導(dǎo)語(yǔ)：鋼拱橋頂推施工及安全控制技術(shù)分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀(guān)點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：上海市北橫通道二期工程跨鐵路立交橋工程位于上海機(jī)務(wù)段至上海站間，橋梁需同時(shí)上跨機(jī)務(wù)段管線(xiàn)、聯(lián)絡(luò)線(xiàn)共8條鐵路線(xiàn)及軌道交通3/4號(hào)線(xiàn)，對(duì)施工的安全控制要求非常高。橋梁結(jié)構(gòu)型式為單拱面下承式鋼拱橋，采用步履式頂推施工方法，詳細(xì)介紹了施工方案的制定、實(shí)施過(guò)程中的關(guān)鍵點(diǎn)，以及施工安全控制措施。通過(guò)對(duì)施工過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，結(jié)合理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的可行性，并為類(lèi)似工程提供了參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：鐵路；軌道交通；咽喉區(qū)；單拱面下承式鋼拱橋；步履式頂推；關(guān)鍵技術(shù)

1概述

上海市北橫通道新建二期工程Ⅱ標(biāo)段跨鐵路立交橋工程，跨越機(jī)務(wù)段管線(xiàn)、京滬線(xiàn)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)及軌交3/4號(hào)線(xiàn)，施工影響因素多，設(shè)計(jì)工作復(fù)雜。主橋考慮鐵路、軌道交通線(xiàn)路及避讓北側(cè)小區(qū)等因素，且由于路面標(biāo)高受西側(cè)橋梁限制，梁底受鐵路、軌道交通及北側(cè)道路凈空限制，經(jīng)比選后采用下承式鋼拱橋的結(jié)構(gòu)型式。既有南北高架跨鐵路G2匝道橋?yàn)榛炷羻蜗洹问?、等高度連續(xù)梁，新建拼寬橋需切除既有G2匝道橋東側(cè)3m寬人行道懸臂，并在既有橋梁東側(cè)新增FB輔道及ZB匝道，兩者在鐵路南側(cè)合并，采用整幅1~75m鋼結(jié)構(gòu)拱橋跨越鐵路咽喉區(qū)，橋梁寬度16.75m。圖1為橋梁效果圖。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

橋梁計(jì)算跨徑為73.805m，拱肋軸線(xiàn)采用二次拋物線(xiàn)，矢高14.761m，矢跨比1/5，橋?qū)?6.75m。橋梁中間位置設(shè)置單片拱肋。全橋共設(shè)11根吊桿，吊桿采用GJ15-19鋼絞線(xiàn)及相應(yīng)的叉耳式錨頭，張拉端位于主梁外。橋梁設(shè)置四個(gè)可調(diào)支座。拱橋位于直線(xiàn)段處，縱坡2.17%，鐵路凈空滿(mǎn)足大于6.55m的要求，軌道交通凈空為6.82m（見(jiàn)圖2）。拱肋：采用鋼箱截面，高2.0m，寬2.0m，頂、底、腹板均厚25mm，拱腳處頂、底、腹板均厚30mm。主梁：采用鋼箱梁，單箱三室箱形截面，高2.2m，寬16.75m，頂板厚16mm，底板厚20mm，設(shè)四道腹板，每道腹板厚20mm。鋼梁、鋼拱總重約1200t，鋼材材質(zhì)Q345qD。下部結(jié)構(gòu)：橋墩采用L形蓋梁雙柱墩，墩柱截面尺寸2.0m（寬）×2.5m（厚），柱間凈距2.0m。鐵路南側(cè)FB07#墩T形承臺(tái)尺寸8.8m（長(zhǎng)）×10.8m（寬）×2.0m（厚），基礎(chǔ)采用14-0.8m群樁基礎(chǔ)。鐵路北側(cè)FB08#墩承臺(tái)尺寸5.7m（寬）×10.8m（長(zhǎng)）×2.0m（厚），基礎(chǔ)采用11-0.8m群樁基礎(chǔ)。

