鋼結構技術論文
中國建筑金屬結構協會
建筑鋼結構分會主辦
摘 要：隨著社會經濟的飛快發展，沿江河或濱江河、海的城市交通受江河海的影響日益突出，為了
解決該類城市的交通問題，架設橋梁是首選途徑。本文以柳州市雙擁大橋鋼梁的架設為背景，闡述
橋梁架設——大型鋼箱梁多點遞進柔性頂推技術。
關鍵詞：橋梁架設；遞進式柔性頂推技術；雙塔單主纜懸索橋；鋼箱梁；柳州雙擁大橋隨著社會經濟的飛快發展，沿江河或濱江河、海的城市交通受江河海的影響日益突出，為了解決該類城市的交
通問題，架設橋梁是首選途徑。
柳州雙擁大橋呈西北－東南走向，西（北）岸位于鷓鴣江舊碼頭，連接至北外環路；南東（南）岸位于下茅洲
屯以北，連接至雙擁大道。該橋是連接柳北片區和河東高新區的主要通道，對推進城市基礎設施總體規劃的實
施、完善城市道路路網、拓 展城市空間、改善城市片區環境、實現柳州大都市的戰略目標具有十分重要的意
義。大橋全長1938.091m，其中主橋橫跨柳江，為鋼箱梁單主纜地錨式雙A型塔懸索結構。懸索距橋面最小距
離為8m，主跨除靠近橋塔處5對吊索為雙面結構外其余均為單索面結構。主橋跨徑布置為（40+430+40）米，
鋼梁采用扁平流線型鋼箱梁全焊結構。
鋼箱梁通過吊桿懸吊于懸索上及通過索塔橫梁支撐于索塔上，雙擁大橋主橋整體結構立面圖如圖1.1、1.2所示。
圖1.1 雙擁大橋整體結構立面、平面圖(大型結構遞進式柔性頂推技術)
圖1.2 柳州雙擁大橋主視圖
鋼箱梁位于R25500m的豎曲線上，全寬38m，中心高3.5m，長508.58m，重9200噸，分成七類共53個
節段梁段制造加工。單個節段最長10米，最重195噸。鋼箱梁截面見圖1.3。
鋼塔為A型塔，塔柱為三角變曲面箱型結構。索纜為單索纜，因此鋼箱梁的安裝架設采用纜索吊裝纜索吊
機無處架設，鋼梁起吊過程不能得到穩定的控制。為了解決鋼梁架設難題，采取了多支點自平衡遞進柔
性頂推技術。
2. 技術原理多支點自平衡遞進式柔性頂推技術是鋼箱梁架設時，設置鋼箱梁節段拼接平臺、頂推臨時支墩（頂推臨時
支墩之間設置水平約束鋼絞線相互約束），在頂推臨時支墩頂設置多點頂推系統和液壓滾輪復合糾偏系統
進行鋼箱梁頂推架設的施工技術。鋼箱梁按從北岸向南岸的梁段編號順序分輪次在節段拼接平臺上逐輪次
拼接，遞進頂推的施工技術。
在頂推過程中，設置于臨時墩兩側防傾覆柱頂的液壓滾輪糾偏系統對鋼箱梁的行進方向進行糾偏矯正。頂
推臨時支墩布置見圖2.1。
支撐系統為鉆孔混泥土錨固鋼管樁上接鋼管組合柱的臨時支墩，鉆孔混泥土錨固鋼管樁按頂推過程中支撐鋼箱
梁的最大荷載和鋼箱梁前進過程中給予墩頂摩擦力的反力及支墩之間的水平鋼絞線約束力之綜合作用工況進行
設計。鋼管組合柱之間設置頂推時能自平衡的鋼絞線水平約束索。
3.2 滑道系統
頂推滑道設置于頂推臨時支墩頂，由分配梁、豎曲線調整用液壓千斤頂設備、滑道梁、滑道面、滑塊構成。下滑
道面為3mm厚不銹鋼板焊接于滑道梁頂面，上滑道面為四氟乙烯滑塊板面。滑塊的構成為滑道面四氟乙烯，背滑
道面橡膠。在頂推施工過程中，鋼箱梁底板壓在滑塊的背面，由于鋼箱梁與滑塊的摩擦系數（0.75）大于滑塊與
