简单介绍顶推法的顶推技术施工
关键词：既有线跨铁路桥梁,顶推法,施工
0前言
现今在跨铁路桥梁的施工过程中，面临的施工问题重点是既有线铁路运营和工程施工过程中的相互影响。如何在施工过程中更好的控制这种影响的范围， 确保铁路运营和工程施工安全显得尤为重要。其中面临的问题主要有两方面：其一由于跨铁路桥梁施工过程中对既有线铁路的影响是不可避免的，主要表现在：在开 挖桥梁基础的过程中，有可能影响到既有线铁路的基础；施工中使用的设备可能侵占既有铁路的线路限界，在跨越既有线铁路的施工过程中，如有物体坠落会直接威 胁到接触网线以及列车的行驶安全。其二既有线铁路上行驶的列车对跨铁路桥梁施工工程结构以及对施工过程的影响，主要表现在：高速行驶的列车产生的气流对附 近的结构设施和设备以及施工人员产生的作用力；既有线铁路的接触网线和支架对桥梁施工产生的影响。因此，为了将施工成本和安全隐患降到最低，在确定施工方 案之前应该综合多方面因素的影响，进而确定施工方案。经过对我国大量跨铁路桥梁的研究表明，顶推法施工是能将施工中的安全隐患降至最低的行之有效的施工方 法。
1顶推法施工的工作原理及施工特点
1.1顶推法施工原理：沿桥纵轴方向的台后设置预制场，分阶段预制梁体，纵向预应力筋张拉后，通过水平千斤顶施力，借助滑道、滑块，将梁逐段向 前顶推，就位后落梁，更换正式支座。其施工主要是通过千斤顶施加水平推力，借助滑道或者是滑块将预制梁逐段或者是整段的向前顶推，就位后落梁，然后将临时 支座更换为正式支座。
另外顶推法施工起源于钢桥拖拉架设法，是以千斤顶的使用取代了卷扬机和滑车，改善了由于卷扬机和滑车组启动时造成的冲击；以滑板、滑道代替滚筒，避免了因为滚筒的线点支撑作用引起的应力集中问题，保证了薄壁箱梁式结构的曲折安全。
1.2施工特点
（1）机具设备简单轻巧，无需大型起吊设备；
（2）节省施工用地，工厂化的制作模式，便于管理保证构件质量，；
（3）模板可周转使用，节约资金；
（4）节约劳动力，施工期间对桥下列车的行驶安全影响小，安全系数较高；
（5）适应于连续梁、结合梁（桥面板）、简支梁、拱桥（桥面纵梁，斜拉桥（主梁））等结构。
（6）施工过程中对既有线铁路的影响较小；
（7）顶推施工过程中由于截面正、负弯矩的交替变化，因此需要较多的临时墩位，主体结构工程的工程量也因此较大；
（8）受到顶推悬臂弯矩的影响限制，顶推跨径大于70~80m时不经济；
（9）顶推过程中的反复应力，使得桥梁梁高取值加大，临时束多，张拉工序繁琐复杂；
（10）随着桥的长度的不断加长，施工进度变得缓慢，施工工期也随之变长。
2顶推法的施工工序
顶推法的施工工序主要分为三个步骤：①预制，在桥轴线的端部设置预制厂制梁；②顶推，待预制梁体的混凝土强度达到标准后，将预制好的梁底部安装 上拉锚器，利用钢绞线连接拉锚器和千斤顶，将制好梁台座的梁体在滑道上整体不断顶推系梁前行；③支座的安装，梁就位后，整体顶梁，并安装正式支座。具体施 工工序如下：
3顶推施工方法的分类
3.1单点顶推：一对顶推装置集中在桥台上或者是某一桥墩，其他的墩台上只设置滑道。顶推力要求大。如图所示：
单点顶推时集中顶推力H需满足H＞∑Ri（fi±αi），梁体才能移动。式中Ri为第i个桥墩滑道的瞬时支反力，fi为各支点相应的摩擦系数，α为桥梁纵坡坡率，上坡顶推“＋”，下坡顶推为“－”。
另外，由于单点顶推存在一个严重的缺点，那就是在顶推的前期和后期，垂直的千斤顶顶部同梁体之间的摩擦力不能带动梁体前移，必须依靠辅助动力才 能完成顶推。此外，单点顶推施工中，对于没有设置水平千斤顶的高墩，尤其是柔性墩在水平力的作用下会产生较大的墩顶位移，甚至威胁到结构的安全。所以一般 情况下，单点顶推技术只适用于桥台刚度大，梁体轻的施工条件。
