苏州漕湖桥梁钢箱梁顶推施工技术的控制措施

吴 强

中铁十六局集团第三工程有限公司（313000）

1 钢箱梁顶推施工的优势

顶推技术已逐渐成熟，并越来越多地用于桥梁的钢箱梁的建造中。 采用这种施工方法，保证了桥梁施工的安全性和稳定性， 对周围冲击面积小，并且相应的施工周期较短。其可以显著缩短桥梁项目工期， 并确保桥梁项目在相关合同指定时间内完成。另外，用于顶推施工技术建造的设备体积小，不需要起重设备或脚手架，该设备运输方便，可以减少人力的投资。 在施工中不会因施工而中断交通，可以在建筑工地中使用。在桥梁钢箱梁中采用顶推施工技术可以有效地节省材料，减少桥梁建设资金的投入。建筑区域稳定且集中，在建筑中非常安全，也适合现代化施工企业的科学管理。

2 工程概况

X352 县道改扩建工程 （原漕湖大道准快速化工程）2 标段， 西起石港路， 东至乐路， 长约 3.93 km。 现位基本沿现状漕湖大道，以隧道形式 下穿S228、五星路后接地，以高架桥形式向东延伸穿越规划中央公园后，与现状太东路相接。

桥梁工程包括新建主线高架桥1 座，主线桥与苏路东侧起桥，向东跨越中央公园（规划）、元和塘和相城大道后接地，主线高架桥全长1 203.6 m；在元和塘以东设置上下匝道桥一对、 人非坡道桥一对，匝道桥长200 m，人非坡道桥长60 m。

3 顶推施工技术建造要求

在苏州漕湖桥钢箱梁施工项目建设施工过程中，施工的基本条件是确保项目桥梁结构的安全性和稳定性，要确保在规定的时间内进行施工。首先，桥梁的钢箱梁顶推的施工应确保平坦，底板的高度和刚度满足相关的设计要求，这样才能进行后续施工。 其次，必须严格控制预应力钢筋和埋藏部分的位置，以确保其位置符合设计，并能满足现代化施工要求。 坚决避免出现错误而仍在错误施工的情况， 这将严重影响后续施工。 在顶推施工技术施工中，还必须保证混凝土铸件的质量，混凝土的质量将直接决定桥梁施工的安全性。 不仅会影响路桥的施工，还会影响施工人员的安全。 最后，必须确保对模板的组装进行机械化处理， 以避免操作中不必要的错误影响后续的结构。 需要在主梁的前端安装导向梁，并且必须安装钢框架。 长度保持在推力的0.6～0.8 倍，刚度应在1/9～1/15。连接方式应牢固，提升力不得小于相关推力的两倍。安装顶推时，检查安装位置并测量轴和梁部分的高度。 在确认符合要求后才能进行下一阶段的施工。在推进过程中，必须做好引导和校正轴线高度的工作。

4 桥梁钢箱梁顶推施工的技术要点

4.1 钢箱梁顶推技术施工准备阶段要点

在苏州漕湖桥钢箱梁项目施工的准备阶段，施工人员必须根据起重设备连接系统回路， 并以自动方式调试设备， 以确保执行器正常运动。 在执行调试工作时， 现场相关的施工人员必须通过主控制台启动泵站，并执行气缸缩回和膨胀操作，以验证操作状态。同时，必须配置检测设备的相关组件。 在完成了手动系统调试后，切换到自动模式，以检测协调情况。 如果发现检测异常，则应及时进行故障排除，直到正常协调所有系统为止。

4.2 钢箱梁顶推施工要点分析

在试顶推阶段， 施工人员应首先对钢箱梁以及顶推设备的电气进行检查， 确认无异常后再开展试顶推作业。 施工人员首先对泵站进行调节， 并且需要加载40%压力，以便现场开始顶推，直至顶推到爬行装置的油缸无法推动。 在这个阶段现场的施工人员应对设备和机械系统进行检查， 通过相关的检测正常后应继续进行加载运行。 如在试顶推中出现移动异常的情况时，应首先解除架约束，并在技术人员的指导下加载试验， 以确保施工现场顶推点能正常移位。 当各顶推点能够移动时，应停止顶推作业，并对机械设备进行检查，检查无异常后则可以继续进行顶推施工。 确认试顶推正常后，即可正式开始桥梁顶推施工。 施工人员应根据桥梁底部对各支座顶推进行动态监测。 同时要对各顶推点的状态进行实时的跟踪监测。 在钢箱梁的支撑结构周围有杂质杂物时，要将及时清理干净。

