预顶升钢混叠合梁桥施工风险控制技术研究

【摘

以商合杭铁路古城特大桥为背景，分析了在建设条要】为对采用预顶升施工方法的钢混叠合梁桥施工过程中存在的重大风险进行控制，件、施工方案、监控方案中存在的洪涝灾害、千斤顶或锁紧装置失效、施工监控计算参数或理论偏差等风险的原因与特点，并提出了针对性的控有效避免了施工过程中安全事故的发生。制措施。工程实践表明，通过采取合理的施工风险控制技术，【关键词】钢混叠合梁；预顶升；风险分析；风险控制【中图分类号】U445.6

【文献标识码】A

【文章编号】（2019）2095-206604-0196-02

预顶升施工方法是改善钢混叠合梁桥负弯矩区混凝土桥面板抗裂性能的常见方法之一[1]遥在这种复杂的桥梁施工过程中袁存在诸多不确定性因素袁为避免工程事故的发生袁需进行风险评估与管理[2]遥

在我国目前桥梁工程施工风险控制的相关研究中袁吴春武等[3]采用层次分析法袁对顶推法施工尧上跨既有铁路的钢箱梁桥的施工风险因素进行了重要性排序袁并给出了施工优化建议曰于春孝[4]以黄冈公铁两用长江大桥为背景袁论述了大桥在施工过程仿真计算尧构件加工制造和施工技术方案3个方面存在的风险与应对措施曰程达峰[5]对既有桥梁整体顶升施工过程中的控制系统故障尧液压设备故障尧千斤顶内泄尧监测值超限等风险进行了分析袁并提出了相应的处理措施遥但是袁对于采用预顶升施工方法的钢混叠合梁桥这一结构形式袁目前具有针对性的施工风险控制相关研究较为少见遥

本文依托商合杭铁路古城特大桥袁针对预顶升钢混叠合连续梁桥的特点袁分析了其在建设条件尧施工方案和监控方案3个方面的主要风险袁并提出了具体的风险控制措施与方法遥商合杭铁路古城特大桥位于安徽省阜阳市太和县袁采用上承式无砟轨道无预应力体系钢混叠合连续梁跨越茨谷河袁桥跨布置为5伊50.7m袁钢主梁采用单箱双室截面袁混凝土桥面板设计无预应力钢筋遥

1引言图2预顶升施工过程流程图

进行的遥施工期间袁如遇洪涝灾害发生袁施工便道可能会在洪水及其携带漂浮物的作用下发生冲毁事故袁造成巨大损失遥

3.2施工方案风险分析

3.2.1千斤顶失效

2工程概况为对墩顶负弯矩区混凝土桥面板施加足够的有效预压应力袁钢箱梁的顶升高度较大袁尤其是中墩墩顶处钢箱梁的顶升高度达到了70cm袁因此需要千斤顶提供的顶升力较大遥同时袁如待相应位置的混凝土桥面施工完成且达到一定强度后袁再进行千斤顶的卸荷使钢梁回落袁将对千斤顶在持荷阶段的性能提出较高的要求遥如不采取有效的预防措施袁千斤顶失效时袁会直接造成钢箱梁的变形尧应力等施工控制参数偏离理论值袁可能导致桥面板的有效预压应力不足或对龄期不足的现浇混凝土造成破坏袁严重时则可能导致钢箱梁实际应力偏差过大袁超过材料的容许强度而被破坏遥

在预顶升施工过程中袁边墩和次中墩墩顶会出现较大的负反力袁采用了临时锁紧装置避免钢箱梁发生脱空尧落梁等事故遥锁紧装置由精轧螺纹钢和梁底锁紧盒两部分组成袁只允许钢箱梁在顺线路方向发生位移袁如图3所示遥精轧螺纹钢自墩身内伸入梁底锁紧盒中袁梁底锁紧盒上方与钢箱梁底板焊接遥

3.2.2锁紧装置失效

图1桥位布置图

3风险分析商合杭铁路古城特大桥建造过程中袁通过钢梁的顶升尧回落与桥面板的交替施工袁对墩顶负弯矩区的混凝土桥面板施加预应力遥首先通过千斤顶在桥面板施工前将钢梁次中墩尧中墩分别顶升20cm尧70cm袁在中跨附近混凝土桥面板施工完成后将中墩处钢梁下降70cm袁待剩余混凝土桥面板施工完成后再将次中墩处钢梁下降20cm遥施工过程中袁由于钢梁的顶升与回落袁在墩顶会出现较大负反力袁为避免梁底出现脱空现象而采用了临时锁紧装置遥

3.1建设条件风险分析

196阜阳市地处黄淮海平原南端袁年降雨量910mm左右袁但其气候为暖温带半湿润季风气候袁降水的年内尧年际变化受季风影响较大袁洪涝灾害频繁[6]遥

本项目的现场钢梁吊装是利用停在施工便道上的汽车吊

图3锁紧装置构造示意图（单位：mm）

在顶升施工过程中袁锁紧装置可能因为精轧螺纹钢强度

不足或锚固长度不足尧梁底锁紧盒焊接质量存在问题等原因

LOWCARBONWORLD2019/4而失效遥由于锁紧装置工作过程中袁钢箱梁在千斤顶作用下产生了较大的强制位移袁出现的负反力水平也较高遥此时袁若锁紧装置失效袁将会导致钢箱梁发生脱空甚至变形失控袁严重时3.3可能导致施监控钢工监方箱控案风梁失稳是保证险尧工分析

