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摘  要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛快發(fā)展，沿江河或?yàn)I江河、海的城市交通受江河海的影響日益突出，為了

解決該類(lèi)城市的交通問(wèn)題，架設(shè)橋梁是首選途徑。本文以柳州市雙擁大橋鋼梁的架設(shè)為背景，闡述

橋梁架設(shè)——大型鋼箱梁多點(diǎn)遞進(jìn)柔性頂推技術(shù)。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛快發(fā)展，沿江河或?yàn)I江河、海的城市交通受江河海的影響日益突出，為了解決該類(lèi)城市的交

通問(wèn)題，架設(shè)橋梁是首選途徑。

柳州雙擁大橋呈西北－東南走向，西（北）岸位于鷓鴣江舊碼頭，連接至北外環(huán)路；南東（南）岸位于下茅洲

屯以北，連接至雙擁大道。該橋是連接柳北片區(qū)和河?xùn)|高新區(qū)的主要通道，對(duì)推進(jìn)城市基礎(chǔ)設(shè)施總體規(guī)劃的實(shí)

施、完善城市道路路網(wǎng)、拓 展城市空間、改善城市片區(qū)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)柳州大都市的戰(zhàn)略目標(biāo)具有十分重要的意

義。大橋全長(zhǎng)1938.091m，其中主橋橫跨柳江，為鋼箱梁?jiǎn)沃骼|地錨式雙A型塔懸索結(jié)構(gòu)。懸索距橋面最小距

離為8m，主跨除靠近橋塔處5對(duì)吊索為雙面結(jié)構(gòu)外其余均為單索面結(jié)構(gòu)。主橋跨徑布置為（40+430+40）米，

鋼梁采用扁平流線(xiàn)型鋼箱梁全焊結(jié)構(gòu)。

鋼箱梁通過(guò)吊桿懸吊于懸索上及通過(guò)索塔橫梁支撐于索塔上，雙擁大橋主橋整體結(jié)構(gòu)立面圖如圖1.1、1.2所示。

圖1.1 雙擁大橋整體結(jié)構(gòu)立面、平面圖(大型結(jié)構(gòu)遞進(jìn)式柔性頂推技術(shù))

圖1.2  柳州雙擁大橋主視圖

鋼箱梁位于R25500m的豎曲線(xiàn)上，全寬38m，中心高3.5m，長(zhǎng)508.58m，重9200噸，分成七類(lèi)共53個(gè)

節(jié)段梁段制造加工。單個(gè)節(jié)段最長(zhǎng)10米，最重195噸。鋼箱梁截面見(jiàn)圖1.3。

 

鋼塔為A型塔，塔柱為三角變曲面箱型結(jié)構(gòu)。索纜為單索纜，因此鋼箱梁的安裝架設(shè)采用纜索吊裝纜索吊

機(jī)無(wú)處架設(shè)，鋼梁起吊過(guò)程不能得到穩(wěn)定的控制。為了解決鋼梁架設(shè)難題，采取了多支點(diǎn)自平衡遞進(jìn)柔

性頂推技術(shù)。

多支點(diǎn)自平衡遞進(jìn)式柔性頂推技術(shù)是鋼箱梁架設(shè)時(shí)，設(shè)置鋼箱梁節(jié)段拼接平臺(tái)、頂推臨時(shí)支墩（頂推臨時(shí)

支墩之間設(shè)置水平約束鋼絞線(xiàn)相互約束），在頂推臨時(shí)支墩頂設(shè)置多點(diǎn)頂推系統(tǒng)和液壓滾輪復(fù)合糾偏系統(tǒng)

進(jìn)行鋼箱梁頂推架設(shè)的施工技術(shù)。鋼箱梁按從北岸向南岸的梁段編號(hào)順序分輪次在節(jié)段拼接平臺(tái)上逐輪次

拼接，遞進(jìn)頂推的施工技術(shù)。

在頂推過(guò)程中，設(shè)置于臨時(shí)墩兩側(cè)防傾覆柱頂?shù)囊簤簼L輪糾偏系統(tǒng)對(duì)鋼箱梁的行進(jìn)方向進(jìn)行糾偏矯正。頂

推臨時(shí)支墩布置見(jiàn)圖2.1。

 

支撐系統(tǒng)為鉆孔混泥土錨固鋼管樁上接鋼管組合柱的臨時(shí)支墩，鉆孔混泥土錨固鋼管樁按頂推過(guò)程中支撐鋼箱

梁的最大荷載和鋼箱梁前進(jìn)過(guò)程中給予墩頂摩擦力的反力及支墩之間的水平鋼絞線(xiàn)約束力之綜合作用工況進(jìn)行

設(shè)計(jì)。鋼管組合柱之間設(shè)置頂推時(shí)能自平衡的鋼絞線(xiàn)水平約束索。

 

