0 引言

1 工程概况

该项目位于湖南省衡阳市许永高速，由于该项目在安装过程中未达到封路的要求，根据现有情况，该项目在安装过程中采用顶推的方式进行，本项目包括4个匝道，其中2个匝道的曲线半径较小，曲率大。1个匝道为直线顶推，1个匝道的截面较大。在经过一定量的成本测算后，最终选用较为保守且施工难度较小的液压方式进行顶推，该项目中有2个项目的

2 顶推方案

结合高架互通立交匝道桥梁结构形式、现场的道路交通情况、实际的施工环境等多方面因素。为保证工程施工质量安全，结合以往类似复杂项目经验，最终决定采用步履式多点连续顶推施工方法进行施工。虽然近几年顶推施工方法普遍在连续钢构、连续弯桥、斜拉桥、钢管混凝土拱、曲线桥、组合梁等多种结构各种形式的桥梁中得到使用，但是针对本工程这种曲率半径小、变高度的连续钢箱梁顶推施工相对较少。本工程实施顶推工程最大的不同之处在于梁段拼装方面，一般的顶推施工都需要搭建顶推平台，在顶推平台上搭建临时组拼胎架，当前一节梁段顶推到位后，下一节梁段运放至顶推平台上，依照梁段本身线型、高程进行调整，调整到设计施工线型后将前后梁段焊接在一起，质量检查合格后，用步履式顶推系统同步使钢箱梁逐段向前滑移，循环作业使钢箱梁到达设计位置。待钢箱梁全部顶推到位，最后采用千斤顶落梁方式将钢箱梁线形调整到设计线形^[1]。但是本工程中，由于实际场地区域限制，无法搭建拼梁组装使用的顶推平台，这就导致梁段拼接、焊接等工序完全在临时墩结构上完成，工程难度高，危险系数大。

3 钢箱梁顶推施工

3.1 步履式顶推法特点

针对项目的特点，提出使用步履式顶推法。该方法的特点有：1、对既有交通影响小。顶推法施工在顶推前可在既有线远端进行架设，基本上对既有路线无干；2、减小临时结构工程量。顶推法施工的桥梁可利用桥梁结构本身自成顶推体系，也可附加导梁减小梁体的下挠度且增加刚度，完全避免了在既有线或河道上搭设大量钢管支撑；3、提高工效。顶推法施工可多个工作面同步作业，提高工效，缩短施工工期；4、合拢精度高。步履式顶推设备内设三向千斤顶，可在纵横竖3个方向对梁体进行姿态调整，提高梁体就位精度；5、智能化程度高。步履式顶推法采用全自动智能化操作系统控制，可视化程度高，每个工况和每个受力点的位移和应力自动显示，达到了完全的步调一致，协调统一，保证了桥梁架设的安全；6、对梁体要求高。顶推法一般局部应力较大，对变截面梁体或曲线桥等桥梁类型需进行专门的检算和设计，并对梁体采取加固措施；7、对顶推支架基础要求高。顶推法施工的桥梁单个顶推墩受力较大，需加强地基基础处理。^[2] 结合步履式顶推法的特点，编制相应的顶推工艺。

3.2 顶推施工工艺流程

顶推施工工艺流程如图2所示，具体为第一、竖向油缸顶升将梁底托起，使钢梁脱空；第二、纵移油缸加载，多台设备水平油缸同步向前推动钢梁纵移，横向纠偏油缸根据要求纠偏；第三、纵移到位，竖向油缸卸载，钢梁落到设备前后分配梁上；第四、竖向油缸完全卸载，纵移油缸空载回行程；第五、纵移油缸回到初始位置，准备下一轮顶推。

图2 顶推施工流程图

3.3 顶推用临时设施及主要设备

3.3.1 临时支墩

根据桥梁受力特点，顶推临时墩支架结构主支撑立柱采用630mm×8mm钢管，连接系采用219mm×5mm钢管。顶推临时墩支架上方需要安装分配梁以及设备垫梁，其中搁置梁柱顶上方分配梁为四拼H650×300 H型钢，设备柱顶上方分配梁为双拼H650×300H型钢，分配梁中间加筋板进行加固。设备垫梁由H型钢以及其他附件构成，用于顶推设备的安装。设备垫梁处于设备位置分配梁上方，不需焊接在分配梁上，整体临时墩支架结构除设备垫梁外其他全部需要牢固焊接。