3.2多点顶推：是在沿桥轴线方向的墩台后面开辟预制场地，然后将预制好的系梁底部安装上拉锚器，利用钢绞线连接拉锚器和千斤顶，将制好梁台座 的梁体在滑道上整体不断顶推系梁前行，就位后落架，最后更换正式的支座完成桥梁的施工。顶推时∑Fi＞Ri（fi±αi），梁体才能移动。式中Fi为第i 个桥墩千斤顶所施加的力，Ri为第i个桥墩滑道的瞬时支反力。
3.3水平—竖直千斤顶法：是由水平千斤顶和竖向千斤顶交互使用而产生顶推力使梁体前移。
3.4拉杆千斤顶法：是由固定在墩台上的水平张拉千斤顶，通过张拉锚定在主梁上的拉杆而使得梁体前移（如下图所示）。
4.顶推法施工技术
4.1制梁台座及临时墩位的布置
制梁台座及临时墩位主要布置在主桥和引桥线路位置上，而且布置的永久墩和临时墩主要是用来作为桥梁箱梁的支撑和顶推时的平台使用。布置临时墩位 时，其主要是以刚性墩为主，基础采用钻孔桩及钢筋混凝土承台，而受力杆件主要是采用钢管柱。为了提高临时墩的稳定性，防止临时墩在箱梁顶推过程中产生较大 的水平位移，保证顶推的安全，一般将临时墩与相邻的主桥墩和制梁台座进行撑拉连接，并用水平或者斜拉钢绞线束临时加固。
临时墩与主墩的位置关系
4.2预制梁顶推施工技术
4.2.1预制梁的技术要求：底板平整，且具有一定的刚度和硬度；严格控其钢筋、预应力筋孔道、预埋件的位置；控制其混凝土的浇筑质量并尽量采用机械化拆装浇筑模板。
减少顶推施工时的内力措施：①主梁前段需设置导梁；②跨中设置临时墩，缩小顶推的跨径（至40~60m）；③桥墩顺桥方向设置临时支撑架，缩小 顶推的跨径；④主梁前段设置临时塔架，以斜缆索系于梁上锚固；⑤当中孔的跨径较大时，又没有办法设置临时墩时，则由单项顶推变为双向顶推。
4.3滑道的设计与布置
滑道是由临时墩位上的垫梁、滑道和滑板组成的。临时墩上的垫梁是用钢板焊接而成的箱形简支梁，其两端是支撑到钢管临时墩上的，主要是承受滑道传 递的荷载。在进行滑道的设置时，其主要依据是箱梁腹板结构的特点及顶推跨度的布置，一般将滑道设置于箱梁纵向腹板的位置处。滑块主要是采用国产的四氟乙烯 滑块，而为了减小顶推摩擦系数，可以在滑块上涂上耐久、耐摩擦的硅脂油。
4.4前后导梁的设置
需要设置前后导梁主要是根据顶推跨度的布置形式而定的，导梁的长度一般为顶推跨径的0.6~0.7倍。若导梁长，则可减少主梁悬臂负弯矩，但是 过长则会导致导梁与箱梁的接头处负弯矩和支反力的相应增加；导梁过短，则会增加主梁的施工负弯矩。因此合理的导梁长度应使主梁最大悬臂负弯矩和营运阶段的 支点负弯矩基本相近。另外，前后导梁的设计与布置需要根据具体的工程进行，但必须在设计与布置过程中确保其自身及空间结构的稳定。
4.5滑动装置的设置
滑道一般采用单滑道板形式，滑道板为一整块钢板，并置于滑道垫块的钢架上，这种滑道能很好地承受各个方向的作用力，而且其标高容易控制，拆除比较方便。
4.6顶推的动力装置的设置
顶推动力主要包括千斤顶、高压油泵、拉杆、顶推锚具组成，顶推动力一般是通过水平千斤顶或者自动连续千斤顶及其配套设施作为动力装置。施工中主 要顶推千斤顶的布置是采用分级调压、集中控制技术来进行的，并需要保证桥墩承受的水平力在设计范围内。但是，因为在顶推的过程中需要克服的静摩擦力较大， 因此，必须布置两台备用的顶推千斤顶。
5保证跨铁路桥梁施工的安全措施
5.1搞好施工安全预防措施，防患于未然
首先应该系统的对进入施工场地的施工人员进行一次针对工程施工特点的安全技术培训，明确工作职责、区域、防护区域等等；
其次制定和采取的施工方案首先应该得到铁路有关部门的批复，并严格按照铁路有关规定申请施工封锁和列车慢行计划，然后同相关的施工单位签订施工安全责任书，确保工程安全顺利的施工；
