寬幅城市橋梁多箱分體頂推施工工法
2017.03.02
寬幅城市橋梁多箱分體頂推施工工法是一種適用于城市架空廣場建設、舊城區基礎設施改造中的鋼箱梁安裝工程，以及跨越交通繁忙路段、河流等復雜工況下的鋼箱梁安裝工程的施工工法。該工法由北京城建道橋建設集團有限公司編制。該工法分別通過北京市住房和城鄉建設委員會及住房和城鄉建設部的專家評審，被批準成為“2009～2010年度北京市工法”及“2009～2010年度國家級工法”。
頂推箱梁鋼導梁安裝
工法工藝原理簡介
寬幅橋梁主體結構由多片單體鋼箱梁組成。單體鋼箱梁施工采用預制梁段現場連接、分節段頂推就位的方式，即在橋梁引道建設鋼箱梁拼裝場地和頂推平臺，平臺上設運梁滑移軌道、運梁小車和螺栓連接地溝；頂推采用單點拖拉方式，在鋼箱梁位置兩側安裝穿心式千斤頂，千斤頂與橋臺通過反力座裝置固定，千斤頂通過鋼絞線與設置在鋼箱梁兩側的固定端夾持器連接，啟動千斤頂，牽引鋼絞線，帶動鋼箱梁整體前進；為減小梁的懸臂長度，預先安裝臨時支墩和前導梁，并在橋梁墩臺和臨時支墩上安裝滾排裝置及糾偏裝置；頂推時，啟動油泵為千斤頂提供動力，鋼箱梁通過滾排裝置縱向移動，當完成一個頂推節段后，停止頂推并安裝下一梁節段，直至將整片梁頂推就位；單體鋼箱梁頂推就位后即拆除前導梁，移至下一頂推梁端再安裝。寬幅橋梁多箱施工按照先安裝橋梁軸線處的鋼箱梁，待首件頂推就位后，再對稱首件依次逐片頂推其他鋼箱梁。待全部鋼箱梁就位并完成箱梁間聯系后統一實施落梁，調整橋梁豎向線形，進行橋面系施工，后拆除臨時支墩。
鋼導梁設置提梁裝置，通過臨時支墩
廣場效果圖
滾排滑道輔助拖拉鋼箱梁
寬幅鋼箱梁分體頂推就位形成橋面系
關鍵技術及創新點
寬幅城市橋梁多箱分體頂推施工工法的關鍵技術及主要創新成果如下。
1）滾排滑道裝置設計。定型設計滾排滑道，利用滾動結構的機械特性，有效降低了凸起部位對頂推的影響，減小了對臨時支撐的縱向剛度要求。綜合滾排滑道裝置、千斤頂輔助提梁技術以及梁節段二次栓接技術，共同滿足了頂推過程中豎曲線爬坡的需要。
2）簡易快拆式鋼桁架導梁設計。針對工程的特殊地形條件和結構特點，自主設計的簡易快拆式鋼桁架導梁，解決了導梁需要反復拆裝的難題。
3）鋼管桁架輔助拉接技術。采用簡易桁架輔助拉接的方式以抵抗頂推過程中的水平推力，即將鋼箱梁一側設鋼管桁架與臨時支墩頂部進行焊接拉接，另一側與永久墩進行固結，解決了頂推過程中柔性墩的穩定性及側移問題。
4）實現多箱分體頂推施工的裝置和方法。鋼箱梁采用分體組拼、頂推的方式形成橋跨結構。采用軌道式運梁和下沉式地溝拼裝，現場工廠化流水作業，按橋梁縱曲線不等高設置運梁小車裝置，使構件就位準確。頂推設計采用了單點拖拉式頂推方法。
5）寬幅橋梁多箱分體頂推施工協同性控制技術。為確保鋼箱梁成橋豎曲線滿足設計要求，鋼箱梁豎曲線測控分為單體鋼箱梁就位、連系梁安裝及鋼箱梁預壓3個階段。依據測量結果，箱梁頂推到位并完成落梁后，結合梁混凝土澆注前對河道內臨時支墩進行分次預壓，采取千斤頂頂升等措施及時調整臨時支墩墩頂高程至成橋梁底高程。橋面混凝土采用分塊均衡澆注法，分塊之間采用加設鋼板網片施工縫處理方法。
該工法的相關關鍵技術及創新成果已成功申報了以下技術專利：1）頂推滑道采用了特制的“滾排滑道”，專利號為：ZL201020215846.4；2）“應用滾排滑道進行橋梁頂推施工的裝置及其施工方法”，專利號為：ZL201010191977.8；3）“簡易快拆式鋼桁架導梁”，專利申請號為：201120044145.3。
工法工程應用實例
寬幅城市橋梁多箱分體頂推施工工法成功應用北京永定門南中軸廣場工程橋梁蓋板結構工程施工。施工中應用該工法，在城市繁華路段連續9次實施單箱頂推，成功跨越一河兩路。單體鋼箱梁分為6個節段，3個節段為一組，分次頂推就位，多箱分體頂推施工采用由中間向兩邊的順序同步進行。首片梁頂推歷時13天，通過首片梁的頂推試驗，獲得了重要的技術參數，優化了施工工藝，為多箱同時頂推提供了依據。工程總體投入3套頂推設備，正式頂推階段控制頂推速度為6m/h，單箱施工平均用時45h，8片鋼箱梁頂推共計12d，頂推總長度為1112.04m，總歷時25d。工程施工優質、高效、安全、環保，符合國家規范，達到了設計要求，工法的成熟性、可靠性得到了工程施工實踐的充分驗證。
經濟及社會效益分析
該工法成功應用于永定門南中軸廣場工程，通過優化設計頂推平臺、頂推反力裝置、滾排滑道裝置、側向限位裝置、臨時支墩及鋼導梁設計，在創新施工工藝的基礎上，直接降低工程成本57.6萬元。應用該工法施工，具有安全、高效、不占路、占地少、噪音低，對社會環境影響小、節能減排等顯著優勢和特點。廣場交付使用后，與北廣場南北呼應，場地寬闊、環境優美，可為市民提供休憩、娛樂和集會。該工法施工方法科學合理，優質、高效、安全、環保，施工成本較低，體現出了良好的經濟和社會綜合效益。
寬幅城市橋梁多箱分體頂推施工工法在頂推滑道技術、鋼導梁設計、柔性支墩穩定性控制、寬幅橋梁蓋板結構的橋形和多箱協調性控制方面有所創新，工藝成熟、完整，實用性強，整體技術達到國內先進水平，適用于城市架空廣場建設、舊城區基礎設施改造中的鋼箱梁安裝工程，以及跨越交通繁忙路段、河流等復雜工況下的鋼箱梁安裝工程，對城市橋梁設計和施工，具有很強的指導和借鑒作用，推廣應用前景廣闊。
