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来源：职称驿站所属分类：交通运输论文 发布时间：2013-01-25浏览：40次
摘 要：天津站枢纽工程李公楼立交桥主桥上跨既有4股运营铁路，根据具体环境情况，因地制宜的采用顶推法施工，一次性顶推长度达到41米，根据桥梁设计为双幅联体形式和运营铁路区间上有两道运营的27KV高压铁路线情况，本文重点介绍跨铁路28.9×41m钢箱梁全断面悬空多点同步顶推施工技术的具体研究与实施控制，并对施工技术的应用进行了总结，可为类似工程借鉴。
关键词：天津站,桥梁,钢箱梁,铁路,顶推
1、工程概况
天津站枢纽工程李公楼立交桥主桥(1#-4#)采用三跨连续坦拱钢结构形式，跨径布置为51+55+51m，全长为157m，宽28.9m。跨越既有京山铁路、京秦快速铁路(拟建)、京津城际快速铁路(拟建)，主桥桥面为单箱多室钢箱梁结构，梁高1.4m。
其中主桥1#--2#跨既有四股铁路，铁路为京山上下行正线，交通运营频繁，平均每5分钟有火车通过;同时，中间两股铁路线为京津动车组线，轨道上方5.6米高度上有两道运营的27KV高压铁路接触网。
2、施工技术总体介绍
根据桥位所处的地形环境状况，总体方法上采用顶推法施工。根据桥梁与铁路位置关系，一次性顶推距离为41米，由于连续钢梁设计为双幅联体形式，28.9米钢箱梁全横断面采用三点同步顶推;同时，由于铁路区间中间12米段铁轨上方有两道运营的27KV高压铁路线，从技术安全方面中间段需要无平台悬空顶推，悬空顶推距离为2米。
3 箱梁顶推准备工作
3.1滑道及限位设计
滑道及侧限是钢箱梁平稳安全滑移的保证。其控制因素有：滑道标高、平整度、限位安装等因素。
滑道设计与布置：滑道材料选用[36b槽钢，全桥共设置3道。滑道通过筋板焊接固定在支撑工字钢分配梁上，跨越京山上行正线和下行14道铁路12米段有27KV高压接触网处不设置滑道，其他范围滑道连续布置，具体布置如下图所示
侧向限位：侧向限位采用滚轮式装置，每隔6m成对安装，与钢梁两侧的Ⅰ32a工字钢分配梁上，并与之焊接牢固。滚轮与主梁边留出3cm间隙。装置见下图
前挡限位：在1#墩处设置刚性限位支架(迎面附帖一层1cm厚橡胶)，限位支架挡板位置根据设计钢梁就位位置确定，防止粱体顶推超限。
3.2 滑靴设置
滑靴采用HW300*300型H型钢制作，为保证顶推过程中滑靴的刚度，在H型钢两侧焊接30mm厚钢立板，使之成为箱盒状，上顶面通过垫块与钢箱梁固定，与钢梁成为一体组成滑动体系。滑靴设计为2.5米一节，梁底下每节滑靴距离控制在3米，根据就位后钢梁位置关系，中间跨铁路12米悬空段不再布置滑靴。
3.3顶推动力装置
顶推装置是连续顶推系统，由一套主控系统，三套泵站系统及所对应千斤顶等小系统构成。跨越京山铁路顶推箱体长度41米长，顶推重量为627.13 吨，预先测得摩擦系数为0.15，计算总推力为94.1吨，动力选用3台等推力双行程液压千斤顶，同步顶推，每次顶进2.5m，顶推速度为15cm/分钟。顶推千斤顶放置在固定的拖排内，拖排与钢箱梁下滑靴固定。
反力架:反力架采用型钢制作，如图所示，反力架分别与支架纵梁(I36)、分配梁(I32)及滑道([36b)固定，在顶座对应位置设置(焊接)双拼I32做横梁，使反力架受力均衡。
顶推采用Φ325*10钢管作顶铁逐步加设顶铁，顶铁配备长度模数为2.5米/标准节，与顶推行程一致，0.5米、0.2米非标准节。顶铁两端采用螺栓连接，用抱箍将顶铁固定在分配梁上，每1米一道，顶铁轴向可位移。
4 钢箱梁顶推
4.1顶推施工操作
钢箱梁制作组装完成后开始顶推。在施工中采用了“三点顶推，分级调压，集中控制”的方法进行顶推施工。
三点顶推是在对应钢箱梁28.9米宽全断面的两边一中三道纵梁下25cm处设置了动力水平千斤顶。
分散调压则是液压站上安装有三个电磁换向阀控制油压不超过容许范围。
集中控制是通过顶推总控台与三个液压站的分控制并联进行操作。
顶推前启动静阻系数按17%，动力摩阻系数按15%，根据每工况各支点反力来预计水平顶推的出力吨位。三顶推点准备就绪将信号送回主控台，通过主控台发出顶推指令，三点连续千斤顶即同时工作，然后根据推力需要加大施力吨位，直到梁体开始前移，启动后摩阻系数下降，摩擦力减小，此时适当降低三点千斤顶的出力等级来适应摩擦力的变化，使梁体平衡地向前推进，实现三点同步顶推。
整个顶推过程分以下几步控制：
(1)、界外顶推
