柔性台座預製拼裝頂推施工工法

《柔性台座預製拼裝頂推施工工法》是中鐵十四局集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是劉運平、李學乾、戴尊勇、朱傳剛、周宗海，適用於中長橋樑的連續梁施工，尤其是跨徑50米內的多跨長橋，也適用於公路橋、鐵路以及城市道路橋樑施工，尤其可以推廣套用於鐵路客運專線、高速鐵路橋樑。

《柔性台座預製拼裝頂推施工工法》主要的工法特點是柔性台座主要由六四式軍用梁組成，施工容易，轉場速度快；循環頂推長度可以不受限制；採用預製拼裝。

2008年1月31日，《柔性台座預製拼裝頂推施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家一級工法。

基本介紹

• 中文名：柔性台座預製拼裝頂推施工工法
• 工法編號： YJGF065-2006
• 完成單位：中鐵十四局集團有限公司
• 主要完成人：劉運平、李學乾、戴尊勇、朱傳剛、周宗海
• 套用實例：五里亭大橋
• 主要榮譽：國家一級工法（2005-2006年度）

形成原因

頂推施工方法自20世紀70年代傳入中國以來，由於它具有施工設備簡單、施工機械化程度較高，施工安全、干擾少，不受場地限制，易於質量管理等優點，在中國國內得到了迅速的發展和套用。但由於2005年前已有的施工工藝限制，對於多孔長橋其施工工期相對較長，使其套用受到了限制。

2001年中鐵十四局集團有限公司在韶關五里亭大橋主橋預應力混凝土連續箱梁施工過程中，在總結和吸收2005年前已有頂推施工工藝的基礎上，研製出《柔性台座預製拼裝頂推施工工法》，可以充分利用制式器材，投入少施工速度快，具有的經濟效益。

工法特點

《柔性台座預製拼裝頂推施工工法》的工法特點是：

1.柔性台座主要由六四式軍用梁組成，施工容易，轉場速度快，可以縮短工期，而且採用制式器材，可以節省大量材料，經濟性好。

2.循環頂推長度可以不受限制，施工速度可以大大加快，且節約投資。

3.由於採用預製拼裝，實現了預製和頂推平行作業，可以加快施工速度。

4.連續梁預製可以實現工廠化施工便於質量和安全控制。

5.將大量的空中作業轉移到地面，施工安全，可以改善工作條件。

操作原理

適用範圍

《柔性台座預製拼裝頂推施工工法》適用於中長橋樑的連續梁施工，尤其是跨徑50米內的多跨長橋。適用於公路橋、鐵路以及城市道路橋樑施工，尤其可以推廣套用於鐵路客運專線、高速鐵路橋樑，解決因簡支箱梁梁重較大難以運輸和架設，而其他施工方法施工速度又較慢的問題。

工藝原理

《柔性台座預製拼裝頂推施工工法》採用工廠化預製梁段，在由制式器材組成的連續梁柔性台座上進行梁段定位、調整、連線成設計線形，採用多點連續頂推技術進行頂推施工。與傳統的剛性台座現澆頂推相比，可以節省大量的台座鋼材和混凝土，而且預製拼裝技術實現了連續梁預製和頂推平行施工，能夠加快施工進度，縮短工期。

施工工藝

• 工藝流程

《柔性台座預製拼裝頂推施工工法》的工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程

操作要點

《柔性台座預製拼裝頂推施工工法》的操作要點如下：

一、柔性台座

1.台座結構

由於連續梁頂推到位後起落梁極其困難因此台座位於連續梁設計曲線上，其頂部標高根據位置計算和控制，以保證連續梁頂推到位後處於設計位置。

頂推台座由基礎和縱橫樑組成（圖2）。基礎全部為混凝土擴大基礎。縱橫樑採用六四式軍用梁拼裝而成，縱樑上鋪設頂推裝置，作為連續梁拼裝和頂推施工的平台。台座豎向荷載由混凝土基礎承受，水平和橫向反力由附近橋墩承受。

