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摘 要：钢拱桥现场组装完成后采用步履式顶推法跨河安装，即在条件较好岸上设置拼装及顶推支架，在河中非航道位置设临时支架，在临时支架上设置步履式顶推设备。顶推过程中的线性控制，应依据设计方案中反力及各点线型数据，设备在各个顶推阶段即时反馈实际载荷，配合监测部门线型数据，每隔一段距离进行一次调节。超出预警值可随时停机，每台设备具备单独调节能力。保证整个顶推过程中，整桥状态与设计方案一致。钢梁顶推到位后，通过各支架上的横向、竖向千斤顶对钢梁整体线形进行微调，最后落梁到位，拆除导梁及撑杆，系杆钢丝张拉，拆除各支架，最后完成钢梁的安装。
关键词：钢拱桥;顶推;施工
1 拼装、顶推组合支架施工
1.1 支架设置
拼装支架需根据跨度、航道或道路净宽要求、钢梁场内制作节段、顶推支架整体受力及钢梁运输等情况最终确定支架数量和间距。
桥面拼装支撑架有两部分组成，一是仅用于桥面拼装的支撑架，二是用于顶推支撑架兼做桥面拼装的支撑架。考虑到顶推支架最大受力情况并非拼装阶段，而是在整桥拼装完成后，顶推顶升阶段。
本文只参考本人施工的项目做介绍，共设置9组临时支架，每组临时支架分为左右两个支撑架。本项目设置桥面拼装支撑架共包括4组拼装支架和5组顶推支架。其中拼装支架采用混凝土基础，顶推支架采用壁厚1 cm以上钢管桩基础，钢管桩深度需根据不同位置地质情况，通过专家论证确定。
1.2 水中支架施工
根据现场情况、航运部门要求、河道泄洪要求等条件设置支架位置和间距，使用打桩船进行钢管桩施工，测量出钢管桩的位置坐标，钢管桩施工使用浮吊船配合打桩船，浮吊船固定位置后，利用振动锤夹住钢管桩进行竖向振动逐渐打入土层，钢管桩入土约为35 m，具体深度根据地质情况获得。
施工过程加强观测，钢管桩偏位不大于10 cm，垂直度不小于0.1%。振动施工应保持钢管竖直;施工应连续，不宜停顿过久，以免土的摩阻力恢复，造成钢管桩打入困难。
1.3 支架预压
支架施工完成后需进行预压及单桩承载力试验，根据预压和试验结果，确定高程预留值，尽量减小地基和支架非弹性变形造成的误差，从而更有利于钢桥整体线形的控制。
采用砂袋或混凝土预制块进行支架堆载预压，以检查支架的承载力是否满足计算要求，并记录其变形值。最大加载重量按主梁及附属设施等自重的1.2倍计。加载及卸载要分级进行。
2 临时导梁和撑杆
2.1 临时导梁
导梁是钢桥临时前伸构件，目的是提前接触到前方支架，尽可能增加受力支架，以减小钢桥对支架承载力的压力，同时增加支架数量，也能增加千斤顶数量，使顶推更加安全稳定。需根据支架间距、支架受力、最大跨径等要求进行自行设计，原则上导梁自重要小，不超过钢桥自重的5%为宜，并报送设计单位进行审核是否满足钢桥前端受力要求。
本项目设计导梁长度30.5 m，宽度与主桥桥面系梁同宽，为27.5 m。两侧系梁采用变截面，与主桥桥面系梁连接位置截面尺寸同桥面系梁，前端变截面处最小截面为1 000 mm。
导梁重点在于与主梁焊接，由于导梁在最前端，与主梁端梁进行焊接，端梁是主要承重部位，结构无法改变。导梁与之连接除顶板与顶板能采用熔透焊外，大部分加劲肋只能采用角焊缝。
建议端梁处出厂前将端梁处顶板、底板、腹板处预留与导梁焊接钢板长度，并错开钢板长度，以免导梁与端梁主要焊缝在一个断面。对导梁熔透焊进行焊缝检测，不低于二级焊缝，并建议模拟导梁最不利工况及最大挠度进行受力加载试验。
2.2 临时撑杆
