中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團企業(yè)。
近年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和社會的不斷地進步，造成了城市道路擁堵現(xiàn)象嚴重，為使交通壓力能得到有效的緩解，很多交叉要道也相繼增設(shè)下穿或橋梁的施工，由于特定的施工環(huán)境和條件下傳統(tǒng)的施工方案并不能滿足工期和確保通行的要求，便促使了新的施工方法的產(chǎn)生。本文以鄭州市東四環(huán)107輔道跨連霍高速鋼箱梁頂推采用新型步履式平移施工工藝為例，針對本項目的特點,對影響鋼箱梁的受力參數(shù)做了詳細的對比分析,研究制定了相應(yīng)的施工方案和操作流程，在實施過程也出現(xiàn)一些未能預(yù)料的問題，同時作為現(xiàn)場主管安全者也受到一些啟發(fā)，在這里與大家分享。
關(guān)鍵詞：頂推鋼箱梁分析；鋼箱梁頂推作業(yè)；重點監(jiān)測
一、頂推鋼箱梁施工應(yīng)用分析
本項目第一聯(lián)箱梁位于（橫跨）霍高速之上，設(shè)計采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)。為了確保施工期間高速正常通行，由于受場地限制，施工采取步履式頂推施工法。該段鋼箱梁全長140米，梁中心線處高2.8米，頂板寬32.5米，底板寬24.577米，兩頂面設(shè)2%的雙向橫坡，底面水平，整個梁位于1.9%和2.77%的縱坡段。分為三跨（40米、60米、40米），在實際的施工中分為15個小節(jié)組裝現(xiàn)場而成，其中1-12節(jié)（長度為113.88）利用臨時支架現(xiàn)場拼裝焊接成型，與42米的導(dǎo)梁連接成一體為頂推段（圖），該段總重為2574.9噸（包括導(dǎo)梁101噸在內(nèi)）。安裝導(dǎo)梁的目的是為了能順利的引導(dǎo)梁體橫跨60米（高速公路）到達對面的支撐架上。該段箱梁通過頂推行走114.22米到達設(shè)計位置。13-15節(jié)待頂推完成后現(xiàn)場吊裝焊接而成。頂推作業(yè)是利用18個臨時鋼支架上安裝18個頂推單元，分別對稱布置在軸線兩邊8700毫米處，一個小頂推單元豎向頂升力為2*500噸，縱向水平推力80噸，橫向水平力100噸，縱向頂推最大行程1000毫米，左右（橫向）調(diào)整幅度最大為100毫米。在頂推裝置與鋼箱梁底之間設(shè)鋼墊梁，以分散鋼箱梁底部支座反力，在頂推裝置前后各設(shè)鋼墊塊做臨時支撐，臨時支撐墊塊截面0.75*0.6=0.45平米，每節(jié)高度分別在500-800毫米左右，根據(jù)各部位高度計算而得的，另配足夠數(shù)量的小鋼板做臨時調(diào)節(jié)用。每個小頂推單元由兩個500噸的液壓千斤頂組成，每兩小單元布置一臺液壓泵站和一套PLC分控制系統(tǒng)，18個小單元都受PLC集成主控制系統(tǒng)控制。頂推設(shè)備安裝完成后進行手動模式和自動模式調(diào)試。直到排除故障，調(diào)試合格。
二、鋼箱梁頂推作業(yè)前準備
1、對梁體上焊點進行100%檢驗，保證所有焊點穩(wěn)固無松動現(xiàn)象，并對梁體上進行清場檢驗，并將跨連霍上部分的鋼箱梁防護欄及其他需要焊接、噴漆的工作內(nèi)容全部完工，以免后期施工影響下方的交通安全。保證頂推施工中無雜物掉落至連霍高速范圍內(nèi)。以免造成對車輛損壞或使司機受到驚嚇。2、在連霍高速距施工地點500m、1km、2km處分別設(shè)置“前方道路施工”“限速60”“車輛慢行”“禁止超車”等警示標志。自距施工地點2km處進行限速，限制行駛速度60km/h。距施工地點1km處開始安排人員手持警示標志對過往車輛進行警示，兩側(cè)車道每隔100m配置一名疏導(dǎo)人員對過往車輛進行疏導(dǎo)。在離開施工區(qū)域500m、1km處設(shè)置“解除限制”標志。3、所用頂推設(shè)備必須同型號，并對頂推設(shè)備的液壓系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)進行檢查、調(diào)試。使各個千斤頂動作的協(xié)調(diào)性和同步性滿足要求。4、對每個操作平臺的防護，穩(wěn)固性進行檢查，確保作業(yè)過程人員安全。5、各個操作臺配置對講機與總控臺保持通信暢通，統(tǒng)一服從中控臺指揮。為了確保頂推作業(yè)人員、設(shè)備安全，整體梁的推移精度，頂推過程測量儀器全過程監(jiān)控，并記錄詳細數(shù)據(jù)。同時現(xiàn)場技術(shù)、安全人員隨時觀察，出現(xiàn)異常及時向技術(shù)負責人匯報，尋求最佳解決途徑。
