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1宽浅河流钢箱梁安装工艺探讨刘深远万雨帆闫宗山摘要河流上传统的钢箱梁安装工艺不外乎支架施工、悬臂吊装以及顶推施工等方法。本文以青银高速济南黄河大桥斜拉桥钢箱梁安装为实例，对在类似于黄河这种水面宽、水深浅，不具备通航和浮运条件的河流上进行钢箱梁安装的方案进行了深入的研究，提出了几种可行的施工工艺供商讨。关键字宽浅河流，钢箱梁，安装，探讨图1主桥桥型布置图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。主桥跨径组合为60+60+160+386m（主桥桥型布置图见图1）。主桥钢箱梁共计46个梁段，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2图2主梁标准横断面图2、方案必选（1）、河滩或桥面组拼钢箱梁，梁下悬挂运梁，悬臂吊装。在河滩上组拼钢箱梁,用龙门吊依次吊装岸侧钢箱梁；河侧通过挂在风嘴上的吊架接送钢箱梁，再由桥面吊机起吊安装。2（2）、河滩或桥面组拼钢箱梁，桥下钢管桩上导梁运梁，悬臂吊装。岸侧同方案一，河侧仍通过桥面吊机吊装，不过运梁方式由风嘴下的吊架变为在河道内插打钢管桩，再由运梁钢导梁载着钢箱梁在其上滑移至桥面吊机下方，供其吊装。（3）、河滩或桥面组拼钢箱梁，梁底滑道运梁，悬臂吊装。岸侧同方案一，河侧仍通过桥面吊机吊装，运梁方式采用在已安装完的钢箱梁纵隔板下加焊倒T形滑道，通过滑动吊具挂在其上滑动将钢箱梁运至桥面吊机下方，供其吊装。（4）、河滩或桥面组拼钢箱梁，多点顶推施工。在桥位下先施工有若干临时墩并在其上设置顶推装置，在一端组拼钢箱梁，边组装边整体顶推前移，最终将钢箱梁整体顶推到位，接着挂设并张拉斜拉索。完成后再将临时墩拆除。3、方案确定通过经济性、安全性、适用性等多项指标对比，综合各有关方面的意见，结合工程实际情况，我部最终选用多点顶推的钢箱梁安装方案。顶推方案中根据顶推关键部位构件工作方式的不同可分为：锲块式、棘块式。（图3、4）其中法国米约大桥是锲块式顶推施工的代表。本项目根据其工作原理拟采取棘块式顶推施工工艺。先将两种施工工艺做简要的对比分析。（1）、搭设的组装平台长度不同因第一种顶推方案中钢箱梁的水平高度始终是变化的，所以需在组装平台上安装一台顶推装置，所需平台长度较长，而第二种方案中钢箱梁的水平高度始终是一致的，只需在索塔横梁上安装一台顶推装置，后面的钢箱梁拖动前行即可，故所需平台长度较短。（2）、顶推方式不同第一种顶推方法是利用锲形快的相对运动使钢箱梁升降，以实现钢箱梁在滑块与U形梁之间的转换，由滑块带动钢箱梁前行，因此所需滑动面较多，顶推时间较长。如需反方向顶推钢箱梁，则需要增加顶推装置。第二种顶推方法是利用弹簧将棘块弹入钢箱梁所附的钢板的槽内，顶推钢箱梁前行，液压缸回程时，棘块可自动弹出，结构较简单，顶推时间较短。如需反方向顶推钢箱梁，只需将两侧棘块对换即可实现，操作简单，无需增加任何设备。（3）、所需液压设备不同第一种顶推方案中，由于滑动面较多，摩擦力大，所以需要的液压缸多且推力大。第二种方案中，由于结构简单，摩擦力小，只需小推力的液压缸即可，数量也较小。图3锲块式构造图3图4棘块式构造图4、施工准备济南黄河大桥钢箱梁安装部分采用整体式顶推施工方案。全桥共设临时墩7处，岸侧设置1处，距索塔中心63.25m，河侧每隔60m设置1处。岸侧距索塔约100m处设置40m顶推平台一个，并与岸侧临时墩联成一个整体。每个临时墩由4根Φ1200mm钢管混凝土柱及纵横向联系组成，钢管壁厚12mm，内浇筑C50混凝土，顺桥向间距4m，横桥向间距20m，基础为Φ1800mm钻孔灌注桩，桩长60m；顶推平台由12根Φ1000mm钢管及纵横向联系组成，顺桥向间距3.75m，横桥向间距20m，基础为Φ1000mm钻孔灌注桩，桩长25m。总体布置图见图5。图5总体布置图5、顶推方案顶推平台设置在岸侧位置，连同1#临时墩连接在一起，顶推平台采用钢管作为立柱，用型钢平联，上设支撑垫块和标高调整装置。顶推平台、临时墩都必须按设计要求考虑钢箱梁焊接变形并控制其线形。在每一个临时墩顶各设置一组顶推设备，所有的顶推设备通过计算机控制系统进行统一控制。顶推系统采用自主研制、创新设计的配置实用动力液压系统的棘块式顶推设备。在每个临时墩顶及索塔横梁上安装顶推系统共8套。顶推过程如下：步骤一1、钢箱梁厂家把组装好的梁段运到桥位正下方起吊位置；2、搭设顶推平台，用于顶推过程中钢箱梁的拼装。步骤二1、在顶推平台上安放滑道及标高调整和落架装置；2、把钢箱梁梁段用龙门吊放到顶推平台滑道上，并把加工好的导梁与首节梁段钢箱梁焊接，通过液压顶升滑移到设计位置，依次把钢箱梁梁段吊装到平台上并和上一梁段连接上并顶推到位。6、顶推工作过程简述6.1、将顶推设备按要求布置到工作的临时墩上；联接好各个油管，电源线，控制线。6.2、启动第一个临时墩上的顶推设备，在第一个临时墩上用顶升千斤顶将导梁同步顶到在该点的标高；由配在顶升系统上的压力传感器检测到的压力值转换成支反力值，然后由该值的换算值给顶推油缸设定压力，顶推油缸在要求的压力下提供顶推力，并且控制临时墩上两侧顶推油缸同步顶推。这时需实时检测顶升千斤顶的支反力，一方面保证顶推油缸顶推力的实时精确性，另一方面通4过调节顶升千斤顶保证行进过程中钢箱梁的受力均衡，保证钢箱梁单点单侧最大允许支反力不超过计算值。完成推进一个行程之后，所有顶推油缸缩回至下一个行程的起点，随后进行下一个行程的顶推。6.3、随着钢箱梁在顶推平台上的焊接拼装，重复上述顶推步骤直至将导梁顶推到2#临时墩附近，如果检测到导梁由于自重悬臂而下挠的挠度过大导致导梁将会无法架到2#临时墩的顶推装置上时，通过前一个临时墩上的顶升千斤顶将梁体顶起使导梁上翘，以适应2#临时墩上的顶推装置，待导梁完全架在2#临时墩上的顶推装置之后，通过调整临时墩以及索塔上的顶升千斤顶将钢箱梁在该点上的标高调到规定标高。然后重复顶推钢箱梁，此时要保证这两个临时墩上的顶推油缸在设定压力上保持位移同步。6.4、重复上述顶推步骤，直至将钢箱梁全部顶推到位。7、结语本施工方法具有技术先进、经济合理的优点，可以为类似工程的施工提供可借鉴的经验。参考文献[1]JTJ041-2000，公路桥涵施工技术规范S[2]张晓东，桥梁顶推施工技术[J],公路，2003（9）