在铁路限界外的刚性组装平台上顶推41米段箱梁，铁路线界外顶推10米至京山下行正线界外，检查顶推体系及支架安全性，为正式顶推跨铁路积累经验。
(2)、 顶推过京山下行正线
在平台上顶推10米，使梁端跨越至京山下行正线，更换4次顶铁。
(3)、悬空无平台顶推过京山上行正线
继续顶推至京山上行正线限界处(距离轨道外线2米)等候铁路部门要点顶推。点内一次性悬空顶推12米。
对此12米悬空顶推阶段，采用有限元分析其安全性，顶推受力计算有限元模型为：
计算工况：
过铁路(京山正线)悬臂12m，顶进体总桥箱总长41m;
桥箱前端2.4m,自重30t/m，其余15t/m;
水平摩擦力是支撑结构的内力，不用考虑。
通过分析，在最大12米悬臂状态，28.9米全断面钢箱梁前段不会发生倾覆，端头仅有24.2mm的悬臂挠度，状态安全。
在最大12米悬臂状态下，根据前排受压，对前端支撑体系(支撑体采用φ600mmδ14mm的钢管)进行弯矩有限元安全分析：
最不利工况下(承受最大弯矩3156N·m)，钢管柱表面受拉应力：
故钢管柱在整个顶推过程中是稳定安全的。
为了保证悬空顶推后顺利到达接应滑道内，首先，根据桥梁设计纵向高程关系，确定悬空初始点滑道高程和悬空终点滑道(即接应滑道)高程，在悬空终点滑道面高程基础上再降低5cm的意外挠度值(理论计算最大挠度为2.42cm，综合施工实际因素，确定5cm的意外挠度值)，同时钢箱梁前端梁下固定的首节滑靴前进端作成船头坡型，这样更便于接顺进入滑道。
此过程中以两点支撑一点悬挑为悬臂顶推起点，以跨越铁道后两点支撑一点悬挑为悬臂顶推终点。悬臂顶推距离12米，更换顶铁4次，顶推时间3.5小时。
4.2测量控制
梁体顶推过程中，测量控制因素主要是：梁体中心线及各墩顶偏位。随着梁体的推进，侧向限位控制其中心线偏位在10㎜以内，控制各千斤顶同步顶推，各墩顶的偏位均在设计要求范围之内。箱梁顶进时，跟踪监测钢梁的偏位及梁体中心线位置，当中心线偏移时，及时利用侧向限位调整，然后将其锁定。在顶推过程中对墩顶瞬间偏位的观测尤为重要，一旦墩顶瞬间偏位超过设计值需立即停止施力，重新调整各墩顶施力分布，以保证各墩的偏位满足设计要求。
4.3顶推施工注意事项
4.3.1要保证悬空顶推成功，最重要的是接应段滑道位置的确定，其轴线、高程必须精确，尤其是高程关系，一旦确定有误，容易造成梁体顶撞滑道或高悬。
4.3.2每次顶推，必须对顶推的梁段中线和各滑道顶的标高进行测量，并控制在允许范围以内：
(1)、导梁中线偏差不大于2.0mm;
(2)、梁体中线偏差不大于2.0mm;
(3)、相邻两跨支点同侧的滑移装置顶面高差±1.0mm;
(4)、同墩两支点滑移装置顶面高差±0.5mm。
4.3.3顶推过程中，随梁体前移，三道滑道前方及两个侧面专人观察顶进位移情况。
4.3.4滑道表面应保持清洁，涂润滑用的硅脂(采用优质黄油)以减少摩擦，涂润厚度不宜太厚和太薄，可控制在1mm左右。
4.3.5整体开始顶推时，先推进10cm，立即停止，回油，再推进10cm，再停止，回油，为此反复两三次，以松动各滑动面并检查各部分设施，然后正式顶推。
4.3.6顶推时，如果滑靴、滑道有变形、松动等情况发生时，应立即停止顶推，进行焊接打磨处理。
4.3.7滑道安装的精度、刚度、平整度，对顶推梁施工起很关键的作用。在顶推过程中它对梁体的受力及摩阻力的变化都有直接影响，因此在安装过程中要保证其精确位置(滑道受力面应与箱梁纵梁下固定的滑靴宽度重合)，足够的刚度和平整度。
4.3.8位移观测主要是梁体的中线偏移和垂直向偏移，采用的办法是根据设计允许偏位作为最大偏位值，换算坐标，从施力开始到梁体开始移动连续观测，一旦位移超过最大值则立即停止施力，重新调整各墩施力分布。
4.3.9施加顶推力必须要同步、匀速，这是顶推成功的关键，推顶千斤顶使用之前按要求进行标定，所有千斤由一个总控台来控制，并且输送油管距离要基本相同，可实现同步作业。
5 结语
天津站枢纽工程李公楼立交桥上跨铁路钢箱梁采用全断面悬空多点同步顶推施工技术，成功的将28.9*41米的整体钢箱梁一次性安全跨越运营铁路，顶推就位实现中心轴线位移-8mm，中线高程偏差+4.5mm，就位质量高;尤其是中间12米段无平台悬空顶推技术的应用，给以后有类似状况的工程提供一定的参考经验，施工中采用的“三点顶推，分级调压，集中控制”的方法有效的保证了整体钢箱梁的顶推就位质量。
《李公楼立交桥跨铁路28.9×41m钢箱梁全断面悬空多点同步顶推施工》
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