针对下承式系杆拱桥，建议顶推之前不进行系杆张拉，以免顶推过程在各种力作用下造成系杆受力不均，为保证顶推过程中拱肋的临时稳定，在临时支撑拆除前，在拱肋和系梁之间设置临时加强撑杆。
撑杆一般尽量采用整体结构，如大直径钢管，需要自行设计并报设计同意，重点在于撑杆与拱肋、系梁连接处的接头，建议采用栓式活连接，以便应对顶推过程的拱肋和系梁之间的部分变形及便于拆除。
3 顶推设备
3.1 步履式顶推装备
本项目顶推设备采用上海同新的设计产品，构造如下：其顶升油缸安装于下部结构内，支撑在顶推支架顶面，下部结构和上部结构之间设置四氟乙烯板和不锈钢板保证顶推滑动，顶推时顶升油缸和下部结构相对于支架保持不动。通过循环操作使钢拱桥在顺桥向、竖向、横桥向分别进行移动、顶升或调整，从而保证钢拱桥顶推到位后的整体线性。设备分别布设在顶推支架上面，每组顶推支架上各布置一组千斤顶系统，千斤顶前后设置钢垫梁。
3.2 设备安装
3.2.1 安装要点
①设备的位置须经过测量复核，根据钢拱桥系梁中线数据，指定设备安装位置（四个顶升油缸的底脚位置）。
②所有同侧设备的中线必须在一条直线上面，且与钢拱桥系梁中线平行;安装好之后，由检测单位复核。
③调整上部顶推梁，使得上部顶推梁在设备的中心位置，夹紧横向调整机构，使得上部顶推梁被两侧的导向油缸夹紧，只能沿順桥向前进和后退。
④油泵系统和千斤顶系统要提前进行调试，务必做到同步顶升、下降与推进。其中油泵系统易受天气温度影响，务必每天顶推前进行千斤顶统一升降调试。
4 顶推施工
4.1 顶推施工难点
（1）钢拱桥跨越航道施工，施工进度和施工安全受天气、航运等不利条件影响较大。
（2）多组千斤顶设备同步进行，对电脑系统整体协调性要求较高。
（3）顶推千斤顶施力于钢拱桥底部，对于钢梁底板和腹板焊接质量和受力要求较高。 4.2 顶推施工流程
采用步履式顶推钢拱桥施工，在多组顶推支架上布置顶推设备，采用多组千斤顶同步顶推循环作业完成钢拱桥安装。
顶推施工工艺流程：
（1）竖向油缸顶升，钢梁脱空。
（2）纵移油缸加载，多台设备同步向前推动钢梁纵移，横向纠偏油缸根据要求纠偏。
（3）纵移到位，竖向油缸卸载，钢梁落到设备前后钢垫梁上。
（4）竖向油缸完全卸载，纵移油缸空载回行程。
（5）纵移油缸回到初始位置，准备下一轮顶推。
4.3 顶推注意事项
（1）施工前与设计、分包等单位沟通，确定顶推过程各千斤顶的竖向力、 水平顶推力等数据。
（2）正式顶推前，应进行设备同步调试和试顶推，确保油泵、油管、线路、电脑系统等在顶推过程中正常运转。
（3）在温度稳定、温差波动不大的情况下进行钢拱桥节段焊接，以免温差造成节段变形，影响合拢段的最终梁长确定。
（4）顶推竖向力应尽量作用于钢梁腹板上，可根据具体图纸，考虑在腹板内增设临时肋板，以应对钢梁腹板集中受力可能造成变形等情况。
（5）顶推过程，派专职人员检查支架、导梁、撑杆及拱桥本身，如支架、导梁等构件有开焊、变形、松动等情况发生时，应立即停止顶推作业，并分析原因，采取补救措施。
4.4 顶推控制要点
（1）根据各顶推点竖向力，估算水平摩阻力并采用试顶推进行验证。
（2）顶推过程若顶推力急剧增大，应及时停止顶推并检查分析原因，重点检查顶推支架是否变形及滑动面是否光滑。
（3）每顶推1 m，测量人员需进行位移观测，包括中线偏移、水平和竖向位移，位移偏差较大需停止顶推，用千斤顶及时调整。
（4）顶推速度不宜过快，以便进行测量观测和位移调整。
5 钢拱桥线形控制
顶推施工过程中，钢拱桥线形控制非常重要，通过控制竖向、横向千斤顶进行竖向、横向线形调整。
5.1 钢拱桥安装偏差
5.2 避免中线偏位措施
