【工程技术】钢混叠合连续梁顶推技术

顶推法是采用梁体在桥头分段拼装，在梁前端安装导梁，用千斤顶纵向顶推，使梁体通过各墩顶的临时滑动支座就位的一种施工方法。顶推法施工技术优点在于克服梁段边建造边架设，节约了劳动力及设备，在桥梁建设施工中，顶推法已经被广泛运用到工程实践中，顶推法在桥梁设计领域已成为值得研究的课题  。在顶推施工过程中，每个截面都要承受最大正弯矩和最大负弯矩，因此须通过对顶推施工过程做仿真计算分析以确保施工阶段的安全性。为减小施工期的弯矩，可采用设置临时墩，在梁体前端设置导梁等临时措施  。顶推法按照水平力的施加位置和施加方法分为单点顶推和多点顶推。单点顶推全桥只设置一个或一组顶推装置，通常将顶推装置集中设置在梁段预制厂附近的桥台或桥墩上，前方各墩设置滑移支承。多点顶推在每个墩台均设置一对小吨位的水平千斤顶，将集中顶推力分散到各墩上，并在各墩及临时墩上设置滑移支撑。多点顶推相比单点顶推可以避免采用大规模的顶推设备，并能有效控制顶推梁的偏移，顶推时桥墩承受的水平推力小，便于结构采用柔性墩，在工程实践中采用较为广泛 。中资路桥通过对国内某座采用多点顶推施工的钢混叠合连续梁桥的施工过程做仿真分析，对结构在施工期的安全性及梁段拼接的可操作性进行论证。

1，工程背景

某钢混叠合连续梁桥为某斜拉桥引桥，跨径布置为 ６×９０ｍ ，左右分幅，对应墩号依次为引桥N6#～N1#墩及主桥（斜拉桥)1#墩。该结合连续梁的架设

是先将钢钢槽梁采用分段焊接，然后采用顶推法就位，最后安装预应力混凝土整体桥面板。

2，钢槽梁顶推施工方案

（1）在主桥1#墩和主桥2# 墩之间布置顶推平台，并在2#墩顶布置全回转吊机。

（2）在N6#～主1#墩各墩中间设置临时墩以减小梁的顶推跨径，并在顶推平台、临时墩、边墩顶布置滑道，滑道顶面线型为钢槽梁制造线型，各临时墩上

布置顶推千斤顶，采用多点顶推施工方法。

(3)钢槽梁节段从制造厂通过水路运输至2#墩附近，依施工顺序将钢槽梁起吊至顶推平台并逐段焊接，在顶推梁的前端设有钢导梁，以减小梁在施工过程中的受力，并在其导引下通过多点连续千斤顶同步张拉钢绞线使钢槽梁向前滑移，整个顶推过程分成若干个阶段，每拼装完成一个阶段的钢槽梁节段即整体顶推平移至下一阶段梁段拼接所要求的位置，循环作业使钢槽梁到达设计位置。

3，顶推计算

3.1计算模型

分析采用三维有限元软件 Ｍｉｄａｓ进行，主梁及导梁以梁单元进行模拟，截面采用钢槽梁和混凝土板组合截面。顶推模型如图 2所示。

导梁采用Q235钢材，钢槽梁采用Q360钢材，混凝土面板采用C60混凝土，材料特性见表1所列。 

全桥关于N3 墩对称，每侧有30个节段。导梁刚度及面积取钢槽梁的0.6倍，拼接及横隔板的重量通过增加钢材密度10% 来考虑。标准梁段示意如图３所示，支座处标准梁段顶板宽度增加。

主要施工阶段临时荷载包括：吊机自重1500KN ，桥面板吊重700KN，吊幅15M ，起吊桥面板扭矩10500KN.M,纵向弯矩为最大吊幅19600KN.M，

桥面板吊装后结合前等效均布荷载121KN/M ；二期恒载为 50KN／ｍ .

3.2 顶推分析

(1)位移及内力包络。钢槽梁顶推计算工况包括各跨顶推达到最大悬臂时，以及前３跨拼接梁段时，具体分析工况见表２所列。

各工况位移包络结果如图４所示，从中可以看出，悬臂端最大竖向位移为４６ｍｍ 。图４顶推过程位移包络图。

内力包络如图５所示。最大弯矩位于最大悬臂时根部，离梁端 42.5ｍ 处，弯矩值为13000ｋＮ · ｍ 。42.5M之后所有梁段截面在顶推过程中需要承受的弯矩为 10500KN.M左右。图５弯矩包络图。

应力包络图如图 ６ 所示，其中拉应力为正，压应力为负。从中可以看出，在顶推过程中拉应力和压应力维持在较低的水平，均不超过 ２０ＭＰａ 。

图６最大、最小应力包络图。

（2）梁段拼接。值得注意的是一个阶段顶推过程结束后，未顶推出平台的梁段（预留梁段）线形，这和新拼装梁段的可操作性相关，如图７所示。从图７可以看出，预留长度小于长度２时，梁端切线方向指向上，理论上，匹配后续梁段可以在拼接平台上顺利实施，但是预留长度过短，调位设备布置的空间受限。预留长度大于长度 ２ 且小于长度 ３ 时，梁端转角为负值，切线连接方向指向下，给拼装带来困难。预留长度大于长度３时，梁端平置在平台上，拼装可以顺利实现。通过分析，可以得到合适的预留梁段长度。

第１次拼接梁段和导梁以及第２次拼接梁段未顶出平台梁段数量较多，拼装不存在此问题。第３～５次拼装的预留梁段变形，如图８所示。图 ８　 第 ３～５ 次拼装时预留梁段线形从图 ８ 可以看出，竖向位移量很小，不到 １ｍｍ ，向上位移区大约在离主 １＃ 墩 １５ｍ 左右，因此每次顶推完成后预留在平台上的长度建议不小于 １８ｍ 。

（3）导梁过墩顶升力。通过分析，导梁在最大悬臂时，前端有 ４．４ｃｍ 的挠度，需要采用千斤顶顶升至各墩滑道高度处，继续后续顶推。通过分析各墩顶推力见表３所列。

4， 结束语

采用顶推法进行钢槽梁施工，通过设置临时墩，,缩短了最大悬臂的长度，同时由于施工阶段没有混凝土桥面板作用，自重较轻，在施工过程中，钢槽梁结构安全，顶推施工方案切实可行。通过预拱度的施工阶段仿真分析，对拼装过程中顶推平台上的预留长度条件进行了限定，可保证拼装的顺利实施。同时对顶推过程中的临时墩和永久墩在施工阶段的支撑反力进行定量分析，为临时墩设计和永久墩施工阶段复核提供依据。

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