浅谈京良路上跨京广铁路立交桥顶推施工

1、    浅谈京良路上跨京广铁路立交桥顶推施工    摘要：采用顶推法施工梁式桥优点较多，文章以北京市京良路上跨京广铁路立交桥工程项目为例，介绍了混凝土箱梁顶推的基本原理、顶推系统、顶推法施工技术流程与步骤。以理论和实测数据，揭示整个顶推施工的设计原理和施工细节，为今后同类工程施工的控制提供了可靠的依据。关键词：跨京广铁路；混凝土箱梁；顶推法；立交桥工程项目；梁式桥 ：a：u445 ：1009-2374（2015）09-0096-03 doi：10.13535/ki.11-4406/n.2015.08041 工程概况北京市京良路上跨京广铁路立交桥全长115

2、m，布跨结构为主路（26.5+42+26.5+20）m，辅路（25+42+28+20）m，其中跨越铁路段为42m。为减少桥梁施工对铁路运营的影响，采用混凝土整体箱梁结构，顶推法施工。主路桥顶推重量4100t，辅路桥顶推重量1800t，桥梁平、立面位置如图1所示：图1 桥梁平、立面位置图2 工程特点（1）京广铁路为全国交通大动脉，行车密度大，铁路安全保护级别高，并且顶推节段与铁路夹角为86.2°，施工过程中必须确保京广铁路运营安全；（2）主（辅）路桥顶推轨迹为r=4500（4400）m竖曲线上，顶推过程的轨迹控制精度要求比较高；（3）主（辅）路桥0#段56m均采用预应力混凝土箱梁，体积

3、大，重量大，主、辅路同步顶推过程中箱梁结构应力转换体系变化复杂，顶推施工工艺精度要求高。3 顶推系统顶推系统由承重墩、滑道与滑块、侧向限位装置、牵引动力设备及牵引索构成。3.1 承重墩为减小顶推过程中箱梁尾端的悬臂长度，在58#永久墩之间设置l1、l2、l3临时墩；为加强过铁路孔时的安全措施，在4#永久墩靠铁路侧设置l4组合临时墩（只作为保险措施，施工过程不受力）。顶推过程中主路前端最大悬臂41m，尾端最大悬臂12.5m；辅路前端最大悬臂41m，尾端最大悬臂13m。墩顶主要承受水平向的摩阻力以及千斤顶的水平顶力，为保证墩身结构具有足够的纵向水平刚度以承受纵向水平力，考虑采用桁架梁将墩身刚性串联

4、。3.2 滑道与滑块永久墩的预埋钢板直接焊接滑道梁和2mm厚度的不锈钢板，临时钢管架的墩顶焊接垫梁，垫梁上焊接滑道梁和2mm厚度的不锈钢板。滑块为mge滑块，规格尺寸为20×40×3cm，且抗压强度不少于50mpa。顶推段箱梁现浇前，滑块涂抹上硅脂油铺满滑道顶面，滑道坡脚填充干硬砂，再覆盖一层0.5mm厚度的不锈钢板，构成滑道位置的箱梁底模板，并与相邻底模板顺畅相接，再浇筑箱梁混凝土，避免了滑道与滑块的污染，保障了顶推过程中的滑块续入。箱梁成型拆模后，0.5mm不锈钢板随着顶推前进过程中掉出。3.3 侧向限位装置顶推过程中为防止梁体横向偏移，在主、辅路47#永久墩的外伸梁上

5、对称安装横向限位系统。由mge滑块、35cm的楔形木板、工装钢板、导向轮、千斤顶（导向轮下方位置的反力座工作坑内）及支撑后背构成侧向限位装置。当顶推过程中梁体有偏移时，由限位装置与千斤顶相互配合纠偏。3.4 牵引动力设备主（辅）路顶推全套牵引动力设备包括：2台zld500-300（zld200-300）连续千斤顶、1台ztb88.0泵站（ztb40.0）、各1台hldka-4主控台及与联接系统工作的高压油管、电缆等。连续顶推千斤顶均布置在5#永久墩间的系梁反力座上，泵站布置在主、辅路间即可。3.5 牵引索主（辅）路箱梁底均埋设有6个钢拉锚器，在箱梁底板下方预设钢拉锚器作为后锚点，将牵引索布置在

6、后锚点上。随着顶推的进行，工况的变化，分别安装在不同的拉锚器位置。钢绞线每束由19（12）根强度等级1860mpa，15.2mm钢绞线构成。钢绞线最大张拉强度按1302mpa考虑，主路每束能承受19×140×1860×0.7=346（t）张拉力，牵引索储备系数为（346×2）/（4100×0.1）=1.7，满足使用要求。辅路每束能承受12×140×1860×0.7=219（t）张拉力，牵引索储备系数为（219×2）/（1800×0.1）=2.4，均满足使用要求。4 顶推施工技术4.1 顶推的基本