倒塌袁造成人员伤亡遥

程质量的重要手段遥在目前的桥梁施工监控中袁一般首先需要进行结构的理论计算分析袁以得到结构在施工过程中控制数据的理论值袁指导实际施工遥如果计算参数选取不准确袁或计算理论存在不足袁会导致理论计算值不符合结构的实际状态袁将会使施工期结构的内力和线形存在偏差袁甚至危及结构安全遥

一方面袁由于材料品质尧构件制造质量尧施工临时荷载等因素通常与理论情况之间存在差异袁结构的理论计算总会存在一定的误差曰另一方面袁对于采用预顶升施工方法的钢混叠合梁桥来说袁其施工工艺较为复杂袁且工程实践不多遥因此袁在施工过程中袁如何正确处理理论计算值与现场实测值之间的偏差4袁是4.1风保建险证设控制结构安条件措施全尧保障施工监控工作顺利实施的关键所在遥

为避免施工便风道险在控制洪水措施

灾害中被冲毁袁本桥在施工前根据现场实际情况对施工便道用地进行了测量放线袁尽可能提高了施工便道的高程遥便道遇水处袁采用抛石挤淤袁从中部向两侧抛投一定数量的碎石袁将淤泥挤出路基范围袁提高路基强度曰顺水流方向铺设过水涵管袁在涵管上方继续填筑透水性良好的砂石料袁然后进行填料尧面层的压实袁确保施工便道的承载4.2能力满施工方足要案风求遥

在施工方案制定险过控制程中措施

袁通过计算与分析确定了锁紧装置精轧螺纹钢的材质尧规格和相应的锚具规格等袁确保锁紧装置的承载能力满足施工要求袁且有一定的安全储备遥在施工过程中袁随时对锁紧装置的变形情况进行监控袁一旦发现问题立即停止施工遥

由于钢箱梁的顶升高度较大袁本桥实际施工过程中采用分5cm级顶升尧分级回落的方式袁每级顶升与回落高度控力遥袁每并级通过顶升带与有回精落密施油工前压表示袁使数的各千墩墩斤顶顶系的统液逐压级油控缸制制为初顶步升带压袁带压5分钟后未发生漏油尧油压表示数下降等情况时袁可进行顶升施工遥每级顶升施工结束后袁在支座上抄垫5块1cm厚的垫板袁以防止千斤顶突然失效导致钢梁回落袁避免事故的发生遥

4.3监控方案风图4前期计险中算控制墩分级中袁措施

顶升过程（单位：mm）

施工监控根据设计图纸与施工方案建立了

结构的整体有限元模型袁精细化模拟了结构的实际施工过程遥

图5结构整体计算模型

绿色交通同时袁为尽量减小材料品质与构件制造质量等因素对施工监控带来的影响袁开展了结构参数敏感性分析袁就混凝土材料强度尧钢板厚度尧混凝土桥面板厚度等参数对结构受力的影响进行了探究遥结果表明袁混凝土材料强度对结构受力影响较大袁如混凝土材料强度不足袁会导致桥面板预压应力较小袁且这种不利影响在经收缩徐变后会有加剧的风险遥因此袁实际施工过程中袁混凝土材料的质量验收与桥面板的预压应力度是施工监控的重要内容遥

此外袁施工现场临时荷载尽可能按照施工方案进行布置袁以5尽结量使语结构实际状态与理论计算状态相同遥

本文依托商合杭铁路古城特大桥袁针对采用预顶升施工方法的钢混叠合梁桥的特点袁分析了在建设条件尧施工方案和监控方案中存在的风险及其原因尧特点袁并提出了施工便道优化设计尧分级顶升施工尧结构参数敏感性分析等措施遥工程实践表明袁通过采用合理的风险控制技术袁有效避免了施工过程中安全事故的发生袁保证了项目建设的顺利进行遥

基金项目：中铁隧道集团科研项目野高速铁路钢混叠合梁建造关键技术研究冶遥

[1]参考文献

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文良大学学袁徐林报枫渊袁等.某钢箱梁桥上跨既有铁路施工风险分桥[5]梁于建春设孝袁.黄2012冈公袁铁两用长自然江科大学桥版施冤袁工质量2013袁技术32渊z1风险冤院879-883.

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顶升施工方案与风险控制[J].市政技术袁2015[6]2冤院量的熊54-57.

晓影响辉[J].袁王安璐徽袁李农越业龙科袁学等袁.2017气候袁资45源变渊18冤院化对156-157阜阳地袁180.

区主要农作物产收稿日期：2019-3-9作者简介：李玉军渊1973-冤袁男袁高级工程师袁本科袁主要从事铁路工程建设工作遥

胡建鑫渊1993-冤袁男袁助理工程师袁本科袁主要从事铁路工程建设工作遥

李鸿博渊1995-冤袁男袁助理工程师袁本科袁主要从事桥梁技术研究工作遥

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