圖2 台座布置圖

2.台座變形控制措施

（1）由軍用梁連線螺栓、基礎沉降以及各結構相互之間的空隙產生的變形，可以通過預壓予以消除。

（2）拼裝台座產生的撓度變形，採用中間加設鋼管樁支撐的辦法減小軍用梁的跨度，使撓度處於允許範圍內。

3.柔性台座的優缺點

柔性台座主要由制式器材拼裝組成，拼裝快捷，轉場容易。與傳統的剛性台座相比，可以節省大量的材料，經濟性好。缺點是拆裝梁作為縱梁，是一個連續梁結構，線型控制可能比較困難。

二、頂推裝置

1.臨時設施

（1）臨時墩

臨時墩的設定要根據橋下交通、通航要求、施工難易程度、拆除方案及工程量等綜合技術經濟比較決定，一般使梁的頂推跨徑不大於50米。臨時墩受力主要為豎直荷載和水平摩阻力，如果設定了橫嚮導向裝置，還應考慮橫向反力。

（2）導梁

導梁的作用是減小連續梁頂推過程中的最大負彎矩。導梁長度一般為頂推跨徑的0.6~0.8倍，剛度為連續梁的1/9~1/5。導梁的長度和剛度應綜合考慮，過大或過小均將增加頂推時連續梁的內力。

為減小自重，導梁宜根據應力計算採用變剛度。一般導梁與連續梁連線處導梁的應力最大，可以採用預應力鋼筋進行加固。

導樑上墩時應做好導向滑道的工作。由於自重產生撓度下垂，為方便導樑上墩，導梁前端設一500毫米×800毫米的缺口，當到達滑道上方時在滑板上設千斤頂抬高導梁前端引上滑道。

（3）臨時預應力

頂推過程中應力過大時，可以設定臨時預應力頂推就位後拆除。臨時預應力可以設定在體內也可以設定在體外，體外束要特別注意防腐和保護，體內束拆除後再進行壓漿封堵預應力孔道。

2.動力和牽引裝置

（1）動力裝置

頂推動力由控制台、油泵和ZLD-100型自動連續千斤頂組成。ZLD-100型千斤頂由2個行程200毫米的穿心式千斤頂前後串聯組成，通過雙油路的ZLDB油泵供油，前後兩個千斤頂交替工作形成連續頂推。所有的千斤頂由控制台統一控制，以保證同步工作。千斤頂布置根據頂推工況摩擦力計算確定，啟動靜摩擦係數可取為0.08，滑動時動摩擦係數取為0.06。

（2）牽引裝置

牽引裝置包括鋼絞線和拉錨器，千斤頂拉力通過鋼絞線和拉錨器傳遞至連續梁，拉動連續梁前進。施工中應注意鋼絞線不宜太長，一台千斤頂內的鋼絞線應左右旋向搭配，以避免使用過程中鋼絞線旋轉。鋼絞線使用前應進行預張拉。

牽引裝置和千斤頂應置於連續梁縱軸線上，可以避免兩側處理不均造成梁橫向偏離以及對橋墩的衝擊和扭曲。

3.滑道

滑道可分為增頂滑道和台座滑道兩部分，兩者不同之處在於，墩頂滑道的滑動面為滑塊和滑道板的接觸面，台座滑道的滑動面為滑塊與鋼軌的接觸面。滑塊為橡膠鋼板組合製品，為減小摩阻力採用聚四氟乙烯貼面，與梁底接觸面則採取增加摩擦力措施。

墩頂滑道從梁底向下依次由滑塊、滑道板、剛性支座組成。滑道板採用不鏽鋼加工，按所處位置梁底曲線形狀加工，表面打磨光滑，固定於剛性支座上。在滑塊餵進方向有一圓角，以利於滑塊的續進。