7、原理顶推的基本原理是箱梁重量通过滑块传递于承重墩上，承重墩传递承台及桩基上；连续顶推千斤顶通过钢绞线纵向拖拉梁体下方的钢拉锚器，克服滑块与滑道梁层间的摩擦阻力来实现箱梁向前顶进，顶推主要理论技术参数见表1：表1 顶推主要理论技术参数顶推技术参数 主路 辅路 备注顶推重量/t 4200 1800顶推速度（m·h1） 10顶推总距离/m 63.5 64顶推理论用时/h 6.35 6.4顶推过程导梁前端最大挠度/mm -97 -138顶推动力储备系数 2.4 2.2 主路：2台500t千斤顶，启动摩阻按0.1辅路：2台200t千斤顶，启动摩阻按0.1顶推牵引索安全系数 1.7 2.4 主路

8、：2束19-s15.2钢绞线辅路：2束12-s15.2钢绞线顶推滑块应力安全储备系数 2.6 6.1 四氟乙烯滑块，厚度3cm，抗压强度不小于30mpa抗倾覆安全系数 6.7 5.6 规范要求不小于1.3顶推就位轴向误差/mm ±10滑道安装精度/mm 顶面相对高差不大于34.2 导梁反顶 4.2.1 导梁安装。在梁端设置前导梁，以主孔跨度42m的60%70%长度作为导梁长度，其中埋入梁体内2.5m，梁体外28m；共分3节，第1节段长8.5m，第2节段长11m，第3节段长11m，导梁采用钢板焊接分块制作，然后平联高强螺栓组合。导梁前端0.6m范围作60cm错台，以便导梁前端到达前支撑

9、点时通过千斤顶等设备顶升导梁前端使导梁顺利到达墩顶滑道，导梁预埋段与第1节段之间设置采用直径32mm精轧螺纹钢连接，保证导梁与混凝土梁之间的连接强度，并设50t的初拉力。4.2.2 导梁反顶。在箱梁顶推之前需对导梁进行反顶，确保导梁的整体刚度以及连接部位的强度。通过在6#墩身设置钢牛腿作为起顶操作平台。主路钢导梁反顶顶力为400t，每侧200t，两侧起顶同步进行。起顶位置处导梁竖向位移87mm，导梁根部最大应力为204mpa。辅路钢导梁反顶顶力为230t，每侧115t，两侧起顶同步进行。起顶位置处导梁竖向位移106mm，导梁根部最大应力188mpa。4.3 试顶试顶主要是测试顶推平台、牵引动力

10、系统、导梁、梁体及承重墩体系等工况形成的数据，通过收集理论与实测数据的对比，调整相关顶推参数，为正式顶推的顺利进行及精确就位提供了有力的参考。主（辅）路同步试顶0.5m距离后，共耗时15分钟的主要技术参数数据如下：箱梁顶进0.5m（0.5m）；启动顶力226t（126t）；平均顶力205t（117t）；启动摩擦系数0.055（0.07）；平均摩擦系数0.05（0.06）；平均顶推速度10.2m/h；试顶后箱梁前段偏北2mm（6mm）、尾端偏南12mm（2mm）；顶推过程中2#临时墩最大纵向位移2mm（设计允许值10mm）；5#永久墩（顶背位置）纵向位移1mm。4.4 正式顶推正式顶推准备工作就

11、绪后，主、辅路5#墩顶的千斤顶进行单点顶推，根据试顶结果调整相关参数，正式顶推时调整主路启动摩擦力按0.07，启动力按287t，辅路启动摩擦力按0.085，启动力按153t。首先选择手动模式，主控台操作人员按下“前顶进”按钮，油泵操作人员手动调整溢流阀的工作限压，由30%升至100%牵引力工况下，检查顶推系统的承重墩、牵引动力设备、导梁、混凝土箱梁，滑道与滑块，牵引索，侧向限位装备各个状况是否有异常。手动操作zld500-300（zld200-300）顶推系统牵引箱梁滑移启动后，运转正常转换为自动运行模式，进行箱梁的自动连续式顶推。顶推步骤如下：第1次顶推牵引索锚固于1#拉锚器，向铁路局封锁要

12、点2h，主、辅路梁体向前顶进16m，到达4#组合墩，如图2所示：图2 顶推步骤1第2次顶推牵引索锚固于1#拉锚器，向铁路局封锁要点2h，主、辅路梁体向前顶进11.5m，到达4#永久墩后拆除1#拉锚器，如图3所示：图3 顶推步骤2第3次顶推牵引索锚固于2#拉锚器上，将主、辅路梁体往前顶进24m，后拆除2#拉锚器，并拆除钢导梁前端的第1节11m，如图4所示：图4 顶推步骤3第4次顶推牵引索锚固于3#拉锚器上，将主（辅）路梁体往前顶进11.5m（12m）至设计位置，后拆除3#拉锚器，并拆除钢导梁前端的第2、3节，如图5所示：图5 顶推步骤4同步顶推的控制：顶推过程中箱梁受摩擦力不均匀的影响，存在蛇形前进的形态，应通过保持连续千斤顶顶力的一致来控制梁体结构的偏转。因调速阀的功能有自动稳定输出流量而不受负载变化的影响，可调整泵站的调速阀来控制千斤顶的流量值，以确保各个顶速的同步。亦可同步调整各个泵站溢流阀来达到输出油压的同步加载。5 结语京良路上跨京广铁路立交桥主、辅路成功顶进就位，千斤顶配合大外伸梁支撑限位纠偏、mge滑块的连续续入、顶推平台及钢导梁前置结构、自动连续千斤顶拖拉，顶推施工中多项技术集为一体