跨越多层立交大跨径、宽截面钢箱梁整体式顶推施工技术

２Ｏ　世界桥梁　２０１５，４３（４）　跨越多层立交大跨径、宽截面钢箱梁整体式顶推施工技术　杨庆琪　（中铁大桥局集团第七工程有限公司，湖北武汉４３００５６）　摘要：武汉二环线武昌接线梅家山立交主线高架桥第四联为（３６．９５＋６２＋３６．９５）ｍ钢箱梁桥，钢箱梁总重达ｌ　８００　ｔ，标准　段桥面宽２６．０４　ｍ。为确保现有交通不被中断，采用节段拼装、整体顶推的方式完成该联钢箱梁的安装。沿顺桥向设置７处　临时墩，临时墩采用钢管立柱通过联结系形成整体受力，尽量利用桥墩承台做其基础；钢管立柱顶部设置滑道梁和抄垫支座，　滑道梁采用钢箱梁结构，钢箱梁与滑道梁之间设置聚四氟乙烯滑板，以减小顶推摩擦力；导梁设计全长约３５　ｍ，采取变截面分　段设计；横向限位装置安装在墩顶的凹槽上；选用２套自动连续顶推系统进行顶推施工，１套连续千斤顶最大顶推力为５００　ｋＮ，正常顶推速度约１０　ｍ／ｈ。　关键词：立交桥；钢箱梁；顶推法；拼装支架；顶推支架；限位结构；线形；桥梁施工　中图分类号：Ｕ４４８．３６；Ｕ４４５．４６２　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７１～７７６７（２０１５）０４—００２０—０５　１　工程概况　武汉市二环线武昌段接线工程（原鹦鹉洲长江　大桥武昌段接线工程）是鹦鹉洲长江大桥过江后的　配套疏解、连接工程，该工程的梅家山立交主线桥　２１ｌ号～２ｌ４号墩上部结构采用（３６．９５＋６２＋３６．９５）　２钢箱梁总体施工方案　钢箱梁拼装、连续顶推架设整体施工方案为：钢　箱梁单元件在工厂内制作完成，经厂内预拼、喷　涂Ｉ１　后分批次运输至施工现场，吊装到拼装支架　后进行拼装、焊接、涂装施工［３　］，然后顶推到设计　位置，落梁后形成体系转换。　顶推施工顺序为：在２ｌ３号～２１５号墩之间设　ｍ钢箱梁结构，跨越白沙洲大道高架桥和地面中山　路（均为既有交通干道，车流量较大）。为确保现有　交通不被中断。此联１３６　ｍ钢箱梁采用节段拼装、　顶推施工的方式进行安装。梅家山立交效果图如图　１所示。　置钢箱梁拼装施工平台支架，利用汽车吊机完成前　导梁和钢箱梁１号～５号节段（２８．１５　ｍ）以及第一　组悬臂的拼装，然后整体顶推钢箱梁及前导梁往前　移动３５　ｍ；在空出的拼装支架上继续拼装钢箱梁６　号～１２号节段（４０　ｍ）和第二至第四组悬臂，整体顶　推钢箱梁往前移动３０　ｍ；在空出的拼装支架上继续　拼装钢箱梁１３号～１７号节段（２８　ｍ）及第五组悬　臂，整体顶推钢箱梁往前移动４０　１３＂１，此时拆除导梁；　在空出的拼装支架上继续拼装钢箱梁１８号～２４号　节段（３９．７５　ｍ）及第六至第八组悬臂，整体顶推钢　箱梁往前移动到位。钢箱梁顶推施工如图３所示。　正式顶推施工前，须完成相关临时工程，主要包　图１梅冢山立交效果图　括临时墩、拼装平台、滑道梁及滑动介质、导梁、导向　限位、顶推设备及锚扣点。　３钢箱梁顶推施工关键技术　３．１临时墩布置　梅家山立交主线桥２１１号～２１４号墩的上部钢　箱梁箱室部分顺桥向共２４个节段，悬臂板部分顺桥　向共２ｘ　８个节段。主截面宽度约１８．５　ｍ，节段最　大重量达８０　ｔ，悬臂最大重量达２０　ｔ。钢箱梁分段　示意如图２所示。　在钢箱梁顶推过程中，顶推总重量达１　８００　ｔ，　收稿日期：２０１５—０４—２２　作者简介：杨庆琪（１９５６一），男，高级工程师，１９９２年毕业于华中科技大学计算机及应用专业（Ｅ—ｍａｉｌ：５８３６８６９３＠ｑｑ．ｃｏｒｎ）。　跨越多层立交大跨径、宽截面钢箱梁整体式顶推施工技术　杨庆琪　２１　∞ｌ９卜一∞　【＿∞∞＿【　∞９ｌ卜一∞　．．　兰！垒　．ｉ　仁　（ａ）标准横断面分段　１３５　９００　第一组悬臂　’　第二组悬臂　。第三组悬臂　’　第四组悬臂　。　第五组悬臂　‘第六组悬臂　ＸＢｌａ　ＸＢ２ａ　ＸＢ３ａ　ＸＢ２ａ　ＸＢ２ａ　ＸＢ４ａ　第七组悬臂　’　第八组悬臂　ＸＢ５ａ　ＸＢ６ａ　①　②　④　④　⑤　⑥　⑦　④　⑨　⑩　⑩　⑥　⑥　⑩　⑥　⑩　⑨　⑩　⑥　⑩　①　⑧　⑨　⑧　ＸＢ１ｂ　ＸＢ２ｂ　ＸＢ３ｂ　ＸＢ２ｂ　ＸＢ２ｂ　ＸＢ４ｂ　ＸＢ５ｂ　ＸＢ６ｂ　（Ｃ）平面分段　单位：ｉｎｔｏ　图２钢箱梁分段示意　①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑥⑥⑥⑧⑥⑨⑥⑩⑩⑨①①⑨⑨　图３钢箱梁顶推施工示意　临时墩承受的竖向力和水平力都比较大，且存在倾　覆的危险。