桥梁上部结构顶推施工

一、概述

顶推法多应用于预应力钢筋混凝土等截面连续梁桥和斜拉桥梁的施工。梁体在桥头逐段浇筑或拼装，用千斤顶纵向顶推，使梁体通过各墩顶的临时滑动支座面就位的施工方法。

顶推施工是在桥台的后方设置预制施工场地，分节段浇筑梁体，并用纵向预应力筋将浇筑节段与已完成的梁体连成整体，在梁体前安装长度为顶推跨径0.7倍左右的钢导梁，然后通过水平千斤顶施力，将梁体向前方顶推出施工场地。这样分段预制，逐段顶推，待全部顶推就位后，落梁、结构体系转换、更换正式支座，完成桥梁施工。顶推施工的方法可分为单点顶推和多点顶推。

顶推施工主要临时设施及机具设备有：起重机、顶推平台（预制台座）、混凝土拌合楼、混凝土输送泵、导梁（鼻梁）、横向导向（纠偏装置）、辅助墩（临时墩）、顶推设备（顶推千斤顶）、滑动装置等。

（一）顶推法施工特点

1.节省施工用地，工厂化制作，结构整体性好，能保证构件质量。桥梁节段固定在一个场地预制，便于施工管理改善施工条件，避免高空作业；节约劳力，施工安全。

2.由于作业场所限定在一定范围内，可于作业场上方设置顶棚而使施工不受天气影响，全天候施工。

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3.机具设备简便，模板、机具设备可多次周转使用，施工平稳无噪声；无需大型起吊设备、大量的施工脚手架，可不中断交通或通航。可在深谷和宽深河道上的桥梁、高架桥以及等曲率曲线桥、带有曲线的桥和坡桥上采用。

4.连续梁的顶推跨径30~50m最为经济有利，如果跨径大于此值，则需要临时墩等辅助手段。逐段顶推施工宜在等截面的预应力混凝土连续梁桥中使用，也可在组合梁、斜拉桥和拱桥的主梁上使用。

5.不适应多跨变高梁，曲率变化的曲线桥和竖向曲率大的桥梁，受顶推悬臂弯矩的，顶推跨径大于70~80m不经济。顶推过程中需承受反复应力变化，使梁高取值大，临时束多，张拉工序繁琐。随着桥长的增大，施工进度较慢。

（二）顶推施工分类

1.按顶推动力装置的多少分为单点顶推和多点顶推。

2.按动力装置的类别可分为步距式顶推和连续顶推。

3.按施加水平力的方法可分水平+竖向千斤顶法和拉杆千斤顶法。

4.按支承系统可分临时滑道支承装置顶推施工和永久支承装置顶推施工。

5.按顶推方向可分单向顶推和双向（相对）顶推。

6.按箱梁节段的成形方式可分为分段顶推（预制组装、分段顶推）和阶段顶推（逐段制梁、逐段顶推）。

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（三）顶推法施工工序

顶推法施工工序：预制场准备工作-制作模板与安装钢导梁一顶推设备安装一预制节段T张拉预应力筋，顶推预制节段一管道压浆（循环第四~第七步骤）一顶推就位T放松临时预应力筋及拆除辅助设备T张拉后期预应力筋T管道压浆T落梁与更换支座一桥面工程-验收。

二、顶推施工中的施工要点

（一）预制场地

1.宜在预制场地上搭设固定或活动的作业棚，使梁段的施工作业不受天气影响，便于混凝土养护。预制场地长度应考虑梁段悬出时反压段的长度、梁段底板与腹（顶）板预制长度、导梁拼装长度和机具设备材料进入预制作业线的长度；宽度应考虑梁段两侧施工作业的需要。

2.在桥头路基上或引桥上设置预制台座时，预制场必须将地基先辗压密实平整，保证其强度、刚度和稳定性满足顶推施工要求，并釆取排水措施，使其不沉陷、不积水，如地基承载不足时，宜选用桩基础。在荷载作用下，台座顶面的沉降变形应不大于2mm。在平整、密实的地基浇筑混凝土台座，混凝土基础台座尺寸必须满足强度、刚度、稳定性要求，在引桥上的预制台座、临时墩的基础、装配式大梁、横梁、纵梁均应进行设计计算，使台座的强度、刚度（挠度及基础的沉降）和稳定性均符合顶推施工要求。