3.3.2 钢导梁

无论是混凝土现浇梁还是钢箱梁的顶推施工，由于顶推临时墩支架之间存在距离，并且为了节省材料，满足空间布置要求，大多均匀分布在整个顶推场地中，仅靠梁段本身难以完成顶推施工，所以在顶推施工多会在梁体前端增设钢导梁辅助顶推，结构形式如图3所示。

导梁为顶推跨越施工过程的前置装置，焊接在首节段钢箱梁行进前端，骨架为两片异型钢梁，材质为Q345B，一片钢梁根据设计分成多段，方便运输，两片异性钢梁之间采用平联件连接，导梁前端设置为过墩顶的凹型台阶，因为本匝道钢箱梁具有平曲线要素，因此导梁设计同时带有平曲线弧度，同时导梁设竖曲线，安装时与箱梁前端相切。

钢导梁依照设计图在厂内加工，顶推匝道根据梁体自身的平曲线及竖曲线线形，所需要制作的导梁结构形式略有区别，其中第三层两联匝道采用长度为36米的导梁，第四层两联匝道采用18m导梁。

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图3 钢导梁示意图

3.3.3 顶推设备

顶推施工采用特制的顶推动力装置，推动梁体在专用的临时设施、滑动装置上移动，最后将梁体推移到设计预定的位置。在多点顶推施工中，有多台千斤顶（竖直、水平）要达到均匀同步运行，必需采用自动计算机系统进行操控，这就是 PLC 可编程序控制器，它是由液压系统（泵站液压千斤顶），检测传感器系统、计算器控制系统组成，以检测梁体的位移值（顶推距离）和力（每个千斤顶受力的重量）以调整泵站输入个千斤顶的油压值来调整其顶推速度和位移量使各点顶推点达到同步推进^[3]。顶推设备一般有专业的顶推公司进行相应的技术支持，过程中确保顶推工作的顺利进行。

3.3.4 施工准备

由于该工程的施工场地具有跨线多，曲率大，拼装场地严重不足，各层匝道互相影响的特点，因此现场取消了设置梁段拼装的场地，通过勘测现场的架设高度发现不同梁段距离地面高度约13m至21m不等，属于高空作业，为进一步确保高空作业的安全性，根据项目特点采用了大型吊装器械进行梁段安装，因此本工程采用500t履带吊进行钢箱梁的吊装辅助工作。梁段拼装时，除了利用其本身的临时支墩，在钢箱梁分段处，设置与支架法钢箱梁安装方式相同的临时支架，上方搭设安全平台，确保可以进行焊接作业。

3.4 顶推施工

3.4.1 顶推施工过程

顶推过程严格按照顶推方案进行，过程中为确保该过程的顺利进行，主要通过9项安装过程确保顶推过程的顺利完成：

第一、安装准备前期，在钢箱梁对应位置做数据测量记录点，安装施工中应力、应变监测器；

第二、施工准备工作完成后，根据顶推施工设计顺序，进行首节梁段及钢导梁的拼装，拼装完成后吊装至顶推临时墩上，根据实际情况调整到合适位置；

第三、按照设计施工流程向前顶推至对应位置，顶推过程中对轴线位置、应力应变情况进行实时监测，确保在设计要求范围内；

第四、利用吊装器械将下一节梁段吊装就位，进行空间数据测量，按照给出的设计数据先利用吊车进行粗定位，桥面进行简单固定，继续测量，利用千斤顶，倒链等工具，将前后梁段进行精确定位，调整至设计数据后，对桥面进行固定，固定后在临时直接下方按照对应的高度安装调节支墩，确保梁底支撑稳固。

