鋼箱梁頂推技術在路橋施工中存在的問題與優化對策研究

王巴圖

（中交二公局東萌工程有限公司，陜西 西安 710000）

鋼箱梁頂推技術，作為橋梁建設中的一種創新方法，通過頂推裝置逐步移動鋼箱梁至預定位置，其高效、低環境影響和成本效益的特點受到高度評價。深入探究此技術在施工中的關鍵挑戰，對于提升工程質量、降低風險和預防事故至關重要。文章將聚焦于鋼箱梁頂推技術在現實應用中遇到的具體問題，并在此基礎上提出了改進措施。

1 工程概況

第四屆中國綠化博覽會博覽園建設項目位于都勻市新老城之間，北至綠茵湖大道（原黔南大道），南至青云湖大道（原大龍大道），西至東山大道，東至規劃馬鞍上大道，占地總面積1 071.62 hm2。園區內共有7座景觀橋梁，總長1 313 m，下部結構采用樁基礎，上部結構采用鋼箱梁，重量約10 304.8 t，本單位合同包范圍承建1#橋（圖1綠博橋）、2#橋（圖2綠韻橋）、4#橋（花溪橋）鋼箱梁施工。

圖1 綠博橋

圖2 綠韻橋

2 鋼箱梁頂推施工難點

2.1 鋼箱梁結構設計復雜

鋼箱梁設計在橋梁建設領域中是一項挑戰，涉及眾多細節，從材料屬性到結構性能，再到耐久性及施工的具體需求。其設計復雜度源自必須承載的多重負荷，包括自重和未來的交通壓力，要求設計不僅滿足強度和剛度的標準，還要適應施工過程中的頂推需求。這要求在設計階段采用精細的計算工具和深入的技術分析，以確保整體結構既可靠又安全。

2.2 頂推操作不合理

頂推操作的準確性是確保鋼箱梁施工過程中安全與效率的關鍵。如果操作失誤，可能會對結構造成損傷，甚至觸發安全事故。在施工中，頂推力量、速率、方向以及施加位置的精確控制是至關重要的，這有助于分散力量，防止不利的應力集中現象。同時，頂推的每一步驟都需要與施工的具體進度和現場實際情況相適應。不符合標準的操作可能會導致梁體出現形變或錯位，從而危害到整體的結構安全。因此，頂推過程的細致規劃、施工團隊的系統培訓以及現場監管的嚴密性，這些都是保證操作合理性的核心因素。

2.3 工況變化復雜

鋼箱梁頂推施工中，環境和現場條件的波動對安全性和效率產生顯著影響。這些波動可能包括氣候的變化、地基的穩定性、水位的變動以及其他外界環境的干擾。惡劣的天氣，如大風、降雨或極端溫度，都可能對施工作業構成威脅。地基的不均勻沉降或位移可能會妨礙梁體平穩推進。在橋梁跨越水體的場合，水位的上下波動尤其關鍵，有時需采取額外加固措施或調整施工方案。綜上所述，密切監控環境條件的變化，制定周密的應急計劃以及提高快速反應能力，是保障施工流程不受干擾的關鍵因素。

3 鋼箱梁頂推技術在路橋施工的優化對策

3.1 優化頂推系統的布置設計

在橋梁建設中，鋼箱梁頂推技術的應用尤為關鍵，尤其是在多點頂推方式的布置上。這種方法通過滑動和頂推裝置的組合，實現了力的分散，進而提升了施工的安全性與效率。它減輕了對單點頂推設備的依賴，并有效控制了梁體的偏移，減少對橋墩的橫向壓力。數學表達式揭示了多點頂推效能，梁體推動僅當頂推力總和超越所有支點反力乘以摩擦系數與縱坡率的總和。例如，在六點頂推的初期工況中，總頂推力顯著高于反力和摩擦的乘積，驗證了該方法的有效性。

雖然多點頂推技術需要更多的設備和高度同步操作，但其優勢顯著。同步協作的頂推點確保了梁體受力均勻，移動平穩，減少了啟動或停止時的抖動，同時方便了梁體的調整與定位，提供了高精度的頂推和就位。加固鋼箱梁腹板是頂推技術中重要一環，頂推點移動時，腹板兩側和底板增設的橫隔板（如圖3所示）（尺寸200 mm×300 mm，厚度16 mm）加固了結構，分散了集中力，降低了應力集中，同時保護了梁體。在實施多點頂推時，根據滑道摩擦系數選用100 t水平千斤頂，提高了操作的精確性和安全性。精確計算和設計的多點頂推系統，在保障施工安全的前提下，提升了工效和工程質量。步履式頂推方案為多點頂推技術提供了優化，通過同步協同的頂推點保障了梁體整個過程中的均勻受力和平穩移動，提高了施工的安全性和可靠性，并支持獨立的頂升、頂推和側移操作模式，便于梁體精準就位。