台座滑道滑動裝置由聚四氟乙烯滑塊、滑道板和P43鋼軌組成。每側設定兩根P43鋼軌，通過限位鋼板固定在台座縱樑上。滑道板採用鋼板加工，在與鋼軌接觸面焊接限位鋼板，形成滑槽。滑塊放置在滑槽內。

為減小摩擦，滑動面可塗以適量的潤滑劑。實踐證明，採用二硫化鉬和黃油按1:1的比例配製的潤滑劑具有良好的潤滑效果。

滑道是頂推施工的關鍵之一，應注意以下幾點第一，滑道板的形狀應符合設計要求，必須保證與箱梁有足夠的接觸面積，防止滑道受力面積不足被壓壞；第二，嚴格控制好滑道的絕對標高和相互之間的相對標高，防止因標高變化引起滑道受力分布發生變化；第三，墩頂滑道板必須固定牢固。

4.導向裝置

箱梁的橫向位置調整由側向限位器在頂推過程中完成。側向限位器由與箱梁腹板接觸部分滾輪、調節桿、固定架三部分組成。調節桿採用ф50絲桿，通過調節桿調整滾軸與箱梁之間的距離，對箱梁施加橫向力，使箱梁在頂推過程中產生橫向移動，從而調整箱梁的橫向位置。

三、連續梁預製

1.梁段劃分

連續梁分段應根據結構、長度、運輸和吊裝能力等情況綜合考慮，使之適宜於工廠化預製。為減少一次性投入，應使預製規格最少，模板通用化程度最高。

2.梁段預製

梁段預製採用鋼模，底模固定在預製平台上，工廠加工製做，使用螺栓連線，操作容易。預製平台根據荷載計算，採用擴大基礎，其承載力足以保證施工需要。

預製場地布置要根據材料模板存放、施工空間、起吊運輸、梁段存放等綜合考慮。預製場地要進行必要的硬化處理，設定排水溝。

四、梁段拼裝

1.準備工作

1）全面檢查、測量覆核滑道（鋼軌）頂面標高、平順性、光滑性、坡度，若有不符合要求之處，進行處理、調整；

2）在拼裝台座上按設計位置安放滑道裝置；

3）全面檢查、測量、覆核滑道板頂面標高平整度及坡度，若有異常調整至設計要求；

4）檢查梁段頂面縱軸線和測控點是否標定，位置是否準確；

5）重新覆核測量梁段頂板上測控點上的標高；

6）確定所拼梁段的順序、編號、吊拼方向；

7）對與澆築梁段現場同條件養護的混凝土試件進行試壓，以確保吊運強度。

2.梁段定位

在拼裝台位上對每一拼裝梁段的位置、濕接頭的位置及寬度、梁段總長度進行測量畫線定位，在軌枕上測量標定出中線、邊線位置。

當一段梁頂推到位後，應對連續梁中心線、梁段尾部標高及轉角進行測量，滿足規範要求後才能進行下一梁段的定位拼裝。

梁段定位包括縱向、橫向及豎向位置的確定，應滿足橋樑設計線形要求。由於台座縱梁為柔性連續梁，線形隨著荷載無規律變化，造成梁底標高變化無規律，定位困難。梁段定位採取先確定縱橫向位置後再調整梁底標高的方法。

