桥梁顶推施工工艺实例——南昌大桥

一、 顶推施工方法
　　 随着桥梁建设事业的飞速发展，桥梁结构不断推出新型式如斜拉桥、悬索桥。造桥技术也在不断推出新方法，顶推施工技术就是其中一例。

　　 当桥梁跨越深谷，不可间断地运输线（铁路、公路、河道）；难以拆迁的建筑物（地下设施、古迹等）；对施工噪音干扰及公害有严格限制的地区，其它有特殊要求而其它施工方法不可能满足其要求时，采用顶推施工方法从空中完成跨越作业，无疑是一种比较理想的方法。因此，六十年代初期在欧、美一些国家就相继采用此法，我国在七十年代后期才开始运用这一施工技术，八十年代才逐渐开始推广运用。

　　 顶推法施工除以上主要优点外，还有：
　　1、 施工作业场地比较集中、固定，因此就有可能有较稳定的劳动力组合，较准确的作业程序时间，便于组织成工厂化生产模式。
　　2、 所需的施工场地布置，是最经济的。
　　3、 生产集中、工点集中，便于管理。对质量有较好的控制。
　　4、 所需的机具设备是最少最省的，也可以充分发挥机械的使用效率。
　　5、 在长大桥梁施工中（L＞300m），可能是最经济，最快速的。

　　 同任何事物一样，顶推施工方法又不可能避免地存在一些缺点或不足：
　　1、 因为是逐段顶推施工，梁体在不同应力状态下，要承受反复应力变化，为满足这一要求，梁体内势必要增加钢筋或预应力钢束，由此而带来用钢量的增加。
　　2、 为适应顶推作业的需要，梁底面应当是平顺的，从目前的梁形而言，只能是等高截面的箱梁（单箱或多箱）、T型梁，槽型梁。从而引起圬工量的增加（截面加大、自重增加）若采用其它梁形顶推，其技术难度加大。
　　3、 若在不同跨度的多跨连续梁上采用此法，不但设计工作繁赘，且在施工中也增加难度。换而言之，顶推法施工的桥梁最好是等跨连续梁（除两边跨）。
　　4、 制梁场地及设备要求高，制梁台座基础应当无下沉无变形，底模刚度要求等，且应平整。滑道设置要求也高。
　　5、 对于变坡度，变曲线半径的桥梁上难以施工。也就是说在单一坡度或单一半径的桥梁上，用顶推法施工虽有一定的难度，但仍有可能完成施工作业。但在多坡度或多种曲线半径变化的桥梁上，若仍用顶推法施工，其困难将会大大的增加。经济上也是不合适的。

二、南昌大桥顶推施工
　　 南昌大桥西引桥中有12孔48为连续梁为顶推法施工，其施工技术另有文章介绍，现根据完成的21个号段，对以下的几个问题解决的比较满意：

　　一、箱梁制造
　　1、 台座：由于本桥箱梁截面大，节段分划长，重量大，最大节段重达1500余吨，因此，台座利用了40台41台承台基础，并增加了四根钻孔桩（共18根φ1.2m），台座面积达23.5×25.88m，基础无下沉变形。上部钢结构支撑通过面板、纵梁、横梁、纵梁等多次分配，传至基础，受力均匀。底模面板在滑道部分厚度为20mm钢板，其余部分为8mm钢板。底层钢结构纵梁，支承在36台200吨分组串联的千斤顶上，油泵集中控制，以便于底模的整体升降、脱模及调整。

　　脱模后的梁体支承在12台250吨顶面设有滑道板的千斤顶上，以便于顶推作业。

　　内模及顶模支承在钢支墩或专门设置的车架上，外模则直接支撑在整体式钢平台上，用可调撑杆收紧或松开模板。拆模时，仅拆除内模、车架、顶模、外模随平台升降脱模，悬臂处的钢盒则在每段顶推完成后，在另外的工作平台上拆除。

　　2、 箱梁混凝土灌注
　　24m一段的箱梁，一次灌注混凝土达500m3。且每段必遇一个隔墙（墩顶隔墙或跨中隔墙），灌注时将隔墙混凝土带后一个节段，用微膨胀混凝土与梁体同期灌注，例如灌注第20号节段混凝土时，灌注第13号节段的隔墙。

　　箱梁混凝土采用一次灌注。其工艺为竖向分段，水平分层，由中向外，由后向前灌注。严格控制配合比，不同季节采用不同配合比和附加剂，保证混凝土在3一4天达到设计强度的90%，以满足拆模及张拉的要求。

　　3、 制孔
　　对波纹管制孔，预以了高度重视，为保证波管孔道位置除用定位网固定外，对直线孔道，曲线孔道则分别采用钢管，钢绞线，硬塑管压重措施。混凝土灌注时派专人负责转动，混凝土灌注完毕即时的拔出压重物件，检孔，发现问题即时处理。经过上述方法办理后，有效地克服波纹管上浮或漏浆堵孔现象。

二、滑道
　　墩顶滑道必须坚固，刚性要好，无下沉及变形，墩顶滑道用经过刨削的35号铸钢垫块，上盖30mm厚的钢垫块并包覆3mm厚的不锈钢板，铺设时用精密水平仪抄平，误差1mm以内。抄平调整完毕，铸钢垫块下用外能压水泥砂浆。