頂推滑道設(shè)置于頂推臨時(shí)支墩頂，由分配梁、豎曲線(xiàn)調(diào)整用液壓千斤頂設(shè)備、滑道梁、滑道面、滑塊構(gòu)成。下滑

道面為3mm厚不銹鋼板焊接于滑道梁頂面，上滑道面為四氟乙烯滑塊板面?；瑝K的構(gòu)成為滑道面四氟乙烯，背滑

道面橡膠。在頂推施工過(guò)程中，鋼箱梁底板壓在滑塊的背面，由于鋼箱梁與滑塊的摩擦系數(shù)（0.75）大于滑塊與

下滑道面的摩擦系數(shù)（0.04），在受頂推系統(tǒng)牽引力的作用下，鋼箱梁帶著滑塊一起在下滑道面上往前滑動(dòng)以形

成頂推。

鋼箱梁全長(zhǎng)508.58m，共分成53個(gè)梁段加工制作，采用貝雷片架設(shè)的提升門(mén)架提升至梁段拼接平臺(tái)。拼接平臺(tái)立

柱與頂推臨時(shí)支墩構(gòu)造相同，臺(tái)面比鋼箱梁架設(shè)高度低1.2m，采用630mm×8mm鋼管主梁，22號(hào)工字鋼次梁，

4mm厚鋼板面板，長(zhǎng)45m，寬40m，置于南岸主塔橫梁兩側(cè)。滿(mǎn)足每個(gè)拼接輪次拼接4～5段鋼箱梁（10m長(zhǎng)節(jié)段

4節(jié)，7～9m長(zhǎng)節(jié)段5節(jié)）。

表3.1 連續(xù)頂推系統(tǒng)配置

將頂推千斤頂、頂推泵站、豎向頂舉千斤頂、置于主墩及臨時(shí)墩墩頂，主控臺(tái)置于拼裝平臺(tái)上。拉錨器則安裝在

鋼箱梁底部縱橫隔板交界處（需在鋼箱梁底部開(kāi)孔并做局部加強(qiáng)），墩頂頂推結(jié)構(gòu)設(shè)置如圖3.3～3.4所示

 

由于鋼箱梁的剛度較小且豎曲線(xiàn)變化較大，因此在頂推過(guò)程中需要不斷地調(diào)整滑道的高度，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)

較大的應(yīng)力。當(dāng)需要對(duì)滑道梁進(jìn)行豎向調(diào)節(jié)時(shí)，通過(guò)調(diào)整置于墊梁和滑道梁之間的YDG3000S立式液壓千

斤頂?shù)幕钊谐虂?lái)調(diào)整結(jié)構(gòu)受力，當(dāng)調(diào)整范圍超過(guò)千斤頂行程時(shí)需通過(guò)增減千斤頂鋼支墩（高度分為5cm、

10cm、15cm三種）數(shù)量來(lái)進(jìn)行分級(jí)分次調(diào)整。每輪頂推結(jié)束時(shí)需在滑道梁下方墊入臨時(shí)調(diào)整墊塊，然后

千斤頂泄壓回程將負(fù)載從千斤頂轉(zhuǎn)移到墊塊上，避免千斤頂長(zhǎng)時(shí)間受力。

為保證鋼箱梁的就位精度，除在頂拉系統(tǒng)上采取措施外，而且在鋼箱梁縱、橫兩個(gè)方向上設(shè)置糾偏限位系統(tǒng)，

以保證鋼箱梁的就位精度。橫向方向上控制措施為：在鋼箱梁頂板上沿中線(xiàn)部分設(shè)置清晰的標(biāo)志，并設(shè)專(zhuān)人

在引橋墩墩頂架設(shè)全站儀觀察鋼箱梁頂推過(guò)程中中線(xiàn)標(biāo)志，發(fā)現(xiàn)標(biāo)志和全站儀視線(xiàn)不在一線(xiàn)上，立即聯(lián)系頂

推指揮人員進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整措施如下：

1) .將主動(dòng)糾偏措施和被動(dòng)糾偏措施整合，滾軸放置在液壓千斤頂和鋼箱梁之間，在進(jìn)行糾偏時(shí)，形成滾動(dòng)摩

擦，使主動(dòng)糾偏能夠做到連續(xù)動(dòng)態(tài)糾偏，為勤糾偏奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，以確保鋼箱梁的就位精度。

2) .在糾偏過(guò)程中只采用主動(dòng)糾偏措施進(jìn)行糾偏，連續(xù)作用千斤頂不做糾偏運(yùn)動(dòng)，鋼箱梁偏位誤差控制在

30mm，使梁體做蛇形運(yùn)動(dòng)，保證軸線(xiàn)位置。

圖3.5液壓滾輪復(fù)合糾偏系統(tǒng)

