4×40m單線連續(xù)箱梁頂推施工方案的選擇內(nèi)容提要：本文簡要介紹了如何制定連續(xù)梁頂推施工的合理方案，將從頂推工藝、梁場設(shè)計、導(dǎo)梁選擇等幾個方面闡述。關(guān)鍵詞：連續(xù)箱梁頂推支座石咀大橋是石太鐵路客運專線上的壹座復(fù)雜大橋，設(shè)計院要求梁部施工采取頂推法施工，此設(shè)計于全線上屬于唯壹壹座采取此種施工方法的大橋，且且于目前全國客運專線施工中也是第壹座頂推橋梁。我國于七十年代首次于西延鐵路狄家河橋上采用頂推法施工，接著廣東萬江公路橋又順利頂推成功。八十年代，鐵路頂推PC連續(xù)梁沉寂了大約1橋頂推施工卻蓬勃發(fā)展，相繼于湖南、貴州、廣東、內(nèi)蒙古等地用頂推法修建了十多座PC連續(xù)梁橋。進(jìn)入九十年代后，鐵路和公路PC連續(xù)梁頂推施工均出現(xiàn)了新的飛躍發(fā)展勢據(jù)不完全統(tǒng)計，至2004年底，采用頂推施工的鐵路、公路PC梁橋已達(dá)70余座。我集團(tuán)公頂推法施工的關(guān)鍵是于壹定的頂推動力作用下，梁體能于滑道上以較小的摩擦系數(shù)向前移動。滑道上采用壹種硬度高、同不銹鋼之間的摩擦系數(shù)很小（f=0.07-0.04）的聚四氟乙烯材料。它同垂直壓強(qiáng)成反比，同速度成正比。施工實測數(shù)據(jù)表明，壹般為0.0摩擦系數(shù)比動摩擦系數(shù)大些。頂推施工方法分為：1.1按頂推動力裝置的多少分頂推動力裝置集中設(shè)置于靠近制梁場的橋臺或橋墩上，支承于縱向滑道上的垂直千斤頂和支承于臺（墩）背墻的水平千斤頂聯(lián)動，能使梁體以垂直千斤頂為支承向前移動。狄家河另壹種單點頂推的方式是水平千斤頂通過拉桿帶動梁體前移，滑道為固定的不銹鋼板，滑塊于滑道上支承梁體。間的摩擦力不能帶動梁體前移，必須依靠輔助動力才能完成頂推。此外，單點頂推施工中，沒有設(shè)置水平千斤頂?shù)母叨眨绕涫侨嵝远沼谒搅Φ淖饔孟聲a(chǎn)生較大的墩頂位移，甚至多點頂推法的優(yōu)點是任何階段均能提供必須的頂推動力，于頂推過程中水平千斤頂對墩多臺千斤頂同步工作，而且能夠分級調(diào)壓，使作用于墩頂?shù)乃搅Σ怀^設(shè)計允許值。1.2按支承系統(tǒng)分1.2.1臨時滑道支承裝置頂推施工更換支座、落梁。這是壹項復(fù)雜的工程，起梁和落梁必須有設(shè)計程序，確保梁體的安全。永久墩臺的支承墊石頂面標(biāo)高必須符合設(shè)計要求。1.2.2永久支承兼用滑道的頂推施工于條件適當(dāng)?shù)臉蛄喉斖剖┕ぴO(shè)計中，把永久支座作必要的臨時處理，使其成為臨時滑道，當(dāng)頂推結(jié)束后，起梁、拆除臨時的滑道，把梁體落于永久支座上。1.3按頂推方向分單向頂推即只于橋的壹端設(shè)置制梁臺座，分段預(yù)制，逐段頂推，直到全橋就位。對于多聯(lián)的連續(xù)梁橋，頂推時，必須把倆聯(lián)之間臨時連接起來，全橋就位后，再取掉臨時連接。1.3.2雙向（相對）頂推于橋的倆端臺后均設(shè)置制梁臺座，同時分段預(yù)制梁體，逐段頂推。這種頂推方式，必須解決倆聯(lián)梁體即將到位時，導(dǎo)梁的處理問題。通常的解決方式是第壹聯(lián)首先按常規(guī)方法就位，第二聯(lián)頂推到適當(dāng)位置時，把導(dǎo)梁移至梁頂部，使導(dǎo)梁于第壹聯(lián)梁體頂面滑移。1.4按動力裝置的類別分裝置。為了多臺千斤頂同步運行，采用主控臺控制各個泵站操縱千斤頂，既能夠集中控制，又能夠分級調(diào)壓，也能夠限定差值（各墩臺設(shè)計允許的水平推力和施加給墩臺的水平力之差）。可是，由于步距式頂推是以水平千斤頂?shù)墓ぷ餍谐虨橐紓€頂推步距，當(dāng)水平千斤頂回程時，梁體便停止前移。