中铁二十局集团第四工程有限公司山东青岛266100
摘要：随着城市交通的发展，由于钢箱梁顶推法施工平稳、噪声低、施工占地空间小且对既有交通影响较小等优点，顶推法在城市桥梁施工过程中得到广泛的应用，本文主要就钢箱梁顶推过程中的观测项目、同步顶推措施、竖向顶升控制、平衡度的控制、纠偏措施及累计误差控制措施进行了简单的介绍分析。
关键词：钢箱梁顶推；同步；观测项目；累计误差；变形
顶推法多应用于钢箱梁、预应力钢筋混凝土等截面连续梁桥和斜拉桥梁的施工。指的是梁体在桥头逐段浇筑或拼装，用千斤顶纵向顶推，使梁体通过各墩顶的临时滑动支座面就位的施工方法。顶推法最早是1959年在奥地利的阿格尔桥上使用。其特点是：顶推法施工，设备简单，施工平稳，噪声低，施工质量好，可在深谷和宽深河道上的桥梁、高架桥以及悬索桥上采用。
一、工程概况
天水罗家沟大桥起于北山路（规划）的邓家庄，路线向南依次跨越成纪大道、籍河（设罗家沟大桥一座）、天北高速后，路线偏向西南方向，跨越天北快速路（规划）后向南回偏，在纬二路（南岸）前落地并与其平面交叉，继续向南跨越罗家沟，终点与羲皇大道平面交叉。主桥为独塔自锚式悬索桥，主梁为300m钢箱梁，理论跨径组合为50+115+80+115m，横跨成纪大道与天北高速。天水市政府要求在施工期间天北高速必须保持通畅，我单位决定L7～L8墩钢箱梁节段采用顶推法，顶推平台搭设在靠近L7墩北侧区域，箱型分段由一台300t汽车吊吊装至顶推平台上，再在平台上进行环口焊接后进行顶推施工，顶推采取智能三维千斤顶调整系统设备，其它顶推辅助工装由一台25t汽车吊进行的吊装，最后在成桥位置完成无损检测等工作。
二、钢箱梁安装总体方案
结合现场施工条件，本项目采用支架吊装法和步履式顶推法相结合的施工方式，钢主梁北侧L4～L6墩两跨采用支架法，钢箱梁分段用一台300t汽车吊进行吊装，然后在成桥位置完成节段的精调和环缝焊接；钢箱梁南侧L6～L8两跨制作拼装平台，箱主梁分段在拼装平台上完成节段拼装后采用步履式顶推的施工方法完成安装。
三、钢箱梁顶推系统介绍
本工程根据钢梁的结构形式，并结合顶推施工的特点，钢梁顶推系统主要分为顶推辅助结构措施和顶推设备两大类，其中顶推辅助结构措施细分为：顶推工作平台体系、临时支墩体系、导梁三个部分。
四、顶推施工主要控制措施
1、顶推施工中观测项目
为了确保钢箱梁最终成桥后符合设计的线型要求和应力状态，需要对拼装顶推过程在动态和静态下各种工况，在风力、温度、日照等环境影响下进行施工过程分析，找出不利状态、最大变形值并进行详细观测和有效的控制，具体包括以下内容：
1、拼装平台的沉降和变形。
2、钢箱梁节段运输及起吊就位后的变形。
3、因温度影响、日照不均匀、焊接累积误差而产生纵向长度变化；风的作用力对顶推影响，主纵梁平面点标高，横向位置（坐标）变化。
4、滑箱顶面标高的变化：沉降和压缩变形、温度升降的变化、所有滑箱施力墩顶推时纵向位移及标高变化。
5、钢箱梁挠度观测，每跨尾部接头端面竖向转角挠度测量，关键截面的应力测试；导梁挠度、受力变形观测及应力测试。
6、钢箱梁底板在滑箱上接触情况观测，钢箱梁内腹板、底板最不利受力状态内力检测和分析。
