高 岗
上海绿地建设(集团)有限公司 上海 200080
摘 要：针对大跨度钢桥整体液压滑移施工技术的应用现状，结合多案例进行综合分析。本文通过介绍不同类型的四种大跨度钢桥的施工技术，详细介绍整体液压滑移施工技术结合履带吊、浮船、桩基的应用优势、应用特点与应用要点；较为详细地对项目中的重点、难点、工艺特点、施工技术等进行阐述。对类似工程因地制宜的工艺技术选择、成本控制等具有较高的借鉴价值。希望能给重量重、跨度大的不同类型钢结构桥跨越障碍物施工提供有益的参考。
关键词：“抛物线形”步履式顶推滑移、两浮船换手+轨道滑移、“圆弧形”轨道滑移、“T”形滑道滑移。
0引言
随着国内城市建设的发展，城市新建道路需跨高速、跨河、跨高铁等构筑物施工已是普遍现象；此类工况，对施工技术、工艺、机具等提出了更高要求。本文通过完全不同类型的四项钢结构桥梁安装工艺实例，分别阐述传统吊装工艺与创新液压滑移施工技术的结合运用。对如何选择何种施工工艺既安全又经济，对类似工程有较大参考和借鉴意义。
1大跨度钢桥液压滑移技术优势
在跨越构筑物施工的大跨度钢结构工程中，结合工程实际灵活运用整体液压滑移施工技术，能更高效更安全更经济化解这一难题。施工优势如下：
液压顶推滑移启动和制动不会使结构抖动或颤动，且过程的水平推进力、垂直顶升力及推进速度可测和可控。计算机系统通过传感器检测液压顶推器的推进力及速度，控制各顶推点之间的协调同步，当有意外超载或同步超差时，系统会及时做出调整并发出报警信号，从而使滑移过程安全可靠；液压滑移设备体积小、重量轻，可扩展组合，多点提供反力，分散钢箱梁、滑移支撑体系的受力；顶推滑移启动、制动时加速度极小，钢箱梁、滑移临时支撑不会有过大的动荷载，使得滑移安全性较好；液压滑移作业绝对时间较短，能够有效保证钢箱梁的安装工期；利用顶升滑移装置安装桥体结构，可大大减小对下部构筑物交通、航运通行的影响；以下成功案例对国内预制装配制安装工法提供了更多既安全又经济的选择。
2液压滑移技术应用
2.1工程案例概述
大跨度不规则钢桥轨道液压滑移施工技术与步履式液压顶升滑移施工技术结合多案例探究，以下为四项目跨越不同构筑物，灵活采用液压滑移施工方法进行阐述：
(一)国道G210独山至新寨公路改造工程麻尾过境线建设工程钢箱梁大桥（工艺一）：桥梁跨径布置为(35+50+35)m，上部结构采用等高度连续钢箱梁，梁高2.0m，顶板宽度为11.8m，底板宽度为8.9m，底板平坡、顶板向外侧设置双向2.0%横坡。下部结构桥台采用肋板式桥台，钢箱梁总重约为1300t。施工方式：采用液压步履式顶推设备跨越兰海高速（“抛物线”滑移）。
(二)芜湖市中山桥钢结构工程（工艺二）：主桥纵向跨度：（28+90+28）m，理论跨径为90m，计算矢高18m，矢跨比为1/5，理论拱轴线为二次抛物线，桥面宽度为24.2m，两侧边箱梁宽度1.1m，边箱梁中心线为17.2m。滑移段桥体重1600t。施工方式：采用轨道液压滑移+两浮船换手支撑跨越青弋江。
(三)上海市沪南路改建工程施工3标叠合梁连续钢箱梁跨线桥工程（工艺三）：主桥设计为四跨连续钢箱梁结构长度为390.5m（K36：80m+ K37：120m+ K38：110m+ K39：80.5m），分别跨越：外环南河、S20外环线、污水箱涵、18号线盾构。桥梁最大单跨为120m，是上海市区域内城市桥梁钢结构连续梁中的最大跨度，最大板厚为45mm，最大起吊高度22m，钢箱梁材质Q355qD，钢箱梁总重量6400t。施工方法：采用液压轨道圆弧滑移跨越上海地铁18号线、S20高架（圆弧滑移）。
