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【摘 要】江汉六桥是武汉市第一座自锚式悬索桥。本文主要介绍江汉六桥主桥钢梁顶推施工技术，该项施工技术成功地解决了水中施工大跨度钢梁的难题，对今后同类型桥梁的钢梁同步的顶推施工具有一定的参考意义。
【关键词】自锚式悬索桥；钢梁；同步顶推；大跨度
1、工程概况
武汉江汉六桥位于江汉二桥（知音桥）与江汉五桥（长丰桥）之间，是武汉市第六座跨汉江通道，也是武汉市第一座自锚式悬索桥。主桥为双塔自锚式悬索桥，桥跨布置为110m+252m+110m=472m。主梁采用边主梁形式的钢混结合梁，边主梁中心距为30m。两边主梁内侧纵向每7m设置一道横梁、外侧设置一道托架，均与吊索位置对应。横梁、托架的腹板与边主梁预留接头采用高强度螺栓连接，上、下翼缘与边主梁的顶、底板采用焊接连接。在横梁或托架间设置纵梁，其标准横向间距为3.5m，边主梁两侧的托架端部设置风嘴，通过螺栓与托架预留接头连接。全桥主梁共分为33个节段，其中标准节段28个，长度14m（26）个、12m（2个）；钢混结合段2个，长度9m；桥塔特殊段2个，长度11m；跨中段1个，长度17m。每个标准节段重约215吨（不含托架、小纵梁、风嘴等重约190吨，为便于钢梁顶推，风嘴、托架及小纵梁暂不安装）。
圖1主桥钢梁标准节段立体示意图
2、施工方案简介
根据本桥结构特点及现场施工环境等因素，主梁拟采用顶推施工。在汉口侧搭设顶推施工平台，并在江中及汉阳侧岸上搭设临时支墩体系，主梁各构件通过汽车运输至汉口侧现场后吊至顶推施工平台上组拼形成钢梁节段，在主梁最前端设置导梁，主梁及导梁上方设加强桁架（背撑），然后采用步履式顶推设备牵引钢梁前行，待主梁顶推到位后再安装托架、小纵梁及风嘴。
图2主桥钢梁顶推施工立面布置示意图
3、钢梁顶推施工
3.1施工准备工作
3.1.1顶推工作平台体系
顶推工作平台是采用型材按一定的结构形式搭设而成的一种刚性支架，主要用于主梁主要构件现场拼装及顶推设备的安放。根据主梁的结构形式及顶推要求，本桥顶推工作平台主要采用2500mm（宽）×2500mm（长）×6000mm（高）的标准格构式胎架（拆为片体）、钢管桩（￠600mm×10mm）及连接系等组成。考虑顶推工作平台的稳定性及主梁顶推施工的需要，顶推设备处钢管立柱需打入土层15米作为钢管桩基础；其余格构式胎架下部需制作条形基础及独立基础。
3.1.2临时支墩体系
由于本桥横跨汉江水域，根据汉江航道级别，顶推施工期间必须满足最低84m的通航孔要求，江中临时支墩纵桥向布置如图2所示。因主梁的两个边主梁横向间距达30米，江中临时支墩横向设计为分离式的两个墩。临时支墩基础采用16根￠1000mm×12mm的钢管桩基础，钢管桩入土25米。露出江面的钢管桩上部利用钢管连接成整体以增加其稳定性。上部结构采用在钢管桩基础连接处搭设纵、横向分配梁，使基础受力均匀。另考虑临时墩使用过程的安全性，需另设防撞临时支墩。
3.1.3导梁及顶推加固体系
根据汉江航道通行要求航道净空宽度为84米，顶推用临时支墩纵桥向最大间距达90米，因此主梁前段需设置导梁。为降低导梁自重，设计采用变截面工字型导梁，由根部（与主梁连接处）向端部逐渐减小。导梁与主梁连接处设有两组纵梁，其结构外形尺寸与边主梁保持一致，根部与边主梁采用焊接连接。导梁纵向共分为4节，由根部向端部其长度分别为6米、14米、18米、18米。6米段导梁与边主梁直接相连，其上、下翼缘及腹板厚度与边主梁顶、底板及腹板厚度相同。主梁顶推过程中最大顶推跨度大90米，经计算，在90米悬臂时，如不采取任何加强措施，主梁及导梁端部挠度较大，不能满足顶推施工要求。故在导梁及钢梁顶部78.2米范围内利用桁架背撑进行加固。
3.1.4顶推设备