對于墩臺而言，每壹個頂推步距均將經(jīng)歷從靜摩擦到動摩擦再到停止的過程，墩臺頂部的位移也隨之從零到最大到較小到零周而復(fù)始地變化。同時，每當(dāng)頂推力克服了靜摩擦力時，梁體便突然前移，而由于靜摩擦力突然減小，水平千斤頂?shù)挠蛪弘S之下降，梁體前移速度也隨之減慢——這就是梁體爬行現(xiàn)象。梁頂推施工均采用這壹新工藝。它通過連續(xù)千斤頂?shù)倪B續(xù)工作，使壹段梁體的頂推作業(yè)連續(xù)橋長166.50m，右線中心里程為DK97+227.05、橋長206.50m，位于坡度6‰的直線上坡段。石咀大橋東接太行山隧道出口，左線橋后和隧道出口凈距29.75m、右線橋后和隧道出口凈距4.75m；石咀大橋西接長達(dá)2km的路基段。梁部采用單線、單箱、單室、直腹板、等高度連續(xù)箱梁（圖2箱梁頂板寬8.40m、底板寬4.00m、梁高3.00m；跨中截面頂板厚度0.25m、底板厚度0.30m、厚度0.50m；頂板設(shè)橫向2%的排水坡、于支點處設(shè)橫隔墻。圖2-1石咀大橋連續(xù)箱梁截面圖圖(支點)圖2-2石咀大橋連續(xù)箱梁截面圖圖(跨中)連續(xù)箱梁設(shè)計采用頂推工法施工，左線分為9段、右線分為11段預(yù)制；除首末段外、中間段為標(biāo)準(zhǔn)段，首末段長10.65m、標(biāo)準(zhǔn)段長20m，左線頂推總質(zhì)量(含導(dǎo)梁)2904t、右線頂推總質(zhì)量(含導(dǎo)梁)3587t。連續(xù)箱梁梁體采用C50級混凝土，設(shè)縱向預(yù)應(yīng)力，且布設(shè)頂板體外臨時預(yù)應(yīng)力束。石咀大橋梁體重——不僅整聯(lián)箱梁自重大，而且單位梁長自重大。箱梁平均自重173kN/m（最重段193寶中鐵路黃河特大橋連續(xù)箱梁平均自重107kN/m。根據(jù)石咀大橋的設(shè)計特點和結(jié)構(gòu)形式，主要考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)性問題，選擇單向單點連續(xù)頂推的施工方案，滑道系統(tǒng)采用臨時滑道支承裝置。采用單點頂推方案只需要倆臺300t的連續(xù)頂推千斤頂以及配套設(shè)備，多點連續(xù)頂推需要10臺60t的連續(xù)頂推千斤頂以及配套設(shè)備。相比而言，前者節(jié)約費用100萬。可是值得注意的是，頂推施工方案的選擇必須得到設(shè)計院的承認(rèn)，保證墩柱和基礎(chǔ)的剛度，才能保證工程順利進(jìn)行。連續(xù)箱梁頂推系統(tǒng)包括7大部分，主要為制梁臺座系統(tǒng)、導(dǎo)梁系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、滑道系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、糾偏系統(tǒng)、起落梁系統(tǒng)。每個部分采取的工藝方法不壹，可是功能壹樣，根據(jù)不3.2制梁臺座系統(tǒng)制梁臺座系統(tǒng)包括基礎(chǔ)、立柱、預(yù)埋件等部分，經(jīng)常采用的臺座有鋼筋混凝土臺管樁基礎(chǔ)鋼框架臺座等。選擇臺座系統(tǒng)時，主要根據(jù)經(jīng)濟(jì)比選來選擇，壹般的鋼結(jié)構(gòu)臺座系統(tǒng)投入較大，如果單位有大量鋼管樁和30#之上的型鋼，能夠考慮采用鋼結(jié)構(gòu)臺座。石咀大橋選擇采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)臺座，考慮到客運專線對于橋臺后過渡段的嚴(yán)格要求以及工后拆除混凝土臺座的麻煩，臺座頂標(biāo)高為路基頂標(biāo)高減去箱梁高度，不過仍要考慮滑道結(jié)構(gòu)和模板結(jié)構(gòu)的厚度。