(四)上海市南外滩跨中山南路连桥钢结构工程（工艺四）：连桥钢结构纵向主要由五根2050*2000*25*60mm钢箱梁组成、横向由2根2050*1800*25*50mm钢箱梁组成。外形尺寸为69*58m，钢箱梁材质采用Q355GJB和Q355B，钢结构重量1600t。钢结构为无规则异性截面，施工方法：采用钢管桩基+“T”型滑道滑移，跨越上海中山南路隧道和地面道路（超大无规则异形钢结构整体滑移施工工艺为国内首创）。
3施工方案设计
3.1施工工艺简述
施工工艺一：在兰海高速一侧设置拼装滑移支撑，采用350t汽车吊将钢桥拼装为整体再利用14套液压步履式设备滑移至设计位置。本工艺支撑架采用钢管?630X12mm、?219X8mm、工字钢组成。“抛物线”步履式滑移需对桥体支撑标高按桥形抛物线形式进行放样，并在支撑侧向设置滚动限位装置。滑移过程中，对顶推点支座反力、应力、前端挠度进行监控。
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Midas钢桥滑移单元模型
液压步履式滑移设备与MGE工程塑料合金板组合运用（滑靴板，油润滑摩擦系数：0.016~0.03,压缩强度大于65Mpa）；既解决抛物线桥形滑移过程中的局部高差调整问题，同时利用油缸顶与底摩擦系数差别解决滑移过程中桥体的防滑造成的不同步问题。
施工工艺二：在青弋江北岸设置拼装区域，待钢拱桥拼装、拉索张拉完成；采用轨道液压滑移+两浮船换手支撑跨越青弋江。
滑移支撑架采用：钢管φ630*10mm、钢箱梁、型钢组成，浮船支撑采用钢管、箱型组成，滑移梁为钢箱梁1800*1652*16*20mm。液压轨道滑移与浮船的同步协调作业成功的关键是调整水流对桥体位移影响。滑移过程中，通过实时测量及时调整拉索索力、浮船速度并控制被滑移桥的垂直度。
施工工艺三：本工艺采用BIM实体模型模拟现场吊装工况，避免安装过程中与管线、地铁盾构、高架冲突。由于地铁18号线盾构区间承载力限制只能在其外侧吊装作业，故本工程此区域钢桥采取“450t履带吊分片累计拼装，圆弧轨道液压同步滑移技术”安装。滑移支撑架采用：钢管φ700*12mm、钢箱梁、型钢组成。由于本桥为双曲面钢桥，圆弧轨道滑移过程中容易卡轨，滑靴挡板采用对称单侧设置既避免卡轨又同时控制钢桥侧向位移。
施工工艺四：在中山南路北侧设置拼装平台，拼装平台由钢管φ700*12mm、钢箱梁、型钢组成，基础根据工程需要分别采用钢筋混凝土条形基础、钢管桩基础、路基箱基础。由于此钢连桥结构形式不规则，且连桥跨中存在起拱高200mm。本工艺运用BIM施工工况模拟，避免滑移过程中出现不顺畅。本工艺安装的困难点与解决办法：
(一)解决异形结构垂直滑移滑道变化：采用“T”型滑道滑移，顺桥方向滑道采用43kg轨道，垂直滑道采用压缩强度大的MGA工程塑料合金板(摩擦系数：0.02~0.06，压缩强度大于125Mpa)。
(二)解决钢桥起拱渐变支撑系统受力不均：顺桥与垂直滑道设置高差，顺桥方向设置钢桥滑移托梁，采用托梁调节高差，使每组托梁底齐平。
(三)解决隧道临边基础受力过大：因钢桥滑移跨越中山南路隧道，悬挑距离达37m，单点支撑反力达533.8t。基础采用钢管桩基，钢管桩采用ICE免共振液压锤施打，最大限度减小对隧道的影响。
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3.2计算机系统同步控制运用
液压滑移施工技术与步履式液压顶升滑移施工技术均采用计算机人工智能控制系统。为确保被滑移结构不变形，滑移过程中的同步控制应满足以下要求：
尽量保证各台液压顶推器均匀受载；
尽量保证各顶推点保持同步。
3.2.1顶推同步控制策略
液压同步控制应满足以下要求：A、尽量保证各台液压顶推器均匀受载；B、尽量保证各顶推点保持同步。
根据以上要求，制定如下的控制策略：
将其中一台顶推器设为主令点A，另外的顶推器设为从令点B；
将主令点A的液压顶推器（顶推油缸）滑移速度设定为标准值，作为同步控制策略中速度和位移的基准。在计算机的控制下从令点B以位移量来跟踪比对基准点，进行动态调整；
