導語：鋼拱橋頂推施工及安全控制技術(shù)分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，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務(wù)段至上海站間，橋梁需同時上跨機務(wù)段管線、聯(lián)絡(luò)線共8條鐵路線及軌道交通3/4號線，對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，詳細介紹了施工方案的制定、實施過程中的關(guān)鍵點，以及施工安全控制措施。通過對施工過程現(xiàn)場監(jiān)測，結(jié)合理論計算結(jié)果進行分析，驗證了設(shè)計方案的可行性，并為類似工程提供了參考價值。

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標段跨鐵路立交橋工程，跨越機務(wù)段管線、京滬線聯(lián)絡(luò)線及軌交3/4號線，施工影響因素多，設(shè)計工作復雜。主橋考慮鐵路、軌道交通線路及避讓北側(cè)小區(qū)等因素，且由于路面標高受西側(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匝道橋為混凝土單箱、單室、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)計簡介

橋梁計算跨徑為73.805m，拱肋軸線采用二次拋物線，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鋼絞線及相應的叉耳式錨頭，張拉端位于主梁外。橋梁設(shè)置四個可調(diào)支座。拱橋位于直線段處，縱坡2.17%，鐵路凈空滿足大于6.55m的要求，軌道交通凈空為6.82m（見圖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形承臺尺寸8.8m（長）×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#墩承臺尺寸5.7m（寬）×10.8m（長）×2.0m（厚），基礎(chǔ)采用11-0.8m群樁基礎(chǔ)。

3橋梁施工對鐵路與軌交的影響

系桿拱橋施工地點跨越鐵路機務(wù)段管線和聯(lián)絡(luò)線及軌交3/4號線，現(xiàn)狀鐵路運輸條件見表1?，F(xiàn)場鐵路線路的布置情況如圖3所示。3.1橋梁施工對鐵路的影響。拱橋施工地點中心與機務(wù)段管線相交里程為GIDK0+147.678，影響范圍為上海機務(wù)段至上海站間。系桿拱橋現(xiàn)場拼裝、FB07#頂推支架及導梁安裝、FB08#頂推支架施工為鄰近營業(yè)線施工，臨時墩施工、鋼梁頂推施工為營業(yè)線施工，需要封鎖，其中鋼梁頂推施工需要停電封鎖（見表2）。3.2對軌交3/4號線的影響。改建后的軌交3/4號線龍門架頂標高為10.220m，此次頂推系桿拱橋底板底標高為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6.269m。臨時墩支架體系最外邊距離接觸網(wǎng)線距離為5.360m。頂推作業(yè)導梁由臨時墩到梁體就位過程中，軌交需停電封鎖（見圖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)，通過組合動作實現(xiàn)鋼箱梁在順橋向、豎向、橫橋向分別移動、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形。頂推機械結(jié)構(gòu)的支撐頂升油缸安裝于下部結(jié)構(gòu)內(nèi)，其支撐面在臨時墩上，下部結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)之間通過安裝聚四氟乙烯蘑菇頭滑板和不銹鋼板進行滑動，滑動時支撐頂升油缸和下部結(jié)構(gòu)相對于臨時墩不動。頂推設(shè)備的滑動摩擦全部是在頂推設(shè)備內(nèi)部進行，臨時墩不受水平載荷。頂推設(shè)備兩側(cè)支撐頂升油缸可以靈活適應主橋的坡度，橫向調(diào)整油缸保證主橋水平移動時不會產(chǎn)生橫橋向偏移（見圖5）。4.2頂推方案。鋼箱梁拱采用柔性墩多點步履式頂推法施工，在鐵路南側(cè)布置頂推平臺和臨時墩，并在其上布置滑道。在平臺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，直至橋梁到達設(shè)計位置。鋼箱梁在工廠生產(chǎn)，經(jīng)公路運輸至現(xiàn)場，全部節(jié)段均在支架平臺上拼裝、頂推，逐步頂推到位。頂推施工總體布置如圖6所示。整個施工流程主要分為以下幾個步驟：（1）拼裝箱梁。通過吊裝設(shè)備將導梁及各個鋼箱梁節(jié)段吊裝到位，在拼裝高度進行連接。（2）受力轉(zhuǎn)換。通過頂推設(shè)備，將拼裝好的箱梁從臨時墊塊轉(zhuǎn)換到頂推設(shè)備上，準備頂推。（3）鋼箱梁頂推。通過鋼箱梁底板下步履式頂推設(shè)備，對箱梁進行頂推施工。（4）落梁。到位并進行調(diào)位后，通過支座位置兩側(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工況，見表3。4.3頂推方案計算分析。在橋梁頂推施工過程中，結(jié)構(gòu)的約束條件和內(nèi)力不斷變化，通過計算機軟件整體計算、分析頂推過程中各個頂推工況的支架反力、結(jié)構(gòu)最大變形和板件應力變化，其中頂推過程中的支架反力作為局部計算的依據(jù)，確保頂推過程安全（見圖7）。4.4頂推施工的實施。每天僅可在凌晨0:30—4:30的鐵路及軌道交通停止運營的窗口時間段內(nèi)進行頂推施工，整個頂推過程歷時11d，行程共計104m（見圖8）。