第五、钢箱梁焊接，焊接完成后24h后进行质量检测，合格后进行下一步工序；

第六、焊接完成质量合格后，按照设计施工流程继续顶推至指定位置；

第七、重复以上流程，直至顶推到位；

第八、利用千斤顶、垫块按照设计施工流程落梁；

第九、落梁完成后进行整体线型数据复测，利用顶推设备进行微调，调整合格后拆除顶推设备，拆除底部临时结构，施工完成。

3.4.2 顶推过程控制

由于顶推设备自身的原因，对于箱梁顶推过程的监控对于顶推的顺利进行显得尤为重要，为确保顶推过程的顺利实施主要表现在2个方面：

第一、顶推控制过程实施。相关工作人员要及时观测油缸的变化情况，将钢箱梁脱离两侧垫墩，传达给主控台。主控人员发出纵向顶推指令，然后顶推设备开始迁移。为了确保钢箱梁顶推的安全性，则需要加强对每个油缸进行行程控制。当钢箱梁一个行程顶推完成后，接下来会进行竖向落顶，竖向油缸回油，促使钢箱梁缓慢下落，直至两侧垫梁。

第二、钢箱梁线型与平衡度控制。在测量节点挠度与中线时，需要对每一节段安装都进行测量，综合对比其计算值，并测量中线。根据钢箱梁的安装质量，确定其纵向坡度。此外，当钢箱梁到达前方支点时，要保证墩顶与梁低间的净高度符合相关技术标准，以便起顶设备的安置。同时，测量工作尽可能选择日出前，或者阴天等天气，避免光照太强，对钢箱梁旁弯造成不必要的影响。^[4]

4 施工难点与解决措施

4.1 施工难点

本工程中，顶推施工中的难点主要有两个方面：一是没有顶推平台，梁段拼装过程不可控因素高，危险性大；二是本工程桥梁坡度较大，导致顶推过程中需要多次进行调解临时墩高度，导致施工过程的安全性差，难度进一步提升，并且在实际的工作中，梁体下落的最高高度达到了1m，过程中分高度多频率的进行梁体的下落，由于落梁次数增多，额外增加了该过程的危险性。

4.2 解决措施

针对施工过程中的难点，结合项目的实际情况，在项目的顶推施工流程设计中，将每一次的顶推结束位置设置在桥梁的分段位置并位于临时支墩的上部位置，利用临时墩平台，结合支架法安装的方式进行钢箱梁拼装，并且在过程中实时进行数据测量，利用千斤顶、倒链等工具多次调整，确保拼装精度。由于现场无法进行钢箱梁拼装，因此制造厂内的拼装数据将为现场拼装的顺利进行提供数据基础。

在实际的顶推过程中 ，为了解决多次调整临时墩高度带来的安装延迟以及箱体落梁高度较高的的安全问题，结合以往工作经验采用制作临时垫墩并进行加固的方法来解决安装问题，临时垫墩的高度为100mm至250mm不等，在垫墩上开孔，两垫墩对接时采用螺栓对接进行固定，根据顶推过程箱体落梁的需求随时换取不同规格的临时垫墩增加或减少临时垫墩以条件临时墩高度。落梁用的临时垫墩之间使用工字钢焊接在一起，类似于支架结构，多层设置，落梁过程中一层一层逐步拆除，直到落梁到位。

结语

本文主要以我司实际工程的实施进展为例，对一种非典型性的顶推施工方法进行了简单的介绍，以实际情况证明了此类项目施工方法的可行性。施工过程中经过各方的共同努力有效的完成了桥梁施工过程中的技术难题。过程中在不影响道路交通和安全的情况下，克服了拼装场地受限、线路曲线复杂的困难顺利完成了项目施工。安装后通过对检测仪器收集到的成桥数据进行分析总结并对钢箱梁结构内力进行了验算，对桥梁线型进行了对比验算结果均满足设计要求。该方法的顺利实施验证了此种方法的有效性，过程中结合监测数据的合理分析确保了施工质量的同时也让我们总结出了一套适用于此类施工的技术方法，为以后遇到类似钢结构桥梁施工工程提供了参考，留下了可以借鉴的宝贵经验。

参考文献：

[1]李航运.浅谈桥梁钢箱梁顶推施工技术控制措施[J].西部交通科技,2016(04):50-53+74.

[2]张宁莉.浅谈桥梁步履式顶推法施工工艺[J].建设科技,2018(06):121-122.

[3]俞国际,褚金雷.步履式桥梁顶推法施工技术的探讨与应用实例[J].城市道桥与防洪,2016(04):129-131+14.

[4]朱登平.步履式顶推钢箱梁施工关键技术的探讨[J].四川水泥,2018(12):177.