根据两点间位移量之差ΔL，取中值ΔL/2分别进行动态调整，保证各台液压顶推器在滑移过程中始终保持同步。通过两点确定一条直线的几何原理，保证整个钢箱梁结构在整个顶推过程中的平稳；
同理，顶推器（顶升油缸）顶升速度和高度控制策略同上，保证各顶升油缸同步顶升；
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顶推同步控制原理框图
3.2.2同步控制系统
同步控制系统由动力控制系统、功率驱动系统、计算机控制系统等组成。主要完成以下两个控制功能：
?集群千斤顶作业时的动作协调控制。滑移工作中，每台夹轨器都必须在计算机的控制下协调动作，为同步滑移创造条件。
?各点之间的同步控制是通过计算机网络来控制夹轨器的同步运行，保持被顶推构件的各点同步运行，以保持其滑移姿态。
操作人员可在中央控制室通过液压同步计算机控制系统人机界面进行液压滑移过程及相关数据的观察和（或）控制指令的发布。
3.2.3滑移过程同步监测控制方案
1、根据预先通过计算得到的滑移顶推工况各顶推点反力值，在计算机同步控制系统中，对每台液压顶推器的最大顶推力和顶升力进行设定。当遇到顶推力、顶升力超出设定值时，液压顶推器自动采取溢流卸载，以防止出现顶推点荷载分布严重不均，造成对结构或临时设施的破坏。
2、通过液压回路中设置的机械和液压自锁系统，在液压顶推器停止工作或遇到停电等情况时，能够长时间自动锁紧顶升油缸不致下沉，确保结构的安全。
3、传感监测系统
a)通过行程传感监测，获得油缸的位置信息；
b)通过油压传感监测，获得各顶推点的顶推力和顶升力信息；
c)通过电机启动信号反馈，获得电机的运行状况；
d)通过电磁阀得电信号反馈，获得阀的工作状态；
e)通过变频器电流信号反馈，获得系统流量（顶推速度和顶升速度）。
4 、计算机控制系统
计算机网络系统将上述反馈和控制信号远程、实时、可靠地反映到中央控制室的人机界面上：显示当前系统运行状态和参数（如油缸状态，同步位移，负载油压），记录历史数据和曲线（如推进速度，同步精度，顶推点负载等时间历程曲线）；
操作人员将通过点击计算机人机界面：设定运行状态、启动泵源电机、切换控制模式、调整推进速度、暂停推进过程；
计算机控制系统将自动校验通信数据、纠正通信误码、改变控制算法、优化控制参数、修正同步精度；
液压同步控制系统各传感检测信息相互冗余，各操作控制信号相互闭锁，构成了安全、可靠、高效、便捷的现代化实用装备。
5、通过计算机控制和人工辅助，顶推过程中准确了解滑移状态，并作好记录。如发现同步偏差较大时立即进行调整，调整通过对单台顶推器进行点动控制和人工纠偏相辅助，并分析初始滑移记录数据，报审项目总工及监控单位工程师审核，详细分析记录数据原因并在后续滑移施工过程中作相应调整。
4结束语
液压滑移施工技术与步履式液压顶升滑移施工技术，很好的解决了建设工程中预制构件跨河、跨高速、跨铁路等障碍安装技术难题。大大节省机械设备、人力资源，充分利用现场施工作业面，大幅度地提高施工效率，减短了施工工期，保证各个环节的施工作业，有条不紊地按着工程总体布置规划进行。除此之外，采用结构模拟软件的分析计算与BIM施工工况模拟，使得施工风险可控、安全性可靠，经济效益及社会效益显著，此技术推广应用前景广阔。
参考文献：
[1]中国建筑科学研究院.建筑结构荷载规范：GB5009-2012[S].北京.中国建筑工业出版社，2012.
[2]中国建筑工业出版社.钢结构设计规范: GB50017-2017.北京.中国建筑工业出版社,2017
[3]重型结构和设备整体提升技术规范GB 51162-2016.
[4]公路桥涵施工技术规范JTG/T-2020.北京.人民交通出版社股份有限公司