铁路钢桁梁顶推架设方案及工程造价分析
【摘 要】铁路钢桁梁跨度大、刚性强、耐久性好，在我国应用广泛。铁路钢桁梁顶推架设作为钢桁梁架设的新方法，在钢桁梁架设施工中运用前景广阔。本文详细介绍刚桁梁顶推架设施工方案及造价分析，以资类似工程参考借鉴。
【关键词】钢桁梁；顶推；造价分析
钢桁梁作为大跨度铁路桥梁主要梁部结构形式，在我国得到广泛应用。从20世纪50年代武汉长江大桥、南京长江大桥到20世纪90年代芜湖长江大桥、再到近年设计时速250-350km/h的高速铁路南京大胜关长江大桥、武汉天兴洲长江大桥、郑州黄河公铁两用桥，主桥均采用钢桁梁桥式结构。传统钢桁梁架设采用架桥机悬臂架设，但对于多孔连续及多孔连接钢桁梁，架桥机架设则存在施工速度满、工期长、高空作业施工不便，危险性大、造价高等不利因素。为了使钢梁拼装达到工厂化施工条件，降低工程造价，降低钢梁架设风险，满足钢桁梁快速施工的要求，郑州黄河公铁两用桥建设者们经过努力，首次实现了大跨度多孔钢桁梁岸边平台标准化拼装，顶推前进，最终达到设计位置，然后落梁就位。既降低了工程造价，又实现安全标准快速施工。现将钢梁顶推架设方案及相关工程造价进行详细介绍。
1 工程简介
郑州黄河公铁两用桥为石武铁路客运专线及河南省规划的中原黄河公路大桥跨越黄河的共用桥梁，桥位距下游京珠高速公路黄河大桥约6km。公路桥南北均与107国道相连接。桥梁总长9176.548m，包括120+5×168+120的六塔连续钢桁梁单索面斜拉桥和120+3×20+120m连续钢桁梁桥及滩地184孔40.7m预应力钢筋混凝土箱梁引桥。公路、铁路为上下层排列，上部为公路桥，下部为铁路桥。
2 顶推施工方案简介
本文所介绍的钢梁第一联采用120+5×168+120m的六塔连续钢桁结合梁斜拉桥。主桥采用无竖杆的三角形桁式，桁高14m，节间间距12m。横向布置为三片桁，中桁垂直，边桁倾斜，倾角为14.036°。下弦桁间距8.5m，桁宽17m，上弦桁间距12m，桁宽24m。上层公路桥面宽32.5m。下层铁路桥面为双线客运专线，线间距7m。主桁杆件采用M30螺栓连接。第一联钢桁梁重25625.8t。
主桥第一联钢桁梁顶推架设是整个工程的难点。主桥第一联采用多点同步顶推方案，因其无铁路纵梁，顶推跨度、顶推总吨位和顶推长度大，施工过程中多点顶推同步性、三桁受力均匀性、墩顶滑道的精确定位及墩旁托架顶推过程的安全性，是顶推方案成功实施的难点。
2.1 施工场地布置及临时设施
1）场地布置
钢桁梁拼装设常规存梁场、拼装场，拼装场至拼装平台设临时便道以便运梁台车通行。
2）钢导梁
为了减轻顶推时悬空部分挠度及配重，钢桁梁顶推前须设置于钢梁连接的导梁。为了减轻钢导梁重量，钢导梁材质选用Q345B钢材。导梁设计如图1所示。
3）拼装平台
第一联钢梁拼装平台位于主桥7#～8#墩之间，下部采用钢管桩基础，桩间设置联结系。基础设置8个支撑墩，各支撑墩间间距均为12m，钢管桩顶设置柱头，摆放分配梁，在分配梁上安装滑道梁，顶面设置4mm厚的不锈钢板滑动面。用横跨拼装支架的65t龙门吊机进行钢桁梁杆件的散拼工作。
4）墩旁支架
1～7#墩墩身两侧布置顶推托架。托架分两部分组成：立柱，滑道梁。托架立柱采用φ1.5m的钢管混凝土，直接支撑于承台上，一个墩旁托架共计6根立柱。一个墩旁顶推托架上设3片滑道梁，与钢桁梁下弦杆中心对应。边滑道梁上设顶推反力座，并形成操作平台，放置连续千斤顶。滑道梁横向通过连接系连接成整体。每个边桁各布置4台YSD500A型竖向起顶千斤顶，中桁布置4台600t竖向起顶千斤顶，1#墩每桁布置4台800t竖向起顶千斤顶。钢桁梁与滑道梁之间设滑块。
每个墩顶边桁滑道梁侧面均设顶推千斤顶，在两侧边桁各布置1台350t水平连续千斤顶顶推，顶推钢绞线固定在钢桁梁外侧的临时外挂结构上。
2.2 总体施工方案
施工步骤：
1）在7～8#墩间设置施工平台支架，拼装65t跨线龙门吊机；
2）在支架上逐节间从前到后连续安装108m长的前导梁；
3）在导梁下部两侧设滑动垫块，安装顶推反力座，在顶推反力座与墩顶设连续顶推千斤顶，顶推前导梁向0#墩方向前行36m；
4）在导梁后面接拼钢桁梁36m，继续向前顶推；
5）重复上述步骤直至钢梁全部顶推到位；
6）依次拆除墩顶滑道梁，进行钢桁梁体系转换并且安装正式支座。
施工方案的特点和优点：
第一联钢桁梁顶推架设的规模及施工难度大，科技含量高；在拼装平台上拼装钢桁梁，能实现工厂化作业；减少高空作业和水上作业，有利保障施工人员生命安全；顶推架设一方面节省了大量的人力、物力和财力，同时同步顶推施工可以实现一次拼装多个节间，满足桥梁现代化施工步伐加快的需要，另一方面施工空间要求低，自动化程度高，工期短，安全可靠性好。
3 顶推方案施工工程造价分析及与悬臂拼装方案造价对比
根据上述造价对比，顶推架设较悬拼架设每吨节约112元。顶推架设25625.8t钢桁梁用时19个月（包含准备时间），而悬拼架设从两端向中间同时架设，则需要21.5个月。较顶推架设工期延长2.5个月，还存在洪水期间临时支墩被河务部门要求拆除的风险（见表1和表2）。
4 结语
本文仅对跨度120+5×168+120m钢桁梁顶推架设进行了介绍、分析，对其他跨度钢桁梁架设可根据具体施工组织设计进行计算。钢梁顶推架设施工方法可以节约投资、减少对河道占用，同时可以规避不可预见的河道清障费用，有效降低安全风险，可以缩短工程施工周期，应用前景广阔。目前郑焦城际铁路黄河桥钢梁架设方法也将采用本方法进行架设。
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