主梁顶推采用步履式顶推设备，根据顶推用临时支墩数量，全桥共投入18套。顶推设备布置在临时支墩中心位置，负责主梁的竖向起顶、纵向推移，自带有顶推施工时的横向限位功能，同时还具有一定的竖向调节能力（不小于200mm）和水平纠偏能力（不小于50mm）。步履式顶推系统主要包括滑动面结构、上部滑移结构、下部支撑结构、支撑油缸、横向调整油缸、顶推油缸等，通过计算机控制盒液压驱动实现组合和顺序动作，以满足施工要求。
顶升最大行程 250mm 平推最大行程 350mm 导向最大行程 50mm
顶升额定载荷 1600t 平推额定载荷 150t 导向额定载荷 70t
顶升额定压力 25Mpa 平推额定压力 25Mpa 导向额定压力 25Mpa
表1顶推设备参数表
3.2影响顶推力的因素
影响顶推力大小的因素较多，其主要因素有：
（1）顶推梁的恒重及箱梁上的施工荷载；
（2）各滑动支座的摩阻系数；
（3）顶推箱梁桥的纵向坡度；
（4）各滑动支座的高程误差以及钢箱梁安装平台和各墩的沉陷引起的高差。
（5）顶推梁的梁底平整度以及各节段连接处平整度的误差。
（6）顶推梁自身的挠度。
采用顶推施工中为避免发生意外，必须严格按施工工艺施工，否则势必增大顶推力，造成施工困难。
3.3顶推施工操作
钢梁各构件吊至顶推工作平台，按照顶推施工先后顺序进行拼装形成主梁节段，焊接完成后开始主梁顶推施工。本桥采用多点顶推方式。多点顶推与集中单点顶推相比较，可以有效的控制顶推时梁体的偏移，顶推时对桥墩的水平推力可减小到很小，便于采用结构柔性墩的临时墩。其工作原理是竖向千斤顶顶起主梁使其离开垫梁一段距离，水平千斤顶通过控制系统同步控制顶推千斤顶伸缸，推动移位器带动主梁向前移动至设定好的活塞行程位置，完成主梁向前推移，主梁移动到系统设定的位移量后落梁搁置于垫梁上，千斤顶回油完成一个行程的顶推工作，如此循环反复操作，就可以实现主梁的顶推。 3.4顶推施工中主要观测项目
顶推过程中，需要实时对施工过程进行分析，找出在不同工况环境下的不利状态、最大变形值进行详细观测和有效控制，具体包括以下内容：
（1）拼装平台的沉降和变形；
（2）因温度影响、日照不均匀、焊接累计误差而产生纵向长度变化；风的作用力对顶推影响，主纵梁平面点标高，横向位置（坐标变化）；
（3）滑箱顶面标高的变化：沉降和压缩变形、温度升降的变化、所有滑箱施力墩顶时纵向位移及标高变化；
（4）主梁撓度观测，每跨尾部接头端面竖向转角挠度测量，关键截面的应力测试；导梁挠度、受力变形观测及应力测试；
（5）主梁底板在滑箱上接触情况观测，主梁内腹板、底板最不利受力状态内力检测和分析。
3.5顶推施工控制重点及注意事项
（1）根据工况的支点反力计算摩擦力并于油压表相验证；施加顶推力时，各墩顶推力的大小是根据摩阻力的大小调节，并通过油表来反应，选用精度较高的油表，使用之前进行标定，
（2）位移观测：位移观测主要是主梁的中线偏移和墩顶的水平、竖向位移，在顶推过程需及时调整。墩顶位移观测非常重要，根据设计允许偏位作为最大偏位值，从施力开始到主梁开始移动连续观测，一旦位移超过设计计算允许值则立即停止施力，重新调整各顶推设备顶推力；
（3）顶推系统使用前应按照操作流程进行调试与试验；
（4）每次顶推必须对顶推的主梁中线进行测量，并控制在允许范围内，如出现偏差，则需要立即调整；
（5）顶推过程中若发现顶推力骤升，应及时停止并检查原因，特别是检查蘑菇头滑板；
（6）顶推时应派专人检查导梁及主梁，如果导梁构件有变形、导梁与主梁连接处有变形或主梁局部变形等情况发生时，应立即停止顶推，进行分析处理；
（7）注意顶推过程中顶升力、平移力、下降力的变化；
（8）顶推到最后梁段时要特别注意梁段是否到达设计位置，须在温度稳定的夜间顶推到最终位置，并根据温度计算测定梁长；最后一次顶推时应采用小行程点动，以便纠偏及纵移到位。
4.结语
武汉江汉六桥主桥面顶推施工钢箱梁总重量为7000吨，最大跨度9O米，顶推跨度居全国自锚式悬索桥第一。采用的步履式多点同步顶推施工技术先进，设备集成化、操作自动化程度高，左右幅同时顶推极大的加快了施工进度，且有效地减少了桥下环境对钢梁安装施工的影响，保证了汉江的正常通航。为今后同类型桥梁顶推施工提供了宝贵的施工经验。