假設(shè)在某一時(shí)刻兩側(cè)滑道的動(dòng)摩擦力分別為 和 ；最大靜摩擦力分別為 和；兩側(cè)的施加的頂

推力分別為 和 ；結(jié)構(gòu)重心距兩滑道的距離為 和 。

當(dāng) 時(shí)因總頂推力 不大于總靜摩擦力 ，所以結(jié)構(gòu)不動(dòng)。

圖3.5頂推受力圖

當(dāng) 時(shí)，對(duì)于右側(cè)摩擦副而言靜摩擦力 迅速降為動(dòng)摩擦力 ，產(chǎn)生力差（引起頂推過(guò)

程結(jié)構(gòu)跳躍的成因） （而此力差所產(chǎn)生的負(fù)轉(zhuǎn)矩大到剛好抵

消左側(cè)摩擦副產(chǎn)生的正轉(zhuǎn)矩 ；D為摩擦副的寬度），使結(jié)構(gòu)以左側(cè)滑道某點(diǎn)為軸心產(chǎn)生

逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)力的平移定律，將 平移至左側(cè)頂推受力點(diǎn)對(duì)左側(cè)結(jié)構(gòu)的受力進(jìn)行分析

則有：

由于此時(shí)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生瞬間的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則左側(cè)的摩擦副雖未向前滑動(dòng)，但也在轉(zhuǎn)動(dòng)，因此左側(cè)的摩擦力也

立即降為 ，

此刻只要滿(mǎn)足： 

即 

由于加工的差異、重量分配的差異、頂推設(shè)備施力的差異、環(huán)境對(duì)摩擦副的影響等諸多因素的存在，造成

了頂推過(guò)程中結(jié)構(gòu)的擺動(dòng)、偏轉(zhuǎn)、跳躍現(xiàn)象的發(fā)生。這些現(xiàn)象的出現(xiàn)使得頂推時(shí)結(jié)構(gòu)處于一種或多種失控

狀態(tài)，因此必須采取措施加以限制或消除。

由于本橋頂推結(jié)構(gòu)比較特殊的單滑道結(jié)構(gòu)，即L=0，因此合轉(zhuǎn)矩為0即理論上鋼箱梁在頂推過(guò)程中不會(huì)發(fā)生

偏轉(zhuǎn)。即使由于加工的差異、重量分配的差異出現(xiàn)重心偏移，其偏移量也在可控范圍內(nèi)甚至可以通過(guò)增加

配重的方式人為的加以消除，因此可以做到鋼箱梁在頂推過(guò)程中不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

鋼箱梁長(zhǎng)508.58m，分成53個(gè)節(jié)段制造，12個(gè)拼接頂推輪次。其中第一輪次和第七輪次拼接頂推5節(jié)段，

其余輪次均拼接頂推4個(gè)節(jié)段。具體為：從北岸第一個(gè)輪次吊上拼接平臺(tái)，將5個(gè)箱梁間的環(huán)形接頭焊縫

拼焊完成，檢查合格后，啟動(dòng)頂推程序，將第一輪往前頂推上2號(hào)臨時(shí)支墩。然后吊第二拼接頂推輪次4

個(gè)梁段上拼接頂推平臺(tái)，將第二輪節(jié)段相互之間以及與第一輪最后一個(gè)夾斷間的焊縫拼焊合格，再啟動(dòng)

設(shè)于平臺(tái)及2號(hào)臨時(shí)墩的頂推設(shè)備將第一、第二輪梁段一起頂推上3號(hào)臨時(shí)支墩。依次操作，直至第12輪

拼接完成，全橋頂推到位。頂推流程見(jiàn)圖5.1~5.3。

圖5.2第一頂推輪次鋼箱梁節(jié)段上拼接頂推平臺(tái)

柳州雙擁道橋頂推架設(shè)施工始于2010年11月，完成于2011年4月。架設(shè)施工使用了遞進(jìn)式柔性頂推技術(shù)，工程

架設(shè)質(zhì)量通過(guò)架設(shè)過(guò)程中的監(jiān)控量測(cè)得到了有效控制。在頂推施工過(guò)程中未發(fā)生任何安全事故。每個(gè)遞進(jìn)頂推

輪次花費(fèi)時(shí)間為兩段拼焊8d，頂推作業(yè)3d，施工進(jìn)度得到了有效的保證。本技術(shù)在本鋼橋架設(shè)上得到了成功應(yīng)

用，并取得了一定的經(jīng)驗(yàn)，可以推廣應(yīng)用到更多的長(zhǎng)大重結(jié)構(gòu)施工中。