3.箱梁拼裝

在頂推台座上首先組拼鋼導梁，鋼導梁的安裝和精度符合設計和鋼結構施工規範，然後再進行各段箱梁的拼裝。

1）龍門吊就位準備吊裝；

2）按拼裝順序、梁段編號提升、起吊梁段，首先起吊第一梁段；

3）吊運梁段到拼裝位置，調整落梁位置準備落梁就位到滑道板上。梁段就位時，進行全過程測量監控；

4）進行箱梁中線、邊線與就位中線、邊線測量，若有偏差，對梁段進行調整，直至符合要求，然後落梁就位；

5）進行高程測量、檢查中線確認；

6）吊運第二梁段到拼裝位置，按上述方法準確落梁就位到滑道板上，進行中線、高程測量；

7）測量濕接頭的寬度，用千斤頂對梁段位置進行調整；

8）對所拼裝梁段進行中線、高程進行檢查、測量；

9）重複上述步驟、方法進行其他梁段的定位、拼裝，直至拼裝完畢；

10）拼裝完畢後，對梁段中線、高程、濕接頭寬度、總長度進行全面測量檢查。

梁底標高調整的原則為：不過分追求縱梁線形的準確，以梁底線形調整為目的，確保梁底線形的準確，符合設計要求。調整好梁底線形後即可進行連線施工。

4.梁段連線

梁段連線採用濕接縫連線。

梁段連線鋼筋採用焊接，焊接時應上、下、左、右對稱焊接，避免鋼筋焊結應力集中，引起拼接梁段發生扭轉變形，不符合梁底線形要求。

側模和底模採用整體鋼模，內模採用組合鋼模，通過拉桿連線。接縫混凝土採用聚酯纖維混凝土，應控制好混凝土拌合時間，以保證聚酯纖維能均勻分布，充分參與工作。混凝土澆筑前應對兩端混凝土面鑿毛並且澆水濕潤，防止產生裂縫。

5.預應力施工

縱向採用12×7ф7平行鋼絲，橫向採用19×7ф7平行鋼絲，隱蓋梁採用31×7ф7平行鋼絲，一端採用鐓頭錨，一端採用夾片錨。

前後段預應力採用HML21-12連線器連線，外設保護罩使連線器與混凝土隔開形成預留空間，連線器可以自由伸縮，以保證預應力完全自由傳遞。

豎向預應力採用ф25精扎螺紋鋼。

預應力施工時必須按照對稱原則，以防止應力造成梁體扭曲。預應力施工順序應按照避免截面過大偏心受力和預應力相互干擾最小原則確定。

五、頂推施工

1.安裝拉錨器、鋼絞線，調整限位器位置滑塊、滑道塗抹潤滑劑，人員就位。

2.接通電源，啟動油泵、控制台，各千斤頂調整回程到位，同時對鋼絞線統一施加20MPa拉力。

3.現場指揮員位於主控台位置，待各項準備工作檢查無誤後，下達頂推命令，千斤頂開始工作，頂推開始。

4.為克服靜摩擦力，可操作前後頂同時工作，待連續梁啟動、滑動後，再轉為自動連續工作狀態。

5.頂推施工觀測

（1）施工觀測及內容

①各墩受垂直荷載和水平推力所產生的偏位、沉降量。

②連續梁和導梁的撓度以及中線。

③連續梁在頂推過程中，四氟滑板與不鏽鋼滑道的啟動靜摩擦係數和動摩擦係數變化的觀測，滑板與滑道添加潤滑劑時摩擦係數變化的觀測。

（2）觀測方法和儀器

①連續梁和導梁的撓度、橋墩的壓縮變形和沉降等項目可在觀測部位設定固定的水準標尺或測點用水準儀觀測。

②主梁、導梁平面軸線的偏移及橋墩受水平推力發生的偏轉位移可在橋面和橋墩上標記的軸線位置用全站儀觀測，對於水中橋墩的觀測應事先在橋墩兩旁設定觀測點進行縱向位移值觀測。

③靜、動摩擦係數可由千斤頂的頂推力和滑動裝置的支承反力為據進行計算。

6.頂推注意事項

（1）頂推速度不宜太快，一般以15厘米/分鐘為宜。

（2）頂推進行中，因箱梁底板混凝土錯台造成滑塊餵不進去，可餵薄鋼板，因滑道板前端為楔形面，餵鋼板可逐次加厚，每次加厚不超過4~6毫米，過渡長度不小於150毫米，逐漸將箱梁頂起，以餵進滑塊。