【关键词】自锚式悬索桥；钢梁；同步顶推；大跨度
1、工程概况
武汉江汉六桥位于江汉二桥（知音桥）与江汉五桥（长丰桥）之间，是武汉市第六座跨汉江通道，也是武汉市第一座自锚式悬索桥。主桥为双塔自锚式悬索桥，桥跨布置为110m+252m+110m=472m。主梁采用边主梁形式的钢混结合梁，边主梁中心距为30m。两边主梁内侧纵向每7m设置一道横梁、外侧设置一道托架，均与吊索位置对应。横梁、托架的腹板与边主梁预留接头采用高强度螺栓连接，上、下翼缘与边主梁的顶、底板采用焊接连接。在横梁或托架间设置纵梁，其标准横向间距为3.5m，边主梁两侧的托架端部设置风嘴，通过螺栓与托架预留接头连接。全桥主梁共分为33个节段，其中标准节段28个，长度14m（26）个、12m（2个）；钢混结合段2个，长度9m；桥塔特殊段2个，长度11m；跨中段1个，长度17m。每个标准节段重约215吨（不含托架、小纵梁、风嘴等重约190吨，为便于钢梁顶推，风嘴、托架及小纵梁暂不安装）。
圖1主桥钢梁标准节段立体示意图
2、施工方案简介
根据本桥结构特点及现场施工环境等因素，主梁拟采用顶推施工。在汉口侧搭设顶推施工平台，并在江中及汉阳侧岸上搭设临时支墩体系，主梁各构件通过汽车运输至汉口侧现场后吊至顶推施工平台上组拼形成钢梁节段，在主梁最前端设置导梁，主梁及导梁上方设加强桁架（背撑），然后采用步履式顶推设备牵引钢梁前行，待主梁顶推到位后再安装托架、小纵梁及风嘴。
图2主桥钢梁顶推施工立面布置示意图
3、钢梁顶推施工
3.1施工准备工作
3.1.1顶推工作平台体系
顶推工作平台是采用型材按一定的结构形式搭设而成的一种刚性支架，主要用于主梁主要构件现场拼装及顶推设备的安放。根据主梁的结构形式及顶推要求，本桥顶推工作平台主要采用2500mm（宽）×2500mm（长）×6000mm（高）的标准格构式胎架（拆为片体）、钢管桩（￠600mm×10mm）及连接系等组成。考虑顶推工作平台的稳定性及主梁顶推施工的需要，顶推设备处钢管立柱需打入土层15米作为钢管桩基础；其余格构式胎架下部需制作条形基础及独立基础。
3.1.2临时支墩体系
由于本桥横跨汉江水域，根据汉江航道级别，顶推施工期间必须满足最低84m的通航孔要求，江中临时支墩纵桥向布置如图2所示。因主梁的两个边主梁横向间距达30米，江中临时支墩横向设计为分离式的两个墩。临时支墩基础采用16根￠1000mm×12mm的钢管桩基础，钢管桩入土25米。露出江面的钢管桩上部利用钢管连接成整体以增加其稳定性。上部结构采用在钢管桩基础连接处搭设纵、横向分配梁，使基础受力均匀。另考虑临时墩使用过程的安全性，需另设防撞临时支墩。
3.1.3导梁及顶推加固体系
根据汉江航道通行要求航道净空宽度为84米，顶推用临时支墩纵桥向最大间距达90米，因此主梁前段需设置导梁。为降低导梁自重，设计采用变截面工字型导梁，由根部（与主梁连接处）向端部逐渐减小。导梁与主梁连接处设有两组纵梁，其结构外形尺寸与边主梁保持一致，根部与边主梁采用焊接连接。导梁纵向共分为4节，由根部向端部其长度分别为6米、14米、18米、18米。6米段导梁与边主梁直接相连，其上、下翼缘及腹板厚度与边主梁顶、底板及腹板厚度相同。主梁顶推过程中最大顶推跨度大90米，经计算，在90米悬臂时，如不采取任何加强措施，主梁及导梁端部挠度较大，不能满足顶推施工要求。故在导梁及钢梁顶部78.2米范围内利用桁架背撑进行加固。
3.1.4顶推设备
主梁顶推采用步履式顶推设备，根据顶推用临时支墩数量，全桥共投入18套。顶推设备布置在临时支墩中心位置，负责主梁的竖向起顶、纵向推移，自带有顶推施工时的横向限位功能，同时还具有一定的竖向调节能力（不小于200mm）和水平纠偏能力（不小于50mm）。步履式顶推系统主要包括滑动面结构、上部滑移结构、下部支撑结构、支撑油缸、横向调整油缸、顶推油缸等，通过计算机控制盒液压驱动实现组合和顺序动作，以满足施工要求。