下滑道面的摩擦系數（0.04），在受頂推系統牽引力的作用下，鋼箱梁帶著滑塊一起在下滑道面上往前滑動以形
成頂推。
3.3 梁段拼接平臺鋼箱梁全長508.58m，共分成53個梁段加工制作，采用貝雷片架設的提升門架提升至梁段拼接平臺。拼接平臺立
柱與頂推臨時支墩構造相同，臺面比鋼箱梁架設高度低1.2m，采用630mm×8mm鋼管主梁，22號工字鋼次梁，
4mm厚鋼板面板，長45m，寬40m，置于南岸主塔橫梁兩側。滿足每個拼接輪次拼接4～5段鋼箱梁（10m長節段
4節，7～9m長節段5節）。
3.4頂推系統表3.1 連續頂推系統配置
將頂推千斤頂、頂推泵站、豎向頂舉千斤頂、置于主墩及臨時墩墩頂，主控臺置于拼裝平臺上。拉錨器則安裝在
鋼箱梁底部縱橫隔板交界處（需在鋼箱梁底部開孔并做局部加強），墩頂頂推結構設置如圖3.3～3.4所示
表二 ZLD100自動連續頂推千斤頂技術性能表
頂推時主橋最大重量按照按9000t計，擬將滑道梁制作成5015mm×1600mm×1095mm的結構，其下部
的兩根墊梁則為5000mm×900mm×560mm，因此在每個墩上配置4臺300t頂舉千斤頂及2臺ZB10/32-4
/800液壓泵站，每臺泵通過一個減壓閥控制2臺千斤頂，通過調整減壓閥的出口壓力可以限制千斤頂的最
大出力。豎向調節千斤頂安裝在滑道梁的正下方和墊梁上方，墊梁同時具有消散頂舉千斤頂集中力的作用
，墊梁和滑道梁順橋向沿頂推方向一端安裝限位以抵消順橋向的水平推力（按30t設計）。
由于鋼箱梁的剛度較小且豎曲線變化較大，因此在頂推過程中需要不斷地調整滑道的高度，避免結構出現
較大的應力。當需要對滑道梁進行豎向調節時，通過調整置于墊梁和滑道梁之間的YDG3000S立式液壓千
斤頂的活塞行程來調整結構受力，當調整范圍超過千斤頂行程時需通過增減千斤頂鋼支墩（高度分為5cm、
10cm、15cm三種）數量來進行分級分次調整。每輪頂推結束時需在滑道梁下方墊入臨時調整墊塊，然后
千斤頂泄壓回程將負載從千斤頂轉移到墊塊上，避免千斤頂長時間受力。
3.5 糾偏系統為保證鋼箱梁的就位精度，除在頂拉系統上采取措施外，而且在鋼箱梁縱、橫兩個方向上設置糾偏限位系統，
以保證鋼箱梁的就位精度。橫向方向上控制措施為：在鋼箱梁頂板上沿中線部分設置清晰的標志，并設專人
在引橋墩墩頂架設全站儀觀察鋼箱梁頂推過程中中線標志，發現標志和全站儀視線不在一線上，立即聯系頂
推指揮人員進行調整。調整措施如下：
1) .將主動糾偏措施和被動糾偏措施整合，滾軸放置在液壓千斤頂和鋼箱梁之間，在進行糾偏時，形成滾動摩
擦，使主動糾偏能夠做到連續動態糾偏，為勤糾偏奠定了堅實的基礎，以確保鋼箱梁的就位精度。
2) .在糾偏過程中只采用主動糾偏措施進行糾偏，連續作用千斤頂不做糾偏運動，鋼箱梁偏位誤差控制在
30mm，使梁體做蛇形運動，保證軸線位置。
圖3.5液壓滾輪復合糾偏系統
假設在某一時刻兩側滑道的動摩擦力分別為
和
；最大靜摩擦力分別為 和；兩側的施加的頂
推力分別為
和
；結構重心距兩滑道的距離為
和
。
時因總頂推力
不大于總靜摩擦力
，所以結構不動。
圖3.5頂推受力圖
當
時，對于右側摩擦副