1 引言
顶推施工法因其很强的适用性，在桥梁施工中得到了广泛的应用。1974 年，我国的狄家河铁路桥首先采用了顶推施工法。湖南沩水桥和丘墩大桥相继采用了顶推施工法，标志我国的顶推施工法达到了国际先进水平。
2 工程概述
北横通道新建二期工程Ⅱ标段为南北走向，包括新建 FB辅道和 ZB 匝道，其中 FB 辅道由南北高架接出后接永兴路下匝道进入地面道路，依次跨越天目中路、南北高架转盘、铁路，桥梁总宽 6.25m，总长 385.483m；ZB 匝道由地面道路上桥后与 FB 辅道一起跨越铁路，桥梁总宽 8.5m，总长 135m。其中 FB辅道 FB07 和 FB08 跨为跨铁路钢拱梁，梁长 76m，梁宽16.75m，梁高 2.2m，拱高 16.761m，全桥总重 1100t。
该铁路跨钢拱桥跨度 76m，但是在桥中心处有单片拱，拱高 16.761m，是目前国内最大跨度单跨该桥型顶推桥梁施工；而且该桥跨越铁路机务段咽喉区的 11 股铁路线、轨交 3、4 号线；桥下 4 处接触网、9 根通信光电缆、16 根信号电缆、2 处高压线、2 处投光灯需要迁改或防护；周边电力隧道井、信息井等敏感设施复杂；且因为与老桥挑臂干涉，需要先安装一侧挑臂，待顶推完成后切除老桥挑臂再安装新桥挑臂，所以存在横向非对称顶推施工。经过反复对比研究，本工程以桥梁方式上跨铁路线、轨道交通 3/4 号线和交通路，铁路跨钢拱桥采用步履式多点顶推法施工。在整个顶推过程中，共设 24 组顶推设备，最多时有 18 组顶推设备同时工作，顶推在铁路封锁点内进行，接触网不断电。
在该施工方案中，钢箱梁梁段拟采用分段拼装整体步履式多点连续顶推法施工，即在铁路南侧布置拼装平台，在桥墩上设置步履式顶推设备和临时钢垫梁。钢箱梁从拼装区顶推到位并整体卸载。
3 顶推施工流程
首先，在铁路南侧搭设拼装支架和顶推支架，顶推支架上安装 BL400t 步履式顶推设备。拼装全桥和 35m 导梁，准备顶推施工，如图 1 所示。
图 1 顶推施工准备图
完成施工准备后，在拼装区拼装全桥和 35m 导梁。准备顶推施工。在正式进行施工前，需要进行顶推施工前试验，即拆除 2 组拼装支架，将 4 顶推支架和 7 # 桥墩位置支架上顶推设备脱空，在顶推施工前模拟前端悬挑 50m 危险工况。
在完成顶推设备调试后，可先试着向前顶推 3m。完成试推后，可向前连续顶推到达 7 # 桥墩；第 2 次连续顶推到达 5 # 顶推临时墩；第 3 次连续顶推到达 8 # 桥墩；第 4 次连续顶推，准备拆除导梁前端第一节；第 5 次连续向前顶推，顶推到位准备拆除导梁；拆除导梁结构，在 7 #、8#2 桥墩上安装落梁设备和临时垫块，将钢箱梁受力转换到支座上部临时垫块，拆除顶推设备和支架结构，利用落梁设备进行整体落梁施工。
4 施工过程计算分析
在施工前，对施工过程进行计算分析，可以对施工过程进行有效把关，使得工程顺利展开，所以我们对施工过程中典型的工况进行了计算分析。
4.1 计算模型说明
在计算载荷时，选择 x 正向为顶推前进方向、z 正向为竖直向上方向、y 正向为右手坐标系决定；自重恒载荷为钢箱梁1100t，导梁 65t，根据 GB 50068—2018《建筑结构可靠度设计统一标准》中规定，计算时取上述自重乘以 1.3 的系数。导梁和钢梁的材料为钢材 Q345，质量密度 78.5×10 -6 N/mm 3 ，弹性模量 2.06×10 5 MPa，线膨胀系数 12×10 -6 /℃，泊松比 0.3。根据GB 50017—2017《钢结构设计标准》中 4.4.1 规定，Q345 钢材材料强度如表 1 所示。
表 1 Q345 钢材材料强度
在计算模型时，采用 Sap2000 程序的空间杆系有限元方法计算。导梁及钢梁结构采用 Frame 单元，销接结构简化为铰接，其余简化为刚接。荷载作用点（铰接或刚接节点）到截面形心的偏心采用刚臂（刚体约束）模拟，结构重量采用分段计算 [1,2] 。
4.2 对顶推过程进行计算分析
对钢箱梁顶推分 8 个工况进行分析，单侧支点反力统计表如表 2 所示。钢箱梁在顶推过程中单侧最大竖向力为4 193kN（工况 7）。
表 2 各顶推工况下单侧支点反力统计表
4.3 导梁最不利工况下的受力分析
钢箱梁顶推过程中，工况 4 为导梁最不利工况，导梁最大竖向变形-357mm，导梁与钢箱梁连接位置竖向变形-72mm（见图 2）。导梁最大应力 106MPa，应力最大在导梁与钢箱梁连接位置（见图 3）。
4.4 对顶推支墩进行计算分析
在计算载荷时，选择 x 正向为纵桥向；z 正向为竖直向上方向；y 正向为横桥向。自重恒载荷为 dead，顶推支点反力为live（顶推支点竖向反力最大 2 606kN，水平力取竖向反力的5%）。根据 GB 50068—2018《建筑结构可靠度设计统一标准》中规定，本项目应考虑以下组合作为设计组合：1.3dead+1.5live。计算程序选择为 Sap2000（v9.16），支座条件为铰接，按照图纸建模 [3] 。
对顶推支墩进行计算，最大压力为 1 300kN，结构的最大应力为 182MPa（见图 4），满足施工要求。
图 4 结构应力比图
5 结语
本文对于北横通道新建二期工程 FB 辅道桥顶推施工技术进行了介绍，并对施工过程中的关键步骤进行了计算分析，证明了所采用的顶推施工方法的先进性，对比传统方法，明显提升了工作效率，减少了施工时间，证明了顶推施工技术是一项效率高、实用性强的施工技术。
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