（1）每次顶推前，应仔细检查电脑系统和各支架千斤顶，确保两侧钢拱桥同步顶推，并记录每组前进位移和相对应的顶推力，作为后续顶推数据分析。
（2）在钢拱桥前端和尾端顶面设中线位移观测点。钢拱桥拼装完成后，在钢拱桥底面每隔1 m设置标线，以便观测人员能观测梁体两侧前进是否同步。
（3）钢拱桥顶推前需设置限位装置，防止位移偏差过大，造成后期位移调整困难。通过横向千斤顶对钢梁进行横向调节，纠正出现的位移偏差。
5.3 调整中线偏差措施
顶推中如果出现中线偏差，应该暂停顶推施工，进行纠偏，每组顶推设备设置 4 个横向千斤顶，进行横向纠偏。纠偏后再进行测量观测，直到满足要求为止。
5.4 桥形控制
一般钢桥梁都带有纵曲线，由于顶推过程支架高程不变，每前进1 m，梁底高程都会发生1.5 cm左右的变化（具体依据图纸），如果不提前考虑钢梁前进过程造成的高程变化，会出现千斤顶扬程不够及钢垫梁脱空造成支架受力不均等风险。
需提前根据最大高程差选用合适的千斤顶，并在支架钢垫梁处设置可调节钢垫块，由于钢板自重大，调高程需块数较多，建议使用壁厚较大的缸筒支墩，上下加焊钢板以增大受力面積。计算好每前进1 m高程需调节的高度，派专人监控调节过程是否按照计算数据进行。
6 落梁施工
落梁选择在墩顶盖梁上，主桥的支座位置设置千斤顶，由于主桥桥面及拱肋重量较重，每个支座位置选用4台320 t液压千斤顶进行落梁操作，在支座上设置保险垛。
落梁前的准备工作：
（1）拆除导梁。
（2）拆除步履式顶推设备。
（3）安装落梁千斤顶及垫梁。
就落梁的步骤及工序的重点对作业人员进行交底和培训，使施工人员明确直到其职责。落梁由专人统一指挥，各位置施工人员使用对讲机沟通，听从指令步骤统一，确保每组千斤顶能同时顶进、退回。落梁过程中派专人检查梁体情况，一旦出现较大偏差或梁体的倾斜要立即停止施工，及时采取措施。
钢桥一般自重较大，如果落梁到位后偏差较大，则不利于后期调整，应加强落梁过程中位移偏差的检测，有问题及时采取措施。
控制梁位偏差措施如下：
（1）落梁前定出梁端位置横线及支座底部轮廓线，在梁端位置横线上定出梁底部边缘的点，以便校正梁的位置。
（2）使用靠尺在两侧梁端腹板检查梁的垂直度，若梁体倾斜应通过调整垫梁高度调节。
（3）为防止在落梁过程中发生梁体横向位移，左右两侧需保证所有千斤顶同步作业，并且顶的高程要在一个高度上。
（4）为防止在落梁过程中发生梁体纵向偏移，落梁高差较大时，梁体须交替落梁，至前后梁端高程差达到一个顶升行程时，调整一端先准确落在已经安装的球形支座上，并使用限位装置，保证该梁端无位移，再落另一端。
（5）必须均匀对称布置千斤顶。千斤顶底部须放置厚钢板以增大受力面积，减小对盖梁的局部应力，千斤顶与上下钢板之间增设薄橡胶垫等防滑措施，防止千斤顶与钢板产生相对滑动。
（6）梁体须交替落梁，严禁两端梁体同时起落，先一端落在垫梁上位置准确无误后，再进行另一端的落梁工作。千斤顶的实际行程不应超过额定行程。
（7）落梁作业必须控制施工速度，在无雨和无大风的白天进行，严禁在恶劣天气和晚间进行施工。
7 结束语
钢桥步履式顶推是近些年发展起来的施工工艺，得益于先进的计算机控制系统及设备，对于有不断交、不断航要求的项目有其先进性。同时场内制作、现场拼装、整体安装也属于桥梁装配式施工的案例。后续施工及技术发展还有很大提升空间，希望通过不断实践和摸索，能发展出更为先进的设备及施工工艺。
参考文献：
[1]JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范[S].2011.