在设计临时墩时，采用ＭＩＤＡＳ　Ｃｉｖｉｌ软　—　，钢箱粱　件进行各个施工阶段的模拟，保证整个临时墩系统　的强度、刚度及稳定性满足要求。为防止临时墩下　沉，所有临时墩的基础必须保持足够的稳定性，不得　产生过大的沉降和变形　］。　根据计算结果，顶推施工须沿顺桥向设置７处　临时墩（见图３）：ＺＷ２１１、ＺＷ２１２、ＺＷ２１３、ＺＷ２１３一　ＺＷ２１４、ＺＷ２１４、ＺＷ２１４一ＺＷ２１５、ＺＷ２１５。其中，　ＺＷ２１１～ＺＷ２１５临时墩安装在主体结构承台上，　ＺＷ２１３一Ｚｗ２１４、ＺＷ２１４一ＺＷ２１５临时墩安装在扩大　基础上。每组临时墩均采用若干个钢管立柱通过联　（ａ）立面　｛－　－Ｊ　（ｂ）横断面　单位：ｍｍ　结系形成整体受力，钢管立柱顶部设置滑道梁和抄　垫支座。临时墩结构布置示意如图４所示。　３．２滑道梁及滑动介质　滑道梁采用钢箱梁结构，通过焊接方式放置于　２根钢管立柱顶部。为了减少滑动时的摩擦力，滑　图４临时墩结构布置示意　道梁顶面粘贴整块４　ｍｍ厚不锈钢板，钢箱梁与滑　道梁之间设置２０　ｒａｍ厚聚四氟乙烯滑板。　滑道梁前、后设置１Ｏ。斜坡，方便聚四氟乙烯板　手动续进及脱离。由于摩擦系数不一样　，聚四氟　２２　世界桥梁　２Ｏ１５，４３（４）　乙烯板会跟随钢箱梁一起滑动，滑动到滑道梁前端　后需人工接住，后端也需要人工喂入滑块，钢箱梁与　工况　表ｌ连续顶推时理论顶推力　整体平稳运行总顶推力／ｋＮ　滑道梁之间的聚四氟乙烯板至少有５块，基本可保　证滑道梁上的聚四氟乙烯板满铺。　３．３导粱　第一次整体顶推　第二次整体顶推　第三次整体顶推　第四次整体顶推　导梁设计全长约３５　ｍ，为变截面结构，分３段。　根据顶推施工工况，控制导梁刚度为钢箱梁的Ｉ／７。　为防止顶推过程中的左右不同步导致导梁发生扭　转，２组导梁必须设置较强的横向联结系。导梁最　连续千斤顶最大顶推力为５００　ｋＮ，正常顶推速度约　１０　ｍ／ｈ。２套连续千斤顶布置在ＺＷ２１３号临时墩　上，连续千斤顶支座分别焊接在滑道梁内侧面。连　前端在顶推过程中会产生不同程度的挠度，为了使　导梁顺利上墩，导梁前端设置变高截面　。导梁结　构示意如图５所示。　３４　７００　Ｉｌ　０００　．　１２　０００　．　１１　７００　、螺栓连接　、螺栓连接／饲　（ａ）立面　主粱　×　×　×　×　×　×　钢　箱　粱　、主梁　３４　７ｏ０　、横向联结系　（ｂ）平面　单位：ｍｍ　图５导梁结构示意　３．４横向限位　为了控制梁体在顶推过程中的中线始终处于设　计范围内，控制顶推线形，必须设置横向限位装置。　横向限位装置可固定在刚度较大的墩柱顶，导向滚　轮焊接在安装座上，且导向支架必须具有足够的强　度和刚度。根据顶推长度，在顺桥向布置不少于２　组横向限位装置。根据现场情况，把钢箱梁限位装　置巧妙地布置在桥墩顶部凹槽上。横向限位装置布　置示意如图６所示。　钢箱梁　钢箱梁Ｉ导向滚轮　钢箱梁　限位　限位　植入筋８　ｌ６撑　，　＼　石．　＝＝＝　／　植入深度　２５０　ｆｆ　１１堕　／　—　————　———　———ｕ———　ｌＬ　干Ｌ．上　Ⅱ　图６横向限位装置布置示意　３．５顶推设备及锚扣点　全桥钢箱梁自重约１　８００　ｔ，连续顶推时理论顶　推力如表１所示。　根据理论顶推力，选用２套ＺＬＤ１００—２００型自　动连续顶推系统进行顶推施工。施工过程中，１套　续千斤顶下方搭设工作平台，连续千斤顶钢绞线一　端锚扣在千斤顶上，另一端锚扣在钢箱梁底部锚扣　点上。钢箱梁底部锚扣点与箱梁之间采用栓接形　式，钢箱梁内侧相应位置须局部加强。连续千斤顶　工位示意如图７所示。　张拉千斤顶　钢箱梁　①刚０②０　Ｉ　ｌ　⑨　滑道梁　钢绞线　反力座　临时墩　７　■营扣点　力座　茸　＝　滑道梁　●　一一　＝　一　图７连续千斤顶工位示意　由于千斤顶布置在ＺＷ２１３号临时墩上，此临时　墩承受的竖向和水平荷载均较大，对此临时墩进行　了局部加强（主要是联结系），并利用ＭＩＤＡＳ　Ｃｉｖｉｌ　软件进行结构检算。