顶升最大行程 250mm 平推最大行程 350mm 导向最大行程 50mm
顶升额定载荷 1600t 平推额定载荷 150t 导向额定载荷 70t
顶升额定压力 25Mpa 平推额定压力 25Mpa 导向额定压力 25Mpa
表1顶推设备参数表
3.2影响顶推力的因素
影响顶推力大小的因素较多，其主要因素有：
（1）顶推梁的恒重及箱梁上的施工荷载；
（2）各滑动支座的摩阻系数；
（3）顶推箱梁桥的纵向坡度；
（4）各滑动支座的高程误差以及钢箱梁安装平台和各墩的沉陷引起的高差。
（5）顶推梁的梁底平整度以及各节段连接处平整度的误差。
（6）顶推梁自身的挠度。
采用顶推施工中为避免发生意外，必须严格按施工工艺施工，否则势必增大顶推力，造成施工困难。
3.3顶推施工操作
钢梁各构件吊至顶推工作平台，按照顶推施工先后顺序进行拼装形成主梁节段，焊接完成后开始主梁顶推施工。本桥采用多点顶推方式。多点顶推与集中单点顶推相比较，可以有效的控制顶推时梁体的偏移，顶推时对桥墩的水平推力可减小到很小，便于采用结构柔性墩的临时墩。其工作原理是竖向千斤顶顶起主梁使其离开垫梁一段距离，水平千斤顶通过控制系统同步控制顶推千斤顶伸缸，推动移位器带动主梁向前移动至设定好的活塞行程位置，完成主梁向前推移，主梁移动到系统设定的位移量后落梁搁置于垫梁上，千斤顶回油完成一个行程的顶推工作，如此循环反复操作，就可以实现主梁的顶推。 3.4顶推施工中主要观测项目
顶推过程中，需要实时对施工过程进行分析，找出在不同工况环境下的不利状态、最大变形值进行详细观测和有效控制，具体包括以下内容：
（1）拼装平台的沉降和变形；
（2）因温度影响、日照不均匀、焊接累计误差而产生纵向长度变化；风的作用力对顶推影响，主纵梁平面点标高，横向位置（坐标变化）；
（3）滑箱顶面标高的变化：沉降和压缩变形、温度升降的变化、所有滑箱施力墩顶时纵向位移及标高变化；
（4）主梁撓度观测，每跨尾部接头端面竖向转角挠度测量，关键截面的应力测试；导梁挠度、受力变形观测及应力测试；
（5）主梁底板在滑箱上接触情况观测，主梁内腹板、底板最不利受力状态内力检测和分析。
3.5顶推施工控制重点及注意事项
（1）根据工况的支点反力计算摩擦力并于油压表相验证；施加顶推力时，各墩顶推力的大小是根据摩阻力的大小调节，并通过油表来反应，选用精度较高的油表，使用之前进行标定，
（2）位移观测：位移观测主要是主梁的中线偏移和墩顶的水平、竖向位移，在顶推过程需及时调整。墩顶位移观测非常重要，根据设计允许偏位作为最大偏位值，从施力开始到主梁开始移动连续观测，一旦位移超过设计计算允许值则立即停止施力，重新调整各顶推设备顶推力；
（3）顶推系统使用前应按照操作流程进行调试与试验；
（4）每次顶推必须对顶推的主梁中线进行测量，并控制在允许范围内，如出现偏差，则需要立即调整；
（5）顶推过程中若发现顶推力骤升，应及时停止并检查原因，特别是检查蘑菇头滑板；
（6）顶推时应派专人检查导梁及主梁，如果导梁构件有变形、导梁与主梁连接处有变形或主梁局部变形等情况发生时，应立即停止顶推，进行分析处理；
（7）注意顶推过程中顶升力、平移力、下降力的变化；
（8）顶推到最后梁段时要特别注意梁段是否到达设计位置，须在温度稳定的夜间顶推到最终位置，并根据温度计算测定梁长；最后一次顶推时应采用小行程点动，以便纠偏及纵移到位。
4.结语
武汉江汉六桥主桥面顶推施工钢箱梁总重量为7000吨，最大跨度9O米，顶推跨度居全国自锚式悬索桥第一。采用的步履式多点同步顶推施工技术先进，设备集成化、操作自动化程度高，左右幅同时顶推极大的加快了施工进度，且有效地减少了桥下环境对钢梁安装施工的影响，保证了汉江的正常通航。为今后同类型桥梁顶推施工提供了宝贵的施工经验。