3.台座的轴线应与桥梁轴线的延长线重合，台座的纵坡应与桥梁的纵坡一致，两轴线间的偏差应不大于5mm；相邻两支承点上台座中滑移装置的纵向顶面高程差应不大于

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2mm;同一支承点上滑移装置的横向顶面高程差应不大于1mm;台座（包括滑移装置）和梁段底模板顶面高程差应不大于2mm。

（二）导梁和临时墩的施工

1.导梁和梁体连接处的刚度应协调，预埋件的连接强度应满足梁体顶推时的受力要求，导梁前端的最大挠度应不大于设计规定。

2.钢梁顶推施工时，导梁与钢梁之间宜采用焊接连接或采用螺栓连接。对钢梁结构的支点和顶推施力点处宜适当加固，并应采取措施防止结构在顶推过程中产生变形。

3.对于跨径大于50m的梁桥宜设置临时墩，设置时应综合桥下交通、通航、工程量、施工难易程度、拆除方案等加以考虑。

4.临时墩应能承受顶推过程中最大的竖直荷载，不应发生沉陷。

5.临时墩在顶推时不得因纵向摩阻力而发生偏斜（必要时，可在墩顶设临时支撑）。为加强临时墩的抗推能力，可用斜拉索或水平拉索锚于永久墩下部或其墩帽，当墩距较小时，可用专用桁架、型钢或钢管相连。

6.临时墩的墩基可采用混凝土浅基础、打入桩或钻孔灌注桩，墩身一般设计成能够重复使用的构件，可采用钢结构、装配式钢筋混凝土结构或现浇钢筋混凝土结构，使之易于装拆。由于钢结构临时墩在荷载作用和温度变化下变形较大，一般较少采用，更多采用的是用滑升模板浇筑的混凝土薄壁空心墩、混凝土预制板、预制板拼砌的空心墩或混凝土板和轻便钢架组成的框架临时墩。

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7.临时墩一般只设置滑道而不设顶推装置，若必须加设顶推装置，应通过计算确定。

8.主航道中临时墩的设计应考虑拆除、清理航道的方案，水下钢管可由潜水员在水下氧割或拆除法兰盘。

9.各联主梁顶推作业完成并落梁到正式支座上以后，应将临时墩拆除。

（三）梁段顶推施工

1.顶推施工前，应根据梁体长度、顶推跨度、桥墩能承受的水平推力、顶推设备和滑动装置等条件，选择适宜的顶推方式。

(1)按顶推动力装置的多少，顶推的方法可分为单点顶推和多点顶推，单点顶推适用于桥台刚度较大、梁体较轻的施工条件，多点顶推适用于桥墩较高、截面尺寸较小的柔性墩的施工条件。

(2)多点顶推又分为多点间断顶推和多点自动连续顶推，一般情况下，宜釆用多点自动连续顶推。

(3)按施加水平力的方法，顶推施工可分为水平+竖向千斤顶法和拉杆千斤顶法。

2.顶推滑道的长度应大于水平千斤顶行程加滑块的长度，宽度应为滑板宽度的1.2~1.5倍,滑动装置的摩擦系数宜经试验确定。滑动装置设置要求如下：

(1)水平+竖向千斤顶顶推方式的滑动装置，一般应由摩擦垫、滑块(支承块)、滑板和滑道组成。

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(2)摩擦垫用氯丁橡胶与钢板夹层制成后，粘附在滑块顶面，其尺寸大小应根据墩顶反力和橡胶板容许承载力计算决定。

(3)支座垫石应遵照设计要求并严格控制顶面标高和平整度。

(4)滑道垫块应保证滑道顶面标高与落梁后梁底面标高一致，滑道平面应为长方形，比滑道尺寸稍大，纵向坡度与桥纵坡保持一致。

(5)滑块是用铸钢和高强度混凝土块制成，其高度不宜小于正式支座的高度，其尺寸不宜小于摩擦垫及其下面的滑板尺寸。

(6)滑板有多种构造，一般宜用硬木板、钢板夹橡胶板等黏聚四氟乙烯板组成。四氟板的面积由最大反力计算决定，并根据梁腹板与底板的承托宽度确定滑板横向宽度、纵向所需滑板块数和滑道长度。