ＺＷ２１３临时墩计算结果如图８　所示。　计算结果表明：ＺＷ２１３临时墩钢管立柱最大组　合压应力约为１１９　ＭＰａ，最大组合拉应力约为０．５　ＭＰａ；联结系最大组合压应力约为１６５　ＭＰａ，最大组　合拉应力约为１０７　ＭＰａ；支架整体最大水平位移约　为４．２　ｍｍ。计算结果均满足规范要求。　４钢箱梁顶推施工注意事项　（１）开始顶推时，先推进约５　ｃｍ，停止，回油；再　推进５　ｃｍ，再停止，回油，反复两三次，以松动各滑　动面并检查各部设施，然后正式顶推。正式顶推时，　随着水平千斤顶油缸的伸长，在顶推支架处，操作人　员随时与指挥台保持联系，以免后端钢箱梁拉过预　先设定位置。　（２）２台千斤顶应同步逐级加力顶推，当箱梁　２４　世界桥梁　２０１５，４３（４）　ＹＡＮＧ　Ｑｉｎｇ－ｑｉ　（Ｔｈｅ　Ｓｅｖｅｎｔｈ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃ。．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｍａｊ。ｒ　Ｂｒｉｄｇｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ，Ｗｕｈａｎ　４３００５６，ｃｈｉ“　）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｖｉａｄｕｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ　ｌｉｎｅ　ｉｎ　Ｍｅｉｊｉａｓｈａｎ　ｉｓ　ｐａｒｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄ　Ｒｉｎｇ　Ｒｏａｄ　ｉｎ　Ｗｕｈａｎ，ｔｈｅ　ｆｏｕｒｔｈ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｕｎｉｔ　ｏｆ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ａｓ　ａ（３６．９５＋６２＋３６・９５）ｍ　ｓｔ。　ｌ　ｂｏｘ　ｂｅａｍ　ｂｒｉｄｇｅ．Ｔｈｅ　ｓｔｅｅｌ　ｂｏｘ　ｂｅａｍｓ　ｈａｖｅ　ａ　ｔｏｔａｌ　ｗｅｉｇｈｔ　ｏｆ　１　８００　ｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｃｋ　ｏｔ　ｔｈｅ　ｔＹＰ　ａｌ　ｂｅａｍ　ｓｅｃｔｉｏｎｓ　ｉｓ　２６．０４　ｍ　ｗｉｄｅ．Ｔｏ　ａｖｏｉｄ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔ　ｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ’ｔｎｅ　ｓｔｅｅｌ　ｂｏｘ　ｂｅａｍｓ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｕｎｉｔ　ｗｅｒｅ　ａｓｓｅｍｂｌｅｄ　ｉｎ　ｓｅｃｔｉｏｎｓ　ｆｉｒｓｔ　ａｎｄ　ｗｅｒｅ　ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ　ｍ—　ｓｔａｌｌｅｄ　ｉｎｔｏ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｂｙ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ　ｌａｕｎｃｈｉｎｇ．　Ａｌｏｎｇ　ｔｈｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｌｅｎｇｔｈ，　ｓｅｖｅｎ　ＰｒｏＶ卜　ｓｉｏｎａｌ　Ｄｉｅｒｓ，ｗｈｉｃｈ　ｗｅｒｅ　ｓｔｅｅｌ　ｐｉｐｅ　ｐｏｓｔｓ　ｌｉｎｋｅｄ　ｂｙ　ｂｒａｃｉｎｇｓ　ｔｏ　ｂｅａｒ　ｌｏａｄ　ｉｎｔｅｇｒａｌｌｙ，ｗ　。ｉｎｓｔａｌｌｅｄ．　