[2]路桥施工计算手册[M].人民交通出版社，2012.
[3]GB/T714-2015桥梁用结构钢[S].2016.
[4]《钢结构制作、涂装及桥面铺装技术要求》上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，2017.
关键词：钢拱桥;顶推;施工
1 拼装、顶推组合支架施工
1.1 支架设置
拼装支架需根据跨度、航道或道路净宽要求、钢梁场内制作节段、顶推支架整体受力及钢梁运输等情况最终确定支架数量和间距。
桥面拼装支撑架有两部分组成，一是仅用于桥面拼装的支撑架，二是用于顶推支撑架兼做桥面拼装的支撑架。考虑到顶推支架最大受力情况并非拼装阶段，而是在整桥拼装完成后，顶推顶升阶段。
本文只参考本人施工的项目做介绍，共设置9组临时支架，每组临时支架分为左右两个支撑架。本项目设置桥面拼装支撑架共包括4组拼装支架和5组顶推支架。其中拼装支架采用混凝土基础，顶推支架采用壁厚1 cm以上钢管桩基础，钢管桩深度需根据不同位置地质情况，通过专家论证确定。
1.2 水中支架施工
根据现场情况、航运部门要求、河道泄洪要求等条件设置支架位置和间距，使用打桩船进行钢管桩施工，测量出钢管桩的位置坐标，钢管桩施工使用浮吊船配合打桩船，浮吊船固定位置后，利用振动锤夹住钢管桩进行竖向振动逐渐打入土层，钢管桩入土约为35 m，具体深度根据地质情况获得。
施工过程加强观测，钢管桩偏位不大于10 cm，垂直度不小于0.1%。振动施工应保持钢管竖直;施工应连续，不宜停顿过久，以免土的摩阻力恢复，造成钢管桩打入困难。
1.3 支架预压
支架施工完成后需进行预压及单桩承载力试验，根据预压和试验结果，确定高程预留值，尽量减小地基和支架非弹性变形造成的误差，从而更有利于钢桥整体线形的控制。
采用砂袋或混凝土预制块进行支架堆载预压，以检查支架的承载力是否满足计算要求，并记录其变形值。最大加载重量按主梁及附属设施等自重的1.2倍计。加载及卸载要分级进行。
2 临时导梁和撑杆
2.1 临时导梁
导梁是钢桥临时前伸构件，目的是提前接触到前方支架，尽可能增加受力支架，以减小钢桥对支架承载力的压力，同时增加支架数量，也能增加千斤顶数量，使顶推更加安全稳定。需根据支架间距、支架受力、最大跨径等要求进行自行设计，原则上导梁自重要小，不超过钢桥自重的5%为宜，并报送设计单位进行审核是否满足钢桥前端受力要求。
本项目设计导梁长度30.5 m，宽度与主桥桥面系梁同宽，为27.5 m。两侧系梁采用变截面，与主桥桥面系梁连接位置截面尺寸同桥面系梁，前端变截面处最小截面为1 000 mm。
导梁重点在于与主梁焊接，由于导梁在最前端，与主梁端梁进行焊接，端梁是主要承重部位，结构无法改变。导梁与之连接除顶板与顶板能采用熔透焊外，大部分加劲肋只能采用角焊缝。
建议端梁处出厂前将端梁处顶板、底板、腹板处预留与导梁焊接钢板长度，并错开钢板长度，以免导梁与端梁主要焊缝在一个断面。对导梁熔透焊进行焊缝检测，不低于二级焊缝，并建议模拟导梁最不利工况及最大挠度进行受力加载试验。
2.2 临时撑杆
针对下承式系杆拱桥，建议顶推之前不进行系杆张拉，以免顶推过程在各种力作用下造成系杆受力不均，为保证顶推过程中拱肋的临时稳定，在临时支撑拆除前，在拱肋和系梁之间设置临时加强撑杆。
撑杆一般尽量采用整体结构，如大直径钢管，需要自行设计并报设计同意，重点在于撑杆与拱肋、系梁连接处的接头，建议采用栓式活连接，以便应对顶推过程的拱肋和系梁之间的部分变形及便于拆除。
3 顶推设备
3.1 步履式顶推装备