3橋梁施工對(duì)鐵路與軌交的影響

系桿拱橋施工地點(diǎn)跨越鐵路機(jī)務(wù)段管線(xiàn)和聯(lián)絡(luò)線(xiàn)及軌交3/4號(hào)線(xiàn)，現(xiàn)狀鐵路運(yùn)輸條件見(jiàn)表1?，F(xiàn)場(chǎng)鐵路線(xiàn)路的布置情況如圖3所示。3.1橋梁施工對(duì)鐵路的影響。拱橋施工地點(diǎn)中心與機(jī)務(wù)段管線(xiàn)相交里程為GIDK0+147.678，影響范圍為上海機(jī)務(wù)段至上海站間。系桿拱橋現(xiàn)場(chǎng)拼裝、FB07#頂推支架及導(dǎo)梁安裝、FB08#頂推支架施工為鄰近營(yíng)業(yè)線(xiàn)施工，臨時(shí)墩施工、鋼梁頂推施工為營(yíng)業(yè)線(xiàn)施工，需要封鎖，其中鋼梁頂推施工需要停電封鎖（見(jiàn)表2）。3.2對(duì)軌交3/4號(hào)線(xiàn)的影響。改建后的軌交3/4號(hào)線(xiàn)龍門(mén)架頂標(biāo)高為10.220m，此次頂推系桿拱橋底板底標(biāo)高為12.404m，凈距離為2.184m。FB08#墩頂推支架體系外邊緣距離接觸網(wǎng)線(xiàn)6.269m。臨時(shí)墩支架體系最外邊距離接觸網(wǎng)線(xiàn)距離為5.360m。頂推作業(yè)導(dǎo)梁由臨時(shí)墩到梁體就位過(guò)程中，軌交需停電封鎖（見(jiàn)圖4）。

4步履式頂推施工方案

4.1頂推設(shè)備的配備與布設(shè)。一套頂推設(shè)備包括機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（上部滑移結(jié)構(gòu)、下部支撐結(jié)構(gòu)）、油缸系統(tǒng)（支撐頂升、頂推平移、橫向調(diào)整）、液壓系統(tǒng)（支撐頂升和頂推平移）、電氣控制系統(tǒng)，通過(guò)組合動(dòng)作實(shí)現(xiàn)鋼箱梁在順橋向、豎向、橫橋向分別移動(dòng)、頂升或調(diào)整，從而降低了成本，并保證鋼箱梁頂推施工完成后的全橋線(xiàn)形。頂推機(jī)械結(jié)構(gòu)的支撐頂升油缸安裝于下部結(jié)構(gòu)內(nèi)，其支撐面在臨時(shí)墩上，下部結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)之間通過(guò)安裝聚四氟乙烯蘑菇頭滑板和不銹鋼板進(jìn)行滑動(dòng)，滑動(dòng)時(shí)支撐頂升油缸和下部結(jié)構(gòu)相對(duì)于臨時(shí)墩不動(dòng)。頂推設(shè)備的滑動(dòng)摩擦全部是在頂推設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行，臨時(shí)墩不受水平載荷。頂推設(shè)備兩側(cè)支撐頂升油缸可以靈活適應(yīng)主橋的坡度，橫向調(diào)整油缸保證主橋水平移動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生橫橋向偏移（見(jiàn)圖5）。4.2頂推方案。鋼箱梁拱采用柔性墩多點(diǎn)步履式頂推法施工，在鐵路南側(cè)布置頂推平臺(tái)和臨時(shí)墩，并在其上布置滑道。在平臺(tái)上完成整橋的拼裝焊接后，用步履式頂推設(shè)備同步循環(huán)作業(yè)使鋼橋向前滑移，直至橋梁到達(dá)設(shè)計(jì)位置。鋼箱梁在工廠(chǎng)生產(chǎn)，經(jīng)公路運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，全部節(jié)段均在支架平臺(tái)上拼裝、頂推，逐步頂推到位。頂推施工總體布置如圖6所示。整個(gè)施工流程主要分為以下幾個(gè)步驟：（1）拼裝箱梁。通過(guò)吊裝設(shè)備將導(dǎo)梁及各個(gè)鋼箱梁節(jié)段吊裝到位，在拼裝高度進(jìn)行連接。（2）受力轉(zhuǎn)換。通過(guò)頂推設(shè)備，將拼裝好的箱梁從臨時(shí)墊塊轉(zhuǎn)換到頂推設(shè)備上，準(zhǔn)備頂推。（3）鋼箱梁頂推。通過(guò)鋼箱梁底板下步履式頂推設(shè)備，對(duì)箱梁進(jìn)行頂推施工。（4）落梁。到位并進(jìn)行調(diào)位后，通過(guò)支座位置兩側(cè)豎向油缸頂升結(jié)構(gòu)，拆除步履式頂推設(shè)備和支架，落梁到永久墩，完成施工。頂推的施工步驟分為如下幾個(gè)工況，見(jiàn)表3。4.3頂推方案計(jì)算分析。在橋梁頂推施工過(guò)程中，結(jié)構(gòu)的約束條件和內(nèi)力不斷變化，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件整體計(jì)算、分析頂推過(guò)程中各個(gè)頂推工況的支架反力、結(jié)構(gòu)最大變形和板件應(yīng)力變化，其中頂推過(guò)程中的支架反力作為局部計(jì)算的依據(jù)，確保頂推過(guò)程安全（見(jiàn)圖7）。4.4頂推施工的實(shí)施。每天僅可在凌晨0:30—4:30的鐵路及軌道交通停止運(yùn)營(yíng)的窗口時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行頂推施工，整個(gè)頂推過(guò)程歷時(shí)11d，行程共計(jì)104m（見(jiàn)圖8）。

