（3）顶推过程中受反复变化的剪力和弯矩，钢筋和预应力施工质量是防止顶推过程中混凝土开裂的关键，整个顶推过程应力和支架也需要重点监测。

（4）顶推过程中主要控制顶推梁前后轴线的偏位、千斤顶同时工作状态、滑块的进出以及梁体内的应力，同时还要检查整个支撑体系状态，事实证明整个控制方法方便安全可行。

参考文献：

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陈青 连续粱桥的顶推施工技术[ J] 国外公路.1998（2）

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

范立础. 预应力混凝土连续梁桥[ M] . 北京： 人民交通出版社， 1988

施帆，男，助理工程师，1988年出生，2010年7月毕业，华中科技大学，道路桥梁与渡河工程专业，学士学位。