本项目顶推设备采用上海同新的设计产品，构造如下：其顶升油缸安装于下部结构内，支撑在顶推支架顶面，下部结构和上部结构之间设置四氟乙烯板和不锈钢板保证顶推滑动，顶推时顶升油缸和下部结构相对于支架保持不动。通过循环操作使钢拱桥在顺桥向、竖向、横桥向分别进行移动、顶升或调整，从而保证钢拱桥顶推到位后的整体线性。设备分别布设在顶推支架上面，每组顶推支架上各布置一组千斤顶系统，千斤顶前后设置钢垫梁。
3.2 设备安装
3.2.1 安装要点
①设备的位置须经过测量复核，根据钢拱桥系梁中线数据，指定设备安装位置（四个顶升油缸的底脚位置）。
②所有同侧设备的中线必须在一条直线上面，且与钢拱桥系梁中线平行;安装好之后，由检测单位复核。
③调整上部顶推梁，使得上部顶推梁在设备的中心位置，夹紧横向调整机构，使得上部顶推梁被两侧的导向油缸夹紧，只能沿順桥向前进和后退。
④油泵系统和千斤顶系统要提前进行调试，务必做到同步顶升、下降与推进。其中油泵系统易受天气温度影响，务必每天顶推前进行千斤顶统一升降调试。
4 顶推施工
4.1 顶推施工难点
（1）钢拱桥跨越航道施工，施工进度和施工安全受天气、航运等不利条件影响较大。
（2）多组千斤顶设备同步进行，对电脑系统整体协调性要求较高。
（3）顶推千斤顶施力于钢拱桥底部，对于钢梁底板和腹板焊接质量和受力要求较高。 4.2 顶推施工流程
采用步履式顶推钢拱桥施工，在多组顶推支架上布置顶推设备，采用多组千斤顶同步顶推循环作业完成钢拱桥安装。
顶推施工工艺流程：
（1）竖向油缸顶升，钢梁脱空。
（2）纵移油缸加载，多台设备同步向前推动钢梁纵移，横向纠偏油缸根据要求纠偏。
（3）纵移到位，竖向油缸卸载，钢梁落到设备前后钢垫梁上。
（4）竖向油缸完全卸载，纵移油缸空载回行程。
（5）纵移油缸回到初始位置，准备下一轮顶推。
4.3 顶推注意事项
（1）施工前与设计、分包等单位沟通，确定顶推过程各千斤顶的竖向力、 水平顶推力等数据。
（2）正式顶推前，应进行设备同步调试和试顶推，确保油泵、油管、线路、电脑系统等在顶推过程中正常运转。
（3）在温度稳定、温差波动不大的情况下进行钢拱桥节段焊接，以免温差造成节段变形，影响合拢段的最终梁长确定。
（4）顶推竖向力应尽量作用于钢梁腹板上，可根据具体图纸，考虑在腹板内增设临时肋板，以应对钢梁腹板集中受力可能造成变形等情况。
（5）顶推过程，派专职人员检查支架、导梁、撑杆及拱桥本身，如支架、导梁等构件有开焊、变形、松动等情况发生时，应立即停止顶推作业，并分析原因，采取补救措施。
4.4 顶推控制要点
（1）根据各顶推点竖向力，估算水平摩阻力并采用试顶推进行验证。
（2）顶推过程若顶推力急剧增大，应及时停止顶推并检查分析原因，重点检查顶推支架是否变形及滑动面是否光滑。
（3）每顶推1 m，测量人员需进行位移观测，包括中线偏移、水平和竖向位移，位移偏差较大需停止顶推，用千斤顶及时调整。
（4）顶推速度不宜过快，以便进行测量观测和位移调整。
5 钢拱桥线形控制
顶推施工过程中，钢拱桥线形控制非常重要，通过控制竖向、横向千斤顶进行竖向、横向线形调整。
5.1 钢拱桥安装偏差
5.2 避免中线偏位措施
（1）每次顶推前，应仔细检查电脑系统和各支架千斤顶，确保两侧钢拱桥同步顶推，并记录每组前进位移和相对应的顶推力，作为后续顶推数据分析。
（2）在钢拱桥前端和尾端顶面设中线位移观测点。钢拱桥拼装完成后，在钢拱桥底面每隔1 m设置标线，以便观测人员能观测梁体两侧前进是否同步。