制梁臺座的設(shè)計包括臺座位置確定、臺座地基基礎(chǔ)設(shè)計、擴(kuò)大基礎(chǔ)設(shè)計、立柱設(shè)計、預(yù)埋件設(shè)計等。因為預(yù)制節(jié)段于臺座上預(yù)制且進(jìn)行終張拉，所以臺座的設(shè)計計算很重要。臺座位置要保證各個工況情況下，滿足抗傾覆穩(wěn)定的要求，抗傾覆安全系數(shù)取1.3。根據(jù)建筑地基和基礎(chǔ)的設(shè)計規(guī)范，進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計，考慮到石咀大橋臺后為濕陷性新黃土地基，采用灰土擠密樁處理，且且保證場地排水暢通。擴(kuò)大基礎(chǔ)和立柱設(shè)計采用SAP2000計算，考慮彈性地基因素，計算彈性地基系數(shù)輸入程序，計算結(jié)果簡圖如下圖3。基礎(chǔ)和立柱配筋采用計算輸出的最大受力荷載驗算。圖3彈性地基計算簡圖導(dǎo)梁采用重量輕、剛度大的變高度變截面板式梁，主梁全長25米，預(yù)埋段1.96米，引導(dǎo)段0.9米。為了便于運輸?shù)跹b，主梁分為倆片，每片分為四段，最重段為12.871噸，工地連接采用精制螺栓。由于下翼緣要通過滑道，故其采用埋頭精制螺栓。為增強(qiáng)導(dǎo)梁橫向鋼度和抗扭性能，倆片主梁間設(shè)置了上下平縱聯(lián)和四個橫聯(lián)，為增大主梁連接處的剛度將板梁僅設(shè)下平縱聯(lián)，引導(dǎo)段采用圓弧，做成象鼻嘴形式，象鼻嘴和主梁采用對焊連接。主梁及翼緣連接板、腹板連接板采用橋梁結(jié)構(gòu)鋼16Mnq，平縱聯(lián)、橫聯(lián)及節(jié)點板采用16q，螺栓采用符合國標(biāo)的鉚螺3（ML30CrMnSi）。導(dǎo)梁于箱梁端跨節(jié)段灌注前就位，倆者之間用精扎螺紋鋼連接，以減少箱梁端跨于頂推懸臂時的梁體內(nèi)力。導(dǎo)梁如圖4所示。導(dǎo)梁設(shè)計驗算能夠采用medias有限元軟件計算，也能夠采取手算方式驗算每個工況的受力情況。導(dǎo)梁設(shè)計驗算的關(guān)鍵壹環(huán)是導(dǎo)梁和混凝土箱梁連接處的受力驗算，如下圖求導(dǎo)梁和混凝土梁連接處C的最大彎矩和剪力：下翼緣：Mmax時，X=？Mc=RBX-gL2/2（2）將RB（1）式代入（2得三次方程求Mc的微分方程dMC/dx=0得二次方程，解之，得X值。X值即為導(dǎo)梁上墩之后，連接處發(fā)生最大負(fù)彎矩的工況距離。滑動系統(tǒng)包括滑道、滑塊、楔塊、滑板等。滑道除個別工程利用盆式支座等形式外，壹般均采用圖6所示的方式。2mm鋼板和橡膠，這三種材料于工廠以特殊工藝壓制而成，設(shè)計承壓應(yīng)力5-8Mpa。不銹應(yīng)力確定。為了保證滑動系統(tǒng)的受力達(dá)到設(shè)計要求，支座系統(tǒng)采取鋼盒混凝土加強(qiáng)；為了調(diào)整6‰牽引系統(tǒng)包括千斤頂、臨時拉索、拉錨器、輔助設(shè)備、千斤頂支架等。選擇千斤頂需要根據(jù)石咀大橋右線頂推總重量約為3600t，選擇倆臺300t千斤頂即可完成頂推工作。臨時拉索采取預(yù)應(yīng)力鋼絞線，拉錨器和千斤頂為了控制梁體于頂推過程中的中線始終處于規(guī)范范圍內(nèi)，需要設(shè)置糾偏系統(tǒng)。糾偏系統(tǒng)分為被動導(dǎo)向裝置和主動導(dǎo)向裝置。3.7.1被動導(dǎo)向裝置當(dāng)梁體橫向位移較小時，可采用圖7所示的楔塊擠壓法糾偏。楔塊靠近墩頂錨碇的部分是固定的，靠近梁體的半塊同梁體之間設(shè)置橡膠板隨梁體前移，楔塊的斜面非常光滑，當(dāng)梁體前移時，梁體就會被擠向圖示方向。3.7.2主動導(dǎo)