青银高速济南黄河大桥钢箱梁斜拉桥顶推安装施工工艺介绍.doc

青银高速济南黄河大桥斜拉桥钢箱梁顶推施工工艺简介闫宗山 万雨帆 刘深远摘要 青银高速济南黄河大桥斜拉桥钢箱梁采用的施工方法，突破了传统的顶推施工工艺，采用在每一个临时墩上设置棘块式顶推设备的方法，实现了由简单的拖拉式顶推到真正意义上的顶推施工方法的转变青银高速济南黄河大桥的钢箱梁顶推施工工艺具有施工过程中动态可控、临时墩受力明确、经济性好、施工安全性高等特点，为类似桥梁的施工探索出一种可资借鉴的新工艺关键字 宽浅河流，钢箱梁，施工工艺图 1）钢箱梁安装一般分为三种：悬臂吊装，顶推施工，支架安装为了追求施工工艺先进性、经济性、实用性、便易性等，施工 单位都加大了对施工方法的研究， 结合不同工程的特点、施工工期要求和资金的需求等客 观因素，力争设计出新颖、经济的施工工艺济南黄河三桥主桥钢箱梁安装采用的顶推施工工艺，就是在结合本工程 实际情况条件下，组织相关技术人员查阅 各种规范资料，咨询有关专家，同时结合对当今同类型桥梁的安装工艺进行了大量的调查研究的基础上在创新性，实用性、经济性方面做了大量的尝试1、工程概况青银高速公路济南黄河大桥位于山东省济南市北部，是国道主干线 青岛～银川公路（也是济南北绕城高速公路）跨越黄河的一座特大桥，同时也是京沪高速公路复 线（山东段）的关键工程之一。

主桥钢箱梁全长 666m，桥跨布置为60+60+160+386=666m主桥桥 型布置图见主桥桥型布置图主桥钢箱梁共计 46 个梁段，根据其梁段长度、钢板厚度等，钢箱梁划分为A、B1、B2、B3、C、D、E1、E2、F1、F2、G 共计 11 种类型各梁段长度及重量 见表 1：注：表中梁段重不含锚箱、风嘴、预埋件、压重槽重量主梁箱梁中心线处内轮廓高 3.5 米，顶板设 2%横坡，底板水平，顶宽 40.80m（不含风嘴宽度），全宽 43.60m(底 宽 31.2m)钢箱梁顶板厚采用 14mm、16mm 两种规格；底板厚度采用 16mm、12mm 两种；斜腹板厚度均为 30mm，其加劲板厚 24mm；横隔板厚度分别为 10mm、14mm、16mm、20mm四种规格；纵隔板厚度为 16mm其断面图见图 22、技术说明2.1 总体施工情况全桥共设 6 个河中临时墩，另有 5 个永久墩临时墩最大间距 60 米，全桥共设 5处河中墩，2 处岸上墩，顶推平台与第一个临时墩相连临时墩的跨径组合为： 7.5×5＋8＋7×60＋29.25m钢箱梁安装采用多点连续顶推方案施工2.2 临时墩施工临时墩和顶推平台都以钻孔灌注桩做基础， 临时墩的钻孔桩直径为 180cm，顶推平台的为 100cm，钻孔桩设计桩长水中墩为 60m，岸上墩为 55m。

临时墩和顶推平台钢管立柱作为上部支撑，临时 墩的钢管直径为 120cm，顶推平台 为 100cm，临时墩的钢管下部 8 米内灌注 C30 砼顶推平台钢管立柱顶面设置可调节滑动支座 为满足临时墩拆除的需要，临时墩钻孔灌注 桩桩顶面高程低于河床面 50cm钢管立柱 顶部浇筑一直径为 1.6 米高 80cm 的钢筋混凝土桩帽，用以放置支撑垫块和顶推装置；且在钢管顶安装型钢平台，便于作业人员 工作2.3 380 吊装龙门龙门设计吊重 380T，净跨度 46m，净高 30m龙门人字形支腿采用箱型截面，并用型钢横向联接龙门横梁采用断面 为285cm×180cm 的矩形钢箱梁，横梁中部间距 20m 放置 2 台单台起重能力 为 200T 的连续起升千斤顶，千斤顶通过 其下的小车可以实现小幅度的横向微动龙门运行区间为 52＃墩～55＃墩，用于岸侧钢箱梁的吊装安装和河侧顶推施工时的吊装工作2.4 岸侧支架安装岸侧钢箱梁吊装主要集中在 52＃～顶推平台之间，采用支架安装施工工 艺从52＃墩到顶推平台之间按钢箱梁节段长度设置临时支撑墩，支撑墩采用万能杆件支架与梁柱式支架相结合，中间设 置剪刀撑，墩顶设置纵、横梁及工作平台、横向通道，并在纵梁上设置调整千斤顶及支撑垫块。

基 础采用条形砼垫梁，地基采用 5%灰土换填经夯实处理并进行预压2.5 导梁设计导梁采用工字形、变截面、实腹钢板钢导梁，高度为 3.3 米，与钢箱梁同高，长度为 38.5 米，总重约 85 吨两片导梁纵向由 3 节 6 片拼装成型与钢箱梁纵隔板焊接成整体两 导梁之间平面和横向联系采用桁架联接，保 证钢导梁的空间整体性，满足受力要求将导梁前端底部 1.5 米设置成半径为3.9 米的圆弧形过渡曲线，高差 为 300mm以使下挠的导梁前端能顺利的行走至前方临时墩上导梁底部设置板厚为 50mm 钢板2.6 顶推施工原理2.6.1 顶推系统配置钢箱梁安装采用多点顶推方式，在每个临时墩顶及索塔横梁上安装顶推系统共 8套，顶推设备系统采用自主创新设计的配置实用动力提供液压系统的棘块式顶推设备2.6.2 顶推工作流程步骤一：钢箱梁底部纵隔板处用螺栓连接一块厚 50mm、宽 240mm 的滑板，钢板两侧对称开槽钢箱梁放在滑梁上，顶推液压油缸未顶推时，棘块被压缩弹 簧顶入槽内 步骤二：顶推液压油缸向前顶推，推 动钢箱梁前行步骤三：顶推液压油缸回程，棘 块退回槽口，滑块被拉回，待回到前一槽口时，棘块被弹簧顶推槽口，顶推液压 油缸开始下一个行程。