（3）钢拱桥顶推前需设置限位装置，防止位移偏差过大，造成后期位移调整困难。通过横向千斤顶对钢梁进行横向调节，纠正出现的位移偏差。
5.3 调整中线偏差措施
顶推中如果出现中线偏差，应该暂停顶推施工，进行纠偏，每组顶推设备设置 4 个横向千斤顶，进行横向纠偏。纠偏后再进行测量观测，直到满足要求为止。
5.4 桥形控制
一般钢桥梁都带有纵曲线，由于顶推过程支架高程不变，每前进1 m，梁底高程都会发生1.5 cm左右的变化（具体依据图纸），如果不提前考虑钢梁前进过程造成的高程变化，会出现千斤顶扬程不够及钢垫梁脱空造成支架受力不均等风险。
需提前根据最大高程差选用合适的千斤顶，并在支架钢垫梁处设置可调节钢垫块，由于钢板自重大，调高程需块数较多，建议使用壁厚较大的缸筒支墩，上下加焊钢板以增大受力面積。计算好每前进1 m高程需调节的高度，派专人监控调节过程是否按照计算数据进行。
6 落梁施工
落梁选择在墩顶盖梁上，主桥的支座位置设置千斤顶，由于主桥桥面及拱肋重量较重，每个支座位置选用4台320 t液压千斤顶进行落梁操作，在支座上设置保险垛。
落梁前的准备工作：
（1）拆除导梁。
（2）拆除步履式顶推设备。
（3）安装落梁千斤顶及垫梁。
就落梁的步骤及工序的重点对作业人员进行交底和培训，使施工人员明确直到其职责。落梁由专人统一指挥，各位置施工人员使用对讲机沟通，听从指令步骤统一，确保每组千斤顶能同时顶进、退回。落梁过程中派专人检查梁体情况，一旦出现较大偏差或梁体的倾斜要立即停止施工，及时采取措施。
钢桥一般自重较大，如果落梁到位后偏差较大，则不利于后期调整，应加强落梁过程中位移偏差的检测，有问题及时采取措施。
控制梁位偏差措施如下：
（1）落梁前定出梁端位置横线及支座底部轮廓线，在梁端位置横线上定出梁底部边缘的点，以便校正梁的位置。
（2）使用靠尺在两侧梁端腹板检查梁的垂直度，若梁体倾斜应通过调整垫梁高度调节。
（3）为防止在落梁过程中发生梁体横向位移，左右两侧需保证所有千斤顶同步作业，并且顶的高程要在一个高度上。
（4）为防止在落梁过程中发生梁体纵向偏移，落梁高差较大时，梁体须交替落梁，至前后梁端高程差达到一个顶升行程时，调整一端先准确落在已经安装的球形支座上，并使用限位装置，保证该梁端无位移，再落另一端。
（5）必须均匀对称布置千斤顶。千斤顶底部须放置厚钢板以增大受力面积，减小对盖梁的局部应力，千斤顶与上下钢板之间增设薄橡胶垫等防滑措施，防止千斤顶与钢板产生相对滑动。
（6）梁体须交替落梁，严禁两端梁体同时起落，先一端落在垫梁上位置准确无误后，再进行另一端的落梁工作。千斤顶的实际行程不应超过额定行程。
（7）落梁作业必须控制施工速度，在无雨和无大风的白天进行，严禁在恶劣天气和晚间进行施工。
7 结束语
钢桥步履式顶推是近些年发展起来的施工工艺，得益于先进的计算机控制系统及设备，对于有不断交、不断航要求的项目有其先进性。同时场内制作、现场拼装、整体安装也属于桥梁装配式施工的案例。后续施工及技术发展还有很大提升空间，希望通过不断实践和摸索，能发展出更为先进的设备及施工工艺。
参考文献：
[1]JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范[S].2011.
[2]路桥施工计算手册[M].人民交通出版社，2012.
[3]GB/T714-2015桥梁用结构钢[S].2016.
[4]《钢结构制作、涂装及桥面铺装技术要求》上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，2017.