(7)滑道一般可用不锈钢和镀铭钢带包卷在铸钢底层上，铸钢底层应用螺栓固定在支座垫石上。

3.梁段中各项预应力钢材按顶推设计张拉完成后，在顶推前应对顶推设备如千斤顶、高压油泵、控制装置及梁段中线、各滑道顶的标高等进行检验合格，并做好顶推的各项准备工作后，方可开始顶推。

4.采用单点或多点水平千斤顶方式顶推时，实际总顶推力不应小于计算顶推力的2倍；采用单点或多点拉杆方式顶拉时，拉杆的截面积和根数应满足顶拉力的要求，拉锚器的锚固和放松应方便、快捷，设置在各墩顶的反力台应牢固且应满足顶拉反力的要求。多点顶

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推(拉)时，各点的水平千斤顶应同步运行。顶推力可按如下方法进行控制：

(1)单点顶推。由于单点顶推的水平力较集中，所以要求墩台刚度大，梁体重量轻。如果墩台承受水平力的能力不足，且梁体较重时，可以适当考虑采用钢绞线或型钢串联各墩，使之共同承受水平力。单点顶推水平力的施加位置集中于某个桥台或桥墩上，其他墩台顶只设滑道支承。

(2)多点顶推。多点顶推应同步进行，同步包括每个墩上2个顶推设备的同步运行，保证盖梁不受扭，纵向同步运行，也包括各个墩顶推设备。要求每个墩上水平千斤顶施力的大小根据桥墩所受滑动摩擦力大小而确定，做到千斤顶施力与摩擦阻力基本平衡，柔性桥墩基本不受水平力或水平力尽可能小。要求限定总顶推力和总阻力之间的差值，以减小对桥墩的反复冲击。

此外，墩台顶上水平千斤顶的台背必须坚固，应经过计算并能抵抗顶推时的总反力。

5.宜在墩顶上设置导向装置，防止梁体在顶椎过程中产生偏移。顶推过程中，宜对梁体的轴线位置、墩台的变形、主梁及导梁控制截面的挠度和应力变化等进行施工监控；发生异常情况时，应停止顶推，查明原因并进行处理后方可继续施工。主梁被顶推前进时，如梁体中线偏离较大，应按下列要求釆取导向装置纠偏。

（1）导向装置应具有足够的承载力，防止纠偏时损坏。

（2）应在预制台座前第一个支承滑道墩的两旁设置并固定1对纠偏器，在梁的前进方向设置2对纠偏器，2对纠偏装置可视梁的行进交替前移。

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6.顶推时至少应在两个墩上设置保险千斤顶。如遇到顶推故障需采用千斤顶将梁顶高时，最大顶升高度不得大于10mm,起顶的反力值不得大于计算反力的1.1倍。

7.平曲线连续梁顶推施工时，预制台座的平面及梁体均应按设计线形设置成圆弧形；导梁宜设置成直线形，但与主梁连接处应偏转一定角度，使导梁前端的中心落在设计线形的中线上。顶推应使梁体沿圆弧曲线前进。

8.竖曲线连续梁顶推施工时，预制台座的底模板顶面应符合设计竖曲线的曲率；所需水平顶推力的大小，应考虑正负纵坡的影响。

（四）落梁

1.落梁前应按设计规定的顺序，对预应力钢束进行张拉、锚固、压浆。拆除全部临时预应力钢束。拆除墩台上的滑动装置时，梁体的各支点应均匀顶起，其顶力应按设计支点反力的大小进行控制，顶起时相邻墩各顶点的高差不得大于5mm，同墩两侧梁底顶起时高差不得大于1mm。

2.落梁时，应根据设计规定的顺序和每次下落量进行，同一墩台的千斤顶应同步运行；落梁反力的允许偏差为±10%设计反力。

3.永久支座应在落梁前进行安装。

三、顶推施工梁的质量要点及主要检验内容

1.台座和滑道组的中线必须在桥轴线或其延长线上；导梁应在地面试装后，再在台座

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上安装，导梁与梁身必须牢固连接。

2.千斤顶及其他顶推设备在施工前应仔细检查校正，多点顶推必须确保同步；顶推过程中，要设专人观测墩台沉降、墩台纵向位移及梁体的偏位、导梁和主梁挠度等项目，提供观测数据。

3.顶推及落梁程序正确，若梁体出现裂缝，应查明原因，在采取措施后，方可继续顶推。

4.顶推施工梁质量检验项目主要包括梁体轴线偏位、落梁反力和支点高差等内容。

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