　　四氟橡胶板厚10~11mm，中层夹2mm的钢板。其厚度尺寸为3+2+2+3（四氟板+氯丁橡胶+钢板+氯丁橡胶）。尽管对滑道水平度与梁底水平度要求很高，但在顶推过程中难免遇到正负公差的同向组合，而导致墩顶滑道受力不均，因此，四氟橡胶板承压强度选用了较高级别的型号，以避免破损。

　　四氟橡胶板上留有注油槽，槽中注入硅脂，可以大大降低顶推力，且损耗极少。经上述处理的四氟橡胶板在顶推时初始静磨擦系数可控制0.05以内，恢复后的磨擦系数在0.03~0.04左右，这和有关资料介绍的情况吻合，见图示。
　　三、 牵引制导技术
　　 多点顶推其本质就是多点同步牵引。南昌大桥多点分布为隔墩设顶，即每隔一个墩设一个顶推墩，每墩设6台YC一75一1000的水平千斤顶。计算按每顶55吨顶力布置，磨擦系数按0.065考虑，牵引索原用32TVD粗筋，用连接套接长，因倒粗筋麻烦，且不能很好利用顶程，费时费力。后改用4φ12.8钢绞线，顶前、顶后配自动工具锚、以便回顶锁住钢绞线，使顶推速度大大提高。梁上每24m设顶推锚孔六个，锚柱插入孔内后安装好钢绞线及锚头，与墩顶设置的六个施力顶架对应安装。

　　 顶推中如何做到多台顶同步？制导技术关键在哪里？我们的原则是“多点、逐级、限值助顶、单点加载主顶”。单点主顶墩设在39号墩（特别加固墩），其余各墩均为助顶墩，即助顶墩根据以往各段顶推情况计算出的磨擦系数，估算一个本次顶推的初始磨擦系数，设定一个顶力值，该值应基本接近滑动时的顶力值，但略小于滑动时的顶力值。并使各墩千斤顶基本稳定在这个顶力数值上。而主顶墩在各墩加载完毕后再行加载，此墩的顶力值，可较其它各墩顶力值稍大，此值加上后，梁体就应当移动。也就是说，箱梁的移动主要表面在39墩加载时形成主顶。其余各墩仅管在稳表注油，加载始终受到控制，不让这些墩的顶力之和构成箱梁移动的力量。

　　 当梁体移动后，初始静磨擦逐渐转化为稳定后的静磨擦，表现在磨擦系数降低即由0.05→0.04左右或更小。而其它各墩仍然保持原顶力，39墩则可能较初始顶力要小一些。保持箱梁不断的移动，只需39墩不断加载即可。当顶程接近1m时，千斤面回油，钢绞线利用自动工具锁定。顶头锚片松开，回油后再打紧顶头锚片，继续供油，开始新的1m行程。

　　 箱梁顶推时，在观测站上随时报告梁体位移情况，并即时调整，在墩侧向导向架上不断增减四氟板，以调整梁体横向位移。尽管梁体有数万吨重，但调整起来并不困难。

　　 经验表明：顶推中的制导原则是正确的，原理明确，简单易行，便于操作，箱梁移动平稳每小时综合速度1.5~2m，其位移可以得到±1mm精确控制。

　　 除上述各点外，对大批量的内锚使用，K锚使用，较好地解决了预应力块件分段和长大钢丝束的运用问题，钢导梁的制安，临时墩的设置都较好地解决了起步节段受力和扭转问题。

三、几点体会
　　一、顶推施工方法是一种新的造桥技术，在选用本法施工时，一定要充分注意到顶推法施工的优点，发挥其特长，否则将是不经济的，在可用其它方法修建的桥梁，不宜优先选用顶推法施工。
　　二、顶推法施工技术是从钢梁架设泄引拖拉发展而来的。近些年来，钢梁安装采用此法减少了，而预应力混凝土梁采用顶推施工却多起来了。随着顶推技术的发展，若钢梁再将此法运用起来，可比以往的拖拉做得更灵活方便，还可以避免混凝土梁的一些不足。更充分发挥钢梁的特性。
　　三、顶推施工方法对于长大桥梁和有特殊要求的地方施工较好，若现场连续制造，其节段长度宜在12M~24M。节段太短，工期长，造价不一定是经济的。
　　四、在线路侧面设立预制场，按3~4m一个节段制造，然后组拼，在钢丝束的布置、制造的工期等方面，会更合理一些。
　　五、对于起步节段，目前一般采用拼装钢导梁的办法来解决最大悬臂时的弯矩，但也可用安装吊索架的方法来减少悬臂端的弯矩。
　　六、一般来讲，多点顶推优于单点顶推，因为多点将施力点的水平力均匀地分布到各墩（点），墩台一般不需作特殊处理。
七、当梁体顶推到位后，需顶梁换支座，以完成所需的结构支承形式，若能将正式支座在顶推前安装就位，并作为顶推时滑道的一部分，则后期工作将大大简化。并可节约大量的临时滑道。
八、磨擦系数与滑道的质量有密切关系，滑道越平顺磨擦系数越小（与梁底面滑道处的平整度也一样）。且梁体在墩位上停留的时间越长，起动时磨擦力越大。

　　九、随着科学技术的不断发展，往复千斤顶的研制成功，履带式滑道及电脑的应用，顶推施工技术将会更广泛地使用。