4.3 顶推施工控制技术

顶推施工可以采用自平衡顶推装置，其在运行中不会产生水平推力，这在一定程度上减少了对设备下部支架的影响。 同时进行顶升钢箱梁施工，并且还可以用于对梁顶推的水平位移进行纠正。 在顶推施工中，施工技术人员应选择相对高精度油表进行控制顶推力。 一旦在施工中有顶推力不平稳或者结构变形等情况出现时，要停止顶推作业，并根据相关的应急预案进行技术故障排查。 在顶推过程中加强对顶升力相关参数变化的实时监测，在对梁段进行顶推时要控制准确性，并应在顶推的所有施工阶段均控制到位的准确性。

4.4 轴线控制技术要点

在桥梁钢箱梁顶推技术的项目现场施工时，由于梁两侧可能存在顶推不同步，会对桥梁轴线产生一定的影响，导致桥梁线形与设计标准不一致。 施工人员要加强对顶推同步性的控制，提高千斤顶精度的能力， 同时要监测轴线在顶推中的偏位情况，如果发现存在超过相关设计值，应及时采取相应的调整措施，保证轴线的准确性。 在定位钢箱梁施工时，要实时观测轴线情况，并通过调整待安装轴线以及各梁段的方式来控制轴线，以确保钢箱梁线形与相关的设计线形一致[1]。

4.5 顶推同步技术要点

同步控制是顶推施工中的核心环节，施工人员需要采取调节千斤顶的方式提高现场顶推工作的一致性，防止结构偏转。施工人员可以在同一支撑架选择一台千斤顶设为主动点，根据伸缸速度控制随动点千斤顶速度，以确保所有千斤顶误差控制在设计允许的范围内。 如出现千斤顶伸缸速度不同步，施工人员可通过调节阀流量的方式进行控制。 当千斤顶位于不同支架上时，在确定主动点后，根据伸缸速度对轴线上其他支撑上的千斤顶速度进行调节，通过调节比例阀的方式保证千斤顶的同步性[2]。

4.6 顶推纠偏控制技术

施工人员在顶推中应通过全站仪对梁体中心线和墩位偏移情况进行监测，并通过侧移液压缸对滑移块进行侧向调整，从而实现对箱梁结构位置的纠偏。 施工人员应在顶推下进行纠偏，且要连续观测墩顶水平位移， 如发现在顶推中存在明显位移时，要及时对荷载进行调整[3]。

5 苏州漕湖桥钢箱梁施工技术控制措施

5.1 准确检查高度

在苏州漕湖桥钢箱梁施工项目施工中，结构是控制线路高度的关键因素之一，钢箱梁属于大型的结构体系。 因此高度控制在桥梁的施工中极为重要。 可以使桥梁的高程在给定的时间内保持平衡。在路桥施工中，经常会遇到弯曲的路面以及出现一些交叉点或者是与直线的不同的情况，相关的技术人员可以根据现场桥梁的公里数计算。 如果是用于单跨度等级要求相对较低及相关的流量较小的路段可以扩大基础。 如果是单跨较大等级要求较高，同时道路中车流量较大的桥梁时，必须要采取桩基加强公路路基的基础结构，防止沉陷影响桥梁的标高[4]。

5.2 加强压力和温度控制

在建设苏州漕湖桥钢箱梁施工项目中，钢箱梁的推挤会在施工各个部分产生应力，因为钢箱梁的位置不断变化，在不断变化的中每个部分都会出现负弯矩交替出现。 在此过程中，除了垂直压力外，端部还必须承受水平推力。 因此，在钢梁的顶推施工过程中，应及时进行钢箱的监测。 检测桥梁大梁和关键部位的张力变化，掌握结构的强度状态，需要确保受力设计在允许的范围之内。 确保实现并防止不均匀的力或错误导致安全事故。 其次，在钢箱梁的施工过程中，温度变化引起的侧向挠度通常很严重，而钢箱梁存在明显的挠度，因此在现场的施工中，应注意温度条件。 如果工作在高温下进行，则有必要对钢箱梁进行相应的冷却处理，如果在寒冷的天气下进行施工，则必须进行加热以防止受到外部环境的影响[5]。