最后各工种之间的安全技术工作应该严格执行现行的有关安全规则，在铁路附近施工期间，建好值班棚和夜间施工照明设施，在施工地段上、下行来车前 方各设一名专业防护员，24小时值班，对超过围护墙的任何施工情况提出警示，对列车接近施工地段发出警告。对无关人员进入施工现场和铁路线路进行劝离，确 保行车、人身安全。
5.2跨铁路现浇梁施工封锁的安全措施
首先，封锁前向施工人员做详细的封锁内容和要求交底，并充分准备好劳动力、机具和材料，并向当地的铁路调度处申请，经批准并取得施工命令后即可 开始施工。收到铁路部门的封锁命令之后，按照相关规定设置移动的停车信号牌、设防护人员。封锁期间要集中劳动力、机械设备等，高效安全的完成封锁任务。在 封锁开通之前，首先要拆除移动停车信号牌和响墩，然后再向车站取消封锁命令。
其次，对各类封锁施工，都必须认真做好施工前的准备工作，集中力量，快速、优质地完成封锁时间内的各项施工作业，按计划准时封锁线路恢复到规定的技术标准，确保运输安全畅通。并且坚持项目经理的统一指挥，明确施工步骤以保证施工井然有序的进行。
最后，封锁施工的开始和结束均是由项目经理根据调度命令和实际的施工进度决定，施工队伍的进场时间也是根据封锁前准备工作的繁简决定的。另外封锁和施工均需要电务等相关单位配合，所以在施工前需事先与有关单位联系协调工作，确保封锁期间的施工工作顺利有序的进行。
5.3铁路隔离栏栅之内营业线上施工安全措施
铁路行车线禁止未封锁就进行桩基础施工，铁路隔离栏栅开口管理必须符合有关安全规定。行车上作业时必须要有联络员进驻车站，及时报告来车情况， 施工现场则需要根据实际情况并结合驻站联络员报告进行施工和设置防护。如若施工危及行车安全，必须要对线路进行局部封锁才能开始施工，并且禁止在没有绝缘 抽成的有轨道电路的行车上作业，避免由于金属器具从绝缘接头上拖过而造成的红光带。信号机或者箱连线、电缆等信号设备需在电务人员在场指导方可进行操作。 另外严禁在行车时爬上或者跳下，并且各个机电设备须有可靠的安全防护措施和防护装置，严禁非专业操作人员操作使用。
5.4现浇梁的施工安全措施
各个施工地点的脚手架的搭设及平台必须保证牢靠，不得出现探头板或者搭接不良的不安全情况发生，使用前应该经由安全员检查认可之后方可投入使 用。脚手架搭设完成后需在外侧按照要求挂安全防护网，并且为了保证临时爬梯的安全，爬梯底部也应挂设一层安全防护网。在拆除脚手架时，禁止无关的人员的靠 近，以免造成伤害，拆除要按照由上而下的顺序，不准出现同步作业情况。
5.5高空作业安全措施
凡是在坠落高度基准面2米以上有可能坠落的高处进行作业的工作人员，一定要落实其安全技术措施和人身的防护用品，并明确高处作业施工中的安全标 志、仪表、设备等检查工作。在施工过程中所有有可能坠落的物件，一律都要进行撤出或者是加固，并及时清除施工过程中产生的废料余料等。严禁从梁上或者平台 上向下扔抛掷和传递物件。在列车行驶过程中一定要对施工过程中的工作人员做好安全防护工作，防止由于高速行驶的列车产生的气流对人员造成不必要的伤害。
参考文献
[1]卫红发.多支点顶推技术在跨铁路桥梁施工中的应用[J].铁道建筑,2011(07).
[2]赵亮.跨线铁路桥梁施工安全问题的探讨[J].科技创新导报,2011(11).
[3]李阳春.如何搞好告诉铁路跨线桥梁施工安全问题的探讨[J].科技创新导报,2012(02).
[4]刘东.跨越既有高速铁路桥梁施工方案及防护设计研究[J].桥梁建设,2010(06)
[5]尹平.山区高速公路施工安全问题的原因分析及对策研究[J].中外公路,2007(02).