5頂推施工的安全控制措施

5.1臨時結(jié)構(gòu)設(shè)計方面。為保證頂推臨時結(jié)構(gòu)的安全，臨時結(jié)構(gòu)設(shè)計由具有設(shè)計資質(zhì)的設(shè)計單位進行設(shè)計，各臨時結(jié)構(gòu)設(shè)計時均按規(guī)范要求考慮安全系數(shù)，保證結(jié)構(gòu)安全。5.2頂推過程分析，落實過程受力安全。對頂推施工全過程進行分析計算，分析出頂推過程中各工況主梁、導梁、臨時撐桿的最大應力及變形，并根據(jù)仿真計算結(jié)果對臨時結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，保證頂推施工構(gòu)件安全。5.3對永久結(jié)構(gòu)、臨時結(jié)構(gòu)進行監(jiān)控。頂推過程中，臨時支墩反力不斷變化，橋梁整體和局部應力狀態(tài)。也不斷變化，頂推施工時在永久結(jié)構(gòu)及臨時結(jié)構(gòu)安裝應力及應變監(jiān)控系統(tǒng)，實施頂推全過程監(jiān)控，防止頂推過程出現(xiàn)應力或變形過大引起結(jié)構(gòu)不安全。5.4優(yōu)化工藝，避免不利工況長時間停滯根據(jù)頂推過程分析計算結(jié)果，對頂推工藝進行優(yōu)化，做好有效措施，避免在應力、應變及大懸臂等不利工況下的停滯時間。5.5落實監(jiān)控指令，對結(jié)構(gòu)進行實時監(jiān)控頂推施工嚴格按監(jiān)控指令實施，對各結(jié)構(gòu)實時監(jiān)控，頂推各墩頂?shù)暮奢d、水平力、變形等及時反應匯報，采取有效措施保證對監(jiān)控指令的各項指標落實到位。5.6頂推停滯階段，落實臨時結(jié)構(gòu)措施。頂推停滯時，對臨時結(jié)構(gòu)的應力、變形實施有效監(jiān)控，遇到問題及時處理。并通過頂推過程的計算分析，盡量避免在臨時結(jié)構(gòu)受力較大時處于頂推停滯階段。

6結(jié)語

上海天目路立交北橫通道同時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)，整個施工過程安全可控。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，實現(xiàn)了拱梁的豎向、順橋向、橫橋向的移動或調(diào)整，從而保證了拱橋的坡度和全橋線形，具有安全可靠、經(jīng)濟性好、工期可控等優(yōu)點，可為類似項目提供有益的參考。

參考文獻：

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作者:梁衍彬 單位:中國鐵路上海局集團有限公司