三、頂推過程中重點監(jiān)控部位
（一）頂推胎架的變形監(jiān)測橋梁頂推作業(yè)時拼裝胎架不再承力，鋼箱梁的重量靠頂推臺架承擔，所以頂推時必須對其作實時觀測。頂推胎架變形監(jiān)測主要包括沉降和水平位移，頂推胎架的變形監(jiān)測點布置在胎架兩側(cè)，并在支墩預(yù)壓和頂推過程中采用全站儀監(jiān)測做好數(shù)據(jù)記錄分析，變形超過允許值時及時上報，并停止作業(yè)查找原因。（二）頂推過程中墊塊高度監(jiān)測頂推過程中每一頂推循環(huán)各部位的高程并不是一成不變的，根據(jù)線形及行程距離計算出每一循環(huán)各個頂推設(shè)備增加或減少的墊塊高度，再對每個頂推設(shè)備之上的墊塊做相應(yīng)的增加或減少，在頂推過程中逐步增加或較少墊塊高度。切勿操做過急，大尺寸的增加或減少墊塊厚度，否則會造成頂推設(shè)備的受力不均勻，發(fā)生梁體變形及其他質(zhì)量事故，（三）導(dǎo)梁端部標高監(jiān)測為保證導(dǎo)梁順利通過支墩，在導(dǎo)梁端部接近支墩時，必須對其標高進行監(jiān)測，確定是否需對導(dǎo)梁端部起頂，導(dǎo)梁端部標高監(jiān)測測點布設(shè)在導(dǎo)梁端部橫橋向左右對稱。因鋼箱梁自重使鋼導(dǎo)梁前端下?lián)?，?jīng)過計算分析最大值將達41.2cm，故當導(dǎo)梁前端離支墩0.5m位置處及時調(diào)整頂推行程及頂推速度，以保證導(dǎo)梁安全登上頂推設(shè)備。（四）結(jié)構(gòu)軸線位置監(jiān)測頂推設(shè)備布置在距箱梁中心8700cm（腹板以“I”字加勁肋）位置，頂推過程中會出現(xiàn)頂推設(shè)備不同步及箱梁初始偏差等多種因素可能使結(jié)構(gòu)偏位，結(jié)合本橋施工情況，偏位最大控制在10cm以內(nèi)必須調(diào)整。在實際施工當中累計偏差接近10CM時及時通知操作人員進行糾偏。（五）頂推結(jié)束落梁監(jiān)測頂推至距離設(shè)計樁號10cm時停止頂推，進行落梁前的最后軸線糾偏，在箱梁兩側(cè)端頭各架設(shè)一臺儀器進行監(jiān)測，箱梁偏差值控制在5mm以內(nèi)，各項監(jiān)測完成后頂推剩余長度，鋼箱梁落至支座上，鋼箱梁頂推結(jié)束完成。頂推從臨時墩至主線永久墩柱的受力轉(zhuǎn)換，監(jiān)測人員重新對軸線、翼板邊緣的設(shè)計位置進行復(fù)核，箱梁頂面標高進行復(fù)核，頂推結(jié)束。
四、結(jié)論
在本標段鋼箱梁頂推施工過程中，整個頂推過程及落梁原計劃7天完成，在實際的作業(yè)過程用了10天時間，這中間有些因素考慮的不夠充分，理論與實際存在一定差距，理論上每一個循環(huán)行程1米，需要30分鐘，但實際每一個循環(huán)的行程不是固定不變的，一般在0.7-0.85左右，正常情況下一個循環(huán)20-30分鐘，但操作過程中各個千斤并不能完全同步，往往個別頂升壓力不均衡，需要手動微調(diào)，這個過程很復(fù)雜，有的頂要增加墊塊，有的要抽減墊塊，有時一個循環(huán)長達1個小時甚至幾個小時。尤其第一天開始用14個頂推單元，調(diào)節(jié)量很大，影響班進度，后來經(jīng)技術(shù)負責人現(xiàn)場調(diào)試，減少部分單元頂個數(shù)，可以大大節(jié)約手動調(diào)節(jié)時間，利用8個單元頂工作，在整個推移過程中還是有規(guī)律可尋，每個循環(huán)箱梁兩端軸線偏移量在1.5CM左右，每進行5-6個循環(huán)調(diào)整一次，這樣可以節(jié)約一些時間。其他監(jiān)控數(shù)據(jù)基本都比較正常。導(dǎo)梁跨過連霍高速到達對面支架時，需考慮導(dǎo)梁前端下方千斤頂?shù)氖芰η闆r，受力大會造成導(dǎo)梁與鋼箱梁連接處產(chǎn)生較大的力矩，導(dǎo)致該部位變形或焊縫撕裂的可能，這個過程盡量讓離導(dǎo)梁與鋼箱梁連接處下方最近的一組頂墊高，整個梁的重量后移，這是整個頂推過程最關(guān)鍵的一步。
