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跨高速钢箱梁顶推施工技术

1 工程概况

本工程主桥桥型为双拱形塔双索面斜拉桥,孔跨布置为(90+2×54+90)m。主梁采用等高箱型截面梁,单箱三室直 腹板截面,梁高2.4m,宽20(26)m,混合梁体系。其中跨 为混凝土梁,总长120m;边跨为钢梁,总长168m。

2 跨高速钢梁施工情况

2.1 跨高速钢粱结构 跨高速钢箱梁为全焊钢箱梁结构。截面外形和副跨混凝 土梁截面对应。每300cm 设置一道横隔梁,钢箱梁顶板板厚采用16mm,底板板厚14mm,边腹板板厚20mm,中腹板板厚14mm。

2.2 钢梁节段划分跨高速钢箱梁材料为Q345qD,总重量为1162t。钢梁横向分为5 个节段,纵向划分8 个节段,全跨共计40 个节段, 其中最重节段为50t。

2.3 施工环境桥梁所经区域分布有林带、荒地、少量水塘及民房。高 速与桥梁斜交,其交角为48°,路肩在顺桥向的宽度为37.6m。 施工过程中,不得封闭外环线车道或阻断交通。跨高速桥下净空不得小于5.5m。

3 钢箱梁顶推关键施工技术

3.1 钢箱梁顶推施工思路 先将现场的临时支架安装好,同时在工厂将钢箱梁及导梁制造好,然后运输至桥位的拼装场地上进行导梁的拼装, 接着将拼装好的导梁和箱梁吊装至拼装平台上,将导梁和 G2~G7 节段钢梁分六次拼装及钢箱梁顶推(其中G1节段为钢混结 合段,已在6#墩处吊装完成)。钢箱梁顶推到位后,吊装并 焊接G8 节段,调整钢梁至设计位置,整体落梁。

3.2 步履式钢箱梁顶推技术

3.2.1 顶推施工平面布置顶推钢箱梁总重975t(含导梁重量50t),钢箱梁顶推距离92.2m, 其最大跨径为53m,共设置3 组顶推支墩,配置6 个500t 级步履式钢箱梁顶推千斤顶。钢箱梁顶推后方规划场地的长度,需考虑导梁长度(33m)、钢梁最大节段长度(13m)和预留的工作面(1~ 2m)。宽度设置为12m,综合考虑了主梁自身宽度(7m)、吊 机站位和主梁堆放等。

3.2.2 拼装平台

钢梁拼装平台采用φ325×10mm 的钢管作为立柱,柱间 剪刀撑采用L75 的角钢,上部分配梁采用双拼I30 工字钢, 高度调节装置也采用I30 工字钢,以保证箱梁拼装线形,材质均采用Q235B 钢材。拼装平台搭设完成后,需按1.1 倍的 荷载预压,以确保梁段拼接过程中不会因沉降导致线形偏差。

3.2.3 导梁

钢箱梁顶推跨度53m,钢导梁全长33m,采用顶推跨径的 0.62 倍设计,自重约为50t。钢导梁采用两根工字型变截面 钢板梁,其中心距为6m,钢材采用Q345C。导梁根部与钢箱 梁同高2.4m,与钢箱梁顶、底板以及纵隔板采用焊接连接, 两个导梁之间用横向联结系连接,以增大整体稳定性。

3.2.4 钢箱梁顶推支墩及垫梁

顶推支墩设计承载力为500t,采用4 根φ800×12mm 的 钢管组成支墩(单根钢管设计承载力不小于160t),钢立柱 间距为2.0×2.0m,钢管间采用[25 槽钢作为连接系,支墩 材质均为Q235B。垫梁安装在支墩顶部,为箱梁顶进时,与 顶推设备协同支撑钢梁的结构。垫梁尺寸为4.4×2.0×2.5m。

3.2.5 钢箱梁顶推施工要点

(1)试顶推:箱梁正式顶推前,应对箱梁进行试顶推, 以便确认顶推设备、支架系统、及导梁均在正常运转。(2) 导梁上墩:在软件中对导梁和主梁进行建模,计算出导梁在 上墩前的最大下挠值,本项目的导梁下挠值为275mm,结合 箱梁的竖曲线,在拼装导梁时,设置一个300mm 的预上翘, 降低导梁上墩难度。当导梁仍然无法顺利上墩时,通过增减 2#顶推支墩垫梁及顶推装置上的垫块,使箱梁带动导梁端头 上升或下降,从而顺利上墩。(3)落梁:钢梁就位后,采用 起重设备吊装G8 节段;进行小行程钢箱梁顶推,调整钢梁至设计 位置并与G1 节段焊接,确保该接头为场内加工时的无应力 状态;支撑顶升油缸同步顶升,使得临时垫梁不再受力;拆 除临时垫梁,支撑顶升油缸同步下降,使得主桥完全落到永 久支座上面。(4)过程监控:钢梁顶推施工过程中,其线形 和应力控制非常重要,应密切观测及时调整。顶推施工监控 内容主要有:最大悬臂状态下顶推梁体最不利截面应力监测; 连续梁最大跨度状态下顶推梁体最不利截面应力监测;钢箱梁顶推过程中竖向支反力监测;钢箱梁顶推过程中导梁位移监测;钢箱梁顶推过 程中箱内中腹板与底板转角处横向应力监测;顶推支墩水平 位移监测。

4 结语

导梁作为钢箱梁顶推施工中重要的临时设施,一般采用桁架结 构单独设计制造,但使用后利用率较低,造成了一定的资源 浪费,可考虑对钢箱梁合理的进行纵向划分,然后将两个边 腹板采用横向系连接,达到钢箱梁顶推导梁的使用效果,来节省一 部分临时设施费用。

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