Ｉｔ　ｉｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｏ　ｕｓｅ　ｔｈｅ　ｐｉｅｒ　ｃａｐｓ　ａｓ　ｔｈｅ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｖｉｓｉｏｎａｌ　ｐｉｅｒｓ・　Ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｏＰ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｅｅｌ　ｐｉｐｅ　ｐｏｓｔｓ，ｔｒａｃｋ　ｂｅａｍｓ　ａｎｄ　ｔｅｍｐｌａｔｅ　ｂｅａｒｉｎｇｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｓｔａｌｌｅｄ．Ｔｈｅ　ｔｒａｃｋ　ｂｅａｍｓ　ａｒｅ　ｓｔｅｅｌ　ｂｏｘ　ｓｔｒｕｃ—　ｔｕｒｅｓ。ａｎｄ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｓｔｅｅｌ　ｂｏｘ　ｂｅａｍ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｒａｃｋ　ｂｅａｍｓ，ＰＴＦＥ　ｐａｄｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｓｔａｌｌｅｄ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ　ｆｏｒｃｅ　ｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ　ｌａｕｎｃｈｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｌａｕｎｃｈｉｎｇ　ＤＯＳｅ，ａｄｏＦ’ｔｉｎｇ　Ｖａｒ　一　ａｂｌｅ　ｃｒｏｓｓ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｓｅｃｔｉｏｎｓ，ｉｓ　ｔｏｔａｌｌｙ　ａｂｏｕｔ　３　５　ｍ　ｉｎ　ｌｅｎｇｔｈ・　上ｒａｎｓｖｅｒｓｅ　ｓｔｏｐｐｅｒｓ　ｗｅｒｅ　ｐｕｔ　ｎ　ｔｈｅ　ｎｏｔｃｈｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｉｅｒ　ｔｏｐ．Ｔｗｏ　ｓｅ　ｔｓ　ｏｆ　ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ　ｌａｕｎｃｈｍｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｐａｂｌｅ　ｏｆ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｒ￣ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．　Ａ　ｓｅｔ　ｏｆ　ｉａｃｋ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａＰａｂ　ｅ　ｏｔ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｈａｓ　ａ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｐｕｓｈｉｎｇ　ｆｏｒｃｅ　ｏｆ　５００　ｋＮ＇ｗｉｔｈ　ａ　ｔｙｐ　ｃａｌ　ｐｕｓｈｉｎｇ　ｓＰｅｅｄ　ｏｉ　ａ—　ｂｏｕｔ　１０　ｍ／ｈ．　Ｋｅｖ　ｗｏｒｄｓ：　ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ；　ｓｔｅｅｌ　ｂｏｘ　ｂｅａｍ；　ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ　ｌａｕｎｃｈｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ；　ａｓｓｅｍｂｔｙ　ｓｕＰＰｏｒｔ　ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａ１　ｌａｕｎｃｈｉｎｇ　ｓｕｐｐｏｒｔ；ｓｔｏｐｐｅｒ；ａｌｉｇｎｍｅｎｔ；ｂｒｉｄｇｅ　ｃｏｎＳｔｒｕｃｔ　ｏｎ　（编辑：陈雷）