5.3 防止梁体偏移

在苏州漕湖桥钢箱梁施工项目过程中，如果桥梁的梁体发生了严重的偏移，会对整个桥梁的建筑施工带来安全威胁，导致桥梁施工无法进行，同时还会对施工现场和工作人员带来安全隐患，造成建筑施工企业严重的经济损失，并且对企业形象造成负面影响。 为了防止梁体偏移，需要在顶推中设置偏位预警值， 当偏位达到相关设定的预警值时，要立刻停止施工。 并根据实际情况完成纠偏工作，整改完后再继续进行施工。 在顶推中要实现施工的动态监测，在钢箱梁顶面设置中线偏移监测点，在顶推的过程中要进行项目现场的连续监测，当钢箱梁吊装平台后，在梁底面纵板处标线刻度1 cm，同时在墩内侧对应腹板进行标记， 这样能够保证顶推中，设备的操作人员观察两侧是否同步，并且在施工中可以及时发现钢箱梁是否出现一定的偏移状态，当发生异常情况时，需要进行及时的纠正[6]。

5.4 横向偏移的控制措施

5.4.1 偏移的规律

顶推施工中，应对梁体进行纠偏、避免产生横向偏移。 横向偏移随着施工进行而不断累积，当偏离中轴线过大时，会造成桥墩受力分布不均，局部应力过大，顶推滑移困难，增加施工安全隐患。 纠偏工序通常耗时较长，频繁纠偏将会在一定程度上影响施工工期。 纠偏阀值是指在保证受力安全的前提下，允许梁体产生偏移的最大值。 合理选择值在较少纠偏次数前提下，保证结构受力和安全。 综合分析横向偏移的规律，合理提出纠偏阀值[7]。

5.4.2 横向纠偏装置

纠偏装置应具有足够承载力，应承受纠偏中的荷载。 不同工程的纠偏存在一定差别，但横向纠偏装置可分为被动和主动两种模式。 被动纠偏设置在梁两侧的反力架，其构造与滑板基本一致。 梁体接触的斜面光滑，梁体顶推时，利用楔形板的分力对梁体进行纠偏。 主动纠偏装置是当梁体横向偏移大时，需将梁体快速复位。 横向千斤顶安装于桥墩的钢支架上，梁体偏移时，启动一侧的千斤顶强迫梁体移动。 平移顶推时缺乏支点，需搭设纠偏用的反力支架，施工后再将支架拆除。 在一些较小的桥梁工程中，为节约时间和成本进行违规操作，将千斤顶横向放置于梁体与盖梁之间，如图1 所示。 千斤顶顶推产生的荷载将产生不利的影响，存在开裂隐患[8]。

图1 横向千斤顶纠偏梁体

6 顶推施工同步控制

1）同步顶升过程。 通过控制泵站工作，完成顶升行程， 此时传感器会反馈油缸的实际的工作过程，由控制系统调节泵站比例阀，然后控制顶升的速度，实现设备同步顶升和脱离垫梁，为下次同步前进准备（如图2 所示）。

图2 同步顶升过程

2）同步前进过程。 通过系统控制泵站的工作，平推过程的传感器反馈油缸的行程，实时调节泵站的比例阀，控制前进的速度，实现顶推同步前进上限（如图 3 所示）。

图3 同步前进过程

3） 同步下降过程。 顶升传感器反馈油缸的过程，调节泵站比例阀，控制下降速度，实现顶推下降到垫梁上，使上部的滑移梁脱离，为后续的退步做准备（如图 4 所示）。

图4 同步下降过程

4）全速后退过程。 顶推的上部结构后退到初始状态（如图 5 所示）。

操作循环以的上动作，以完成钢梁顶推到预定位置。

图5 全速后退过程

7 结语

随着我国桥梁工程建设的增加，钢结构桥梁施工工艺也得到了广泛的应用，在我国钢结构桥梁应用最为广泛。 钢箱梁顶推工艺的实践，为今后桥梁的施工积累了丰富的经验，在实际应用中，应不断研究其施工技术，为其他桥梁顶推施工提供必要的参考。