圖3 加固橫隔板示意圖（紅色）

總之，鋼箱梁頂推技術的優化策略，尤其是在多點頂推系統的設計上，提高了施工的安全性和效率，同時提升了資源利用效率，降低了環境影響。通過頂推點的精控和梁體加固，以及步履式頂推方案的實行，保障了施工中的梁體穩定性和安全性，為橋梁施工的成功提供了堅實保障。

3.2 鋼箱梁吊裝施工要點

在路橋建設中，鋼箱梁的安全吊裝至關重要。施工團隊需采取妥善措施保障梁體及人員安全。在吊裝時，首先應在梁的兩側安裝臨時軟防護，如泡沫或橡膠墊，以防止任何碰撞導致的損傷。此舉措需在吊裝前實施，確保從起始階段便提供足夠保護。

為了支撐這些臨時防護，應使用Φ48×3.5 mm的鋼管制作立桿，結合6 mm圓鋼拉結件及底座確保其穩定性。立桿固定時，利用M12螺栓與梁頂板連接，并可根據梁板厚度進行調整。使用直徑不少于9 mm的鋼絲繩作為防護網的一部分，雙層設置確保萬無一失。完成吊裝后，迅速更換為硬質封閉防護，其由方鋼管、鋼板片和鋼絲網組成，能有效阻止任何可能墜落的物體或人員。硬質防護應高1 200 mm、寬2 000 mm，網孔為20 mm，底部通過柱底板與梁焊接固定，立柱設置斜撐以提升穩定性。這一系列措施形成一個全面的安全保障體系，確保了施工人員的安全以及鋼箱梁的完整性。通過細致的規劃和精確地執行，施工團隊能夠在保障安全的前提下，高效地完成鋼箱梁的吊裝工作。

3.3 鋼箱梁頂推要點

鋼箱梁頂推技術在路橋建設中展現了其卓越的效率與安全性，尤其適用于地形復雜或環境約束的項目。采納此技術的1#橋（綠博橋）工程，其施工劃分為六個獨立的頂推單元，每個單元包含1～3列鋼箱梁。此種分節策略提高了施工的靈活性與結構安全，確保每個單元在拼裝完成后，準確位于橋墩支座上，從而維護了橋梁整體的穩定性與承載力。在頂推實施過程中，還必須關注各單元間的對接精度與結構力學特性，保障頂推時的穩固和平滑過渡，這要求精確的計算、設計與現場施工控制。通過該工程中1#橋（綠博橋）的案例分析指出，鋼箱梁頂推技術通過細致規劃、分節操作及施工細節的精確把控發揮了關鍵作用，不僅加快了建設進度，還確保了施工安全與工程品質，彰顯了現代橋梁施工技術的進步與應用價值。

3.4 頂推質量評估與檢測

鋼箱梁頂推技術在現代路橋工程中扮演著關鍵角色，它的實施必須伴隨著嚴格的質量監控和精確的檢測程序。該技術的優勢在于其適應性強和精確度高，但這也要求在施工過程中要對多個關鍵指標進行細致地考量和實時的監控，以確保工程的順利進行和長期的結構安全。

從質量評估的角度看，鋼箱梁的材料特性分析是基礎，其中包括對其強度、韌性和耐腐蝕性的評估。同時，確保焊接接縫的精密和結構的準確對齊也是重要的環節。對于頂推過程的穩定性考量，在頂推操作中監測梁體的位移和應力分布，是避免意外和結構損傷的關鍵。在檢測方面，鋼箱梁在頂推時需要利用現代檢測技術實時跟蹤它的結構響應。包括采用位移傳感器和應力應變計對梁體變形和內部應力進行監測，以及用傾斜儀檢測結構的穩定性。針對接縫部位，運用超聲波和磁粉檢測等非破壞性方法，保證焊縫的牢固和接縫的密封性。此外，環境條件對鋼箱梁頂推施工的影響也不容忽視。溫度波動、風速變化和地質狀況都可能對頂推操作產生影響，因此需要制定具有彈性的施工計劃，并且在整個施工期間進行認真的環境監測。

4 結語

綜上所述，隨著我國基建的持續發展，路橋建設對高效施工技術的需求日益增長。鋼箱梁頂推技術正因其高效性和成本效益而變得日益流行。不斷的技術進步和創新，不僅能夠提升施工速度，還能夠減少經濟投入，從而在我國的橋梁工程中發揮更加重要的作用?？萍嫉陌l展為施工技術提供了強大動力，預示著鋼箱梁頂推技術在未來將展現更廣闊的應用前景。同時，鼓勵更多科研人員和工程技術專家加入該技術的研究與優化過程中，共同推動中國路橋建設技術向前發展。