5頂推施工的安全控制措施

5.1臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面。為保證頂推臨時(shí)結(jié)構(gòu)的安全，臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由具有設(shè)計(jì)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，各臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)均按規(guī)范要求考慮安全系數(shù)，保證結(jié)構(gòu)安全。5.2頂推過(guò)程分析，落實(shí)過(guò)程受力安全。對(duì)頂推施工全過(guò)程進(jìn)行分析計(jì)算，分析出頂推過(guò)程中各工況主梁、導(dǎo)梁、臨時(shí)撐桿的最大應(yīng)力及變形，并根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果對(duì)臨時(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，保證頂推施工構(gòu)件安全。5.3對(duì)永久結(jié)構(gòu)、臨時(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控。頂推過(guò)程中，臨時(shí)支墩反力不斷變化，橋梁整體和局部應(yīng)力狀態(tài)。也不斷變化，頂推施工時(shí)在永久結(jié)構(gòu)及臨時(shí)結(jié)構(gòu)安裝應(yīng)力及應(yīng)變監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)施頂推全過(guò)程監(jiān)控，防止頂推過(guò)程出現(xiàn)應(yīng)力或變形過(guò)大引起結(jié)構(gòu)不安全。5.4優(yōu)化工藝，避免不利工況長(zhǎng)時(shí)間停滯根據(jù)頂推過(guò)程分析計(jì)算結(jié)果，對(duì)頂推工藝進(jìn)行優(yōu)化，做好有效措施，避免在應(yīng)力、應(yīng)變及大懸臂等不利工況下的停滯時(shí)間。5.5落實(shí)監(jiān)控指令，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控頂推施工嚴(yán)格按監(jiān)控指令實(shí)施，對(duì)各結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)監(jiān)控，頂推各墩頂?shù)暮奢d、水平力、變形等及時(shí)反應(yīng)匯報(bào)，采取有效措施保證對(duì)監(jiān)控指令的各項(xiàng)指標(biāo)落實(shí)到位。5.6頂推停滯階段，落實(shí)臨時(shí)結(jié)構(gòu)措施。頂推停滯時(shí)，對(duì)臨時(shí)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、變形實(shí)施有效監(jiān)控，遇到問(wèn)題及時(shí)處理。并通過(guò)頂推過(guò)程的計(jì)算分析，盡量避免在臨時(shí)結(jié)構(gòu)受力較大時(shí)處于頂推停滯階段。

6結(jié)語(yǔ)

上海天目路立交北橫通道同時(shí)跨越多條鐵路及地鐵的系桿拱鋼橋，采用步履式整體頂推施工方案，利用多點(diǎn)同步步履式頂推設(shè)備完成了鋼拱梁整體頂推施工，成功跨越鐵路咽喉區(qū)，整個(gè)施工過(guò)程安全可控。所采用的方案及配套設(shè)備集頂升、平移、橫向調(diào)整于一體，實(shí)現(xiàn)了拱梁的豎向、順橋向、橫橋向的移動(dòng)或調(diào)整，從而保證了拱橋的坡度和全橋線(xiàn)形，具有安全可靠、經(jīng)濟(jì)性好、工期可控等優(yōu)點(diǎn)，可為類(lèi)似項(xiàng)目提供有益的參考。

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作者:梁衍彬 單位:中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司