2.7 钢箱梁安装2.7.1 总体思路钢箱梁安装遵循先河侧后岸侧的施工顺序在临时墩和桥塔横梁上各 设置一组顶推设备，龙门吊装梁段到顶推平台上，焊接连接，第一次顶推时每组拼焊 接一段就顶推一次，第二次顶推时每组拼焊 接两段顶推一次然后再次吊装钢箱梁，重复进行，直至顶推完毕岸侧的钢箱梁直接用龙门吊装到支撑墩上拼装2.7.2 钢箱梁安装流程步骤一1、搭设顶推平台及临时墩，用于顶推过程中钢箱梁的拼装与顶推施工；2、钢箱梁厂家把组装好的梁段运到 桥位正下方起吊位置步骤二1、在顶推平台上安放滑道和落架装置并进行标高调整；2、把钢箱梁梁段用龙门吊放到 顶推平台上，调整完毕，把加工好的导梁与首节 A梁段钢箱梁焊接，通过水平液 压油缸顶推到设计位置，依次把其后钢箱梁梁段吊装到平台上并和上一梁段焊接顶推步骤三1、搭设 52＃～54＃墩之间的支架，用于安装此处钢箱梁2、龙门行至起吊位置，吊起钢箱梁梁段龙门沿其轨道将箱梁运至 52#墩下， 进行架设，架设完毕后，龙门回到起吊位置；3、重复以上步骤安装钢箱梁至到 图示位置； 步骤四把拼装于 54＃～顶推平台处的 3 个剩余梁段临时吊装放置于 53＃、 54＃、 顶推平台上，然后搭设其中的剩余 2 组支架。

再 进行钢箱梁梁段安装步骤五安装剩余梁段，吊装顺次依次 为B2、B2、B3，其中 B3 为合龙段， 调整焊接完毕，通过落架装置把梁体落到塔柱横梁上的临时支座上，拆除滑道及支架，挂索落架完成钢箱梁安装2.7.3 实际安装部署考虑到钢箱梁安装过程需要经历一个冬季，基于顶推施工安全等多方面因素，顶推实际安装过程做如下变化：先顶推安装河侧 10 个梁段，再用 龙门吊装安装岸侧 10 个梁段；节后再开始顶推安装河侧剩余梁段，直至顶推到位，最后采用龙门吊装安装岸侧剩余梁段，直至完成整个钢箱梁的安装工作 2.7.4 钢箱梁安装控制轴线控制：在每个临时墩上均设置可调节导向限位块以确保钢箱梁在顶推过程中的轴线始终处于可控状态，同 时利用经纬仪进行轴线跟踪观测同时在塔柱横梁 处钢箱梁两侧加设置横向限位结构，加 强钢箱梁在不推进时的横向控制，确保轴线 不发生偏移高程控制：每个临时墩所有标高均严格按照监控方提供的数据进行施工控制，确保钢箱梁安装线形的合理性2.8 钢箱梁合拢钢箱梁安装合拢段根据现场实际情况设置在 54＃～顶推平台之间，以 B3 作为合拢段采用龙门起吊安装在合拢段位置处通过安装岸侧钢箱梁时预设 20cm 富余 宽度，待合 拢梁段 B3 提升安装到位后（与 B2 梁段断面相匹配）利用在 52＃过渡墩处上水平设置的千斤顶，顶在钢箱梁尾部纵隔板位置处，施加 顶推力，将岸侧支架上的钢箱梁向前顶推，使其 E1梁段前断面与合拢梁段 B3 断面相匹配。

完成钢箱梁的合拢在合拢时，应按平面位置、标高测量、整体施工控制的要求选择一天中日照不强烈、低温、温度均匀时段内进 行合拢安装在所选定时间内，一次完成临时 匹配工作拆除顶推千斤顶，进行钢箱梁拼接、施焊工作拼接、焊接应在夜晚温度较低、均匀时间内尽早完成，以避免温度 应力对未达强度焊缝的破坏合拢测量：利用索塔中心位置的控制点进行平面位置测量边跨合拢过 程不需进行高程测量，因为合拢过程是一个 连接匹配过程，只要将两边的钢箱梁对齐连 接即可在合拢后，在利用拉索张拉进行 钢箱梁线形标高调整过程中，进行高程测量3、结语该施工工艺具有结构简单，各 临时墩受力明确；采用的液压棘块式顶推施工工艺，属于自主设计研制，操作简便，安全适用；材料的可持续利用率高等优点同 时严谨的施工组织、严格的施工管理、精良的液压设备与得当的施工措施也是我部钢箱梁顶推顺利进行的有力保障希望在今后 类似桥梁结构的施工中能得到推广，达到提高经济效益，节约工程成本的目的参考文献1 JTJ041-2000，公路桥涵施工技术规范 S2 韦福堂， 谢永红，韦勇生 YDCLD 自动连续顶推系统在顶推施工中的应用 J 公路，2001，（2）3 徐化轩 顶推梁桥施工中可能出现的技术问题及对策 J 铁道工程学报，2002。