（3）滑道板設計宜採用剛度大的結構，防止因箱梁底部不平造成滑道板中間受力兩端翹起，餵不進滑塊。

（4）頂推千斤頂，安全錨要經常調試、維修清洗，保證施工時保持良好工作狀態。

圖3 全橋頂推箱梁頂推工藝順序圖

勞動組織

《柔性台座預製拼裝頂推施工工法》的勞動組織見表1。

材料設備

《柔性台座預製拼裝頂推施工工法》所用的材料與設備見表2。

質量控制

《柔性台座預製拼裝頂推施工工法》的質量控制要求如下：

1.台座鋼軌順直，各橫斷面上軌頂標高偏差應不大於1.0毫米。

2.滑道板表面平整度不大於0.5毫米，側面垂直度不大於2°，不得採用非整體鋼板。

3.滑道板安裝後同一橫斷面上的頂面高差不大於1.0毫米。

4.導梁全長（上、下蓋板）誤差±2毫米，豎向加勁板的間距誤差±0.5毫米，梁高誤差±1.0毫米。各種焊縫符合設計要求。

5.箱梁拼裝後，兩梁段之間的拼裝允許偏差：頂面標高±1毫米，中線±1毫米，平面長度±5毫米；頂推梁段拼裝允許偏差：頂面標高±2毫米，中線±2毫米，平面長度±10毫米。

6.預應力張拉力值符合設計要求，張拉伸長率允許偏差±6%，斷絲滑絲數每束不超過1根，且每斷面不超過鋼絲總數的1%。

7.連續梁頂推到位後，其軸線偏差不大於10毫米，支座頂面高程偏差不大於±5毫米，相鄰縱向支點高差不大於5毫米，同墩兩側支點高差不大於2毫米。

安全措施

採用《柔性台座預製拼裝頂推施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.嚴格遵守各種安全操作規程，機械設備嚴格按照操作規程使用，按規定設定各種安全標誌，安全標誌醒目齊全。

2.進入施工場地人員必須佩戴安全帽，空中作業必須系安全帶。

3.施工時台座下嚴禁站人，台座上機具材料放置牢穩，嚴禁從高空拋擲物體。

4.預應力張拉時，構件兩端不得站人並應設定防護罩。高壓油泵應放在構件端部的兩側兩端設定必要的擋護。

5.操作高壓油泵人員應戴護目鏡，防止油管破裂時或接頭不嚴時噴油傷眼。孔道壓漿時，掌握噴漿嘴的人必須戴護目鏡、穿水鞋、戴手套等防護用品。堵壓漿孔時應站在孔的側面，以防灰漿噴出傷人。

6.遞送滑塊時應注意安全，防止擠傷手牽引裝置附近嚴禁站人，應防止鋼絞線斷裂傷人。

環保措施

《柔性台座預製拼裝頂推施工工法》的環保措施如下：

一、環境保護目標

該工程的環境保護目標是：“兩不破壞”，“三不污染”。

“兩不破壞”一不破壞城市景觀、不破壞城市交通。

“三不污染”一不造成水質污染、不造成空氣污染、不造成噪聲污染。

二、環境保護的管理措施

1.嚴格按照施工總平面布置圖布置臨時設施，不得修建超出規劃範圍以外的建築。

所有臨時設施的修建必須嚴格按照既定的標準和要求進行，不得低於規定的標準。保證臨時設施整齊統一，外表美觀。

2.場地平整，各種水電、排水管線或溝槽布置及搭設符合相關的要求。

3.施工人員駐地每100米間距配置垃圾箱一個，各施工隊及項目部均搭設簡易垃圾站，避免生活垃圾污染周邊環境。

4.對有害物質（如燃料、油料、舊材料、垃圾等）要運至業主和監理工程師認可的地點進行處理，以防泄露，造成對人員的損害。

5.施工沿線的棄碴和剩餘失效的灰砂、混凝土等，選擇合適低洼地堆放、填埋，避免流失污染環境。

6.做好竣工恢復：具體內容包括：清除臨時設施（清除雜物、臨時工棚），各工地居住區的污水溝、糞便及垃圾做好消毒滅菌清除工作，並用淨土填埋、壓實。

7.做好防排水：施工期間始終保持工地的良好排水狀態，修建有足夠泄水斷面的臨時排水泄道，並與永久性排水設施相連線，不形成淤積和沖刷。施工道路頂面表面築成2%的橫坡，以利於排水。