2、同步顶推保证措施
在顶推过程中虽然不能保证摩擦力达到一致，但可通过千斤顶的同步来保证顶推力的一致来减小结构偏转的不利情况的发生。
当顶升千斤活塞伸出将钢箱梁顶起后，顶推千斤活塞伸出将梁顶推前移，此过程需进行位移同步控制、压力均衡控制、横向调节控制。主控台除了控制所有墩上顶推千斤顶的统一动作之外，还必须保证所有顶推千斤顶每行程的同步。其控制策略为：同一墩上的水平顶推千斤顶中以其中一台顶为主动点，以一定速度伸缸，其余水平顶为随动点并与其比较，每台顶与其的位移量差控制在设定值以内，若哪台顶伸缸较快，则减小相应的比例阀的流量，反之，则增大相应比例阀的流量。不同墩上水平顶推千斤顶的同步控制方式为：以某一墩上的其中一台顶为主动点，其余墩的同一纵轴线上的顶与之比较，若哪台顶伸缸较快，则减小相应的比例阀的流量，反之，则增大相应比例阀的流量，从而实现所有水平顶推顶的同步。此过程同步精度各墩之间可控制在5mm之内，同墩两侧可控制在1mm之内。顶推千斤顶缩缸则无需同步控制。
3、竖向顶升控制
当竖向顶升千斤顶活塞伸出时顶推楔块和钢箱梁顶起，此过程主控台除了控制集群顶升千斤顶的统一动作之外，还要通过安装在滑道和滑箱之间的位移传感器检测顶升的高度，保证两侧顶升千斤顶的同步。控制策略为以其中一侧为基准，两侧位移差控制在设定范围内，若跟随侧顶升高度较大，则减小该侧比例阀的流量，反之，则增大该侧比例阀的流量。此过程同步精度可控制在4mm之内。
当竖向顶升千斤顶回缩时顶推楔块和钢箱梁下降并再次落到两侧垫梁上。此过程主控台除了控制集群顶升千斤顶的统一动作之外，还要通过安装在滑道和滑箱之间的位移变送器检测顶升的高度，保证两侧顶升千斤顶的同步。控制策略为以其中一侧为基准，两侧位移差控制在设定范围内，若跟随侧顶升高度较大，则增大该侧比例阀的流量，反之，则减小该侧比例阀的流量。斤顶每行程的同步。此过程同步精度可控制在4mm之内。
4、平衡度的控制
由于每个墩的滑箱上安装有1个用于检测钢梁在X轴、Y轴方向的倾斜角度的倾角传感器，因此通过设定每个倾角传感器在X轴、Y轴方向的的最大倾斜角度，即可控制钢梁的平衡度。若哪个倾角传感器在在X轴、Y轴方向的倾斜角度超出设定值，系统即停机报警。平衡度的检测及控制贯穿在整个顶推过程中。
5、纠偏措施
在每个墩上适当的位置安装1～2个光电开关，检测中轴线是否与设计中轴线一致（钢梁的中轴线用通长黑色标识线示出）。通过色差的检测，从而实现对钢梁中轴线的检测。在水平顶推千斤顶伸缸，钢梁平移过程中，若哪个光电开关检测不到中轴线，则发出一个信号趋动相应的横向调节千斤顶动作直到光电开关检测到中轴线后停止动作，从而实现横向纠偏。
6、累计误差的控制
在钢梁平移过程中，主控台通过计算每个受力点水平顶推千斤顶移动的总位移，并用最大位移量减去最小位移量得出累计误差，若累计误差超出要求时则停止“自动”模式进入“手动”模式，单独调节某一侧油缸动作以纠正误差。若通过全站仪监测到累计误差超出要求时亦停止“自动”模式进入“手动”模式，单独调节某一侧油缸动作以纠正误差。
五、顶推施工质量检验标准
钢箱梁顶推施工允许偏差如下表：