8.施工期生產和生活廢水處理：施工期的水污染主要來自施工人員的生活污水和生產廢水兩部分，由於兩部分廢水的性質不同，擬將其分開處理。考慮到工程各施工部位相距較遠，難以進行集中處理，根據施工場地分布，各駐地內設管線將污廢水集中進行處理的方案。

9.防大氣污染：進入工區的機動車輛消音排煙淨化系統一定要完好。

施工工區內和工地上的道路每天要不定時打掃，適時進行灑水，特殊範圍內的工作人員要戴防塵面罩，控制煙塵與粉塵污染。

運輸車輛配備兩邊和尾部擋板，對易飛揚的物料用篷布覆蓋嚴，且裝料適中，不得超限；車輛輪胎及車外表用水沖洗乾淨，不得污染市區道路。

工地生活垃圾棄置在半密封的池中，定期處理工地設定能沖洗的廁所若干處，派專門的人員清理打掃，並定期對周圍噴藥消毒，以防蚊蠅滋生，病毒傳播。

防止開挖出的泥土被雨水衝散或流溢，衝散的泥漿因擴散面廣不易清除，遇上乾燥天氣容易產生二次揚塵。

工地配置灑水車，根據氣候情況適時灑水，保證施工場地和施工道路濕潤不揚塵。

10.防噪聲污染：施工期間要制定防止噪聲擾民和高考期間防噪聲的具體措施，主要抓好幾點：機械運輸車輛途經居住場所時應減速慢行，不鳴汽喇叭；

適當控制機械動力布置密度，條件允許拉開一定空間、減少噪聲疊加；

合理安排施工作業時間，儘量避開夜間車輛出入頻率；

機械設備振動聲音較大的，要加設消聲罩或消聲管，最大可能減少噪聲的影響；以液壓工具代替氣壓衝擊工具；

採取綜合治理措施，合理安排施工計畫，規定噪聲大、衝擊性強並伴有強烈振動的活動安排在白天進行；把噪聲控制在合理範圍之內白天最大不超過75分貝，夜間控制在45~55分貝之間。

做好現場施工人員的衛生防護工作，如佩戴耳塞等。

效益分析

《柔性台座預製拼裝頂推施工工法》的效益分析如下：

1.該橋採用柔性台座預製頂推，節省成本40萬元，台座拼裝、轉場節省工期40天，預製頂推節省工期80天。

2.廣東韶關五里亭大橋套用該工法，提高了施工速度和質量，榮獲韶關市優質樣板工程。廣州日報、韶關電視台、韶關日報等多家媒體對五里亭大橋的施工給予了跟蹤報導，產生了較好的社會效益。

3.該工法具有較高的套用推廣價值。

註：施工費用以2005-2006年施工材料價格計算

套用實例

《柔性台座預製拼裝頂推施工工法》的套用實例如下：

五里亭大橋位於廣東省韶關市經濟開發區，橫跨武江，主橋長190米，橋面寬33米，跨徑組合為35米+120米+35米，為190米連續箱梁與120米熊貓型集束鋼管拱組合成的剛性梁剛性拱組合結構，其中190米連續箱梁為雙箱單室，分兩幅頂推施工。連續箱梁採用柔性台座預製拼裝頂推法施工，每幅箱梁分六段頂推，每幅總施工工期為78天，平均每段頂推時間13天，最短11天，最大頂推長度37.5米，最大頂推重量6330噸。頂推施工到位後的五里亭大橋，線形準確美觀，定位精確。

榮譽表彰

2008年1月31日，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》建質[2008]22號，《柔性台座預製拼裝頂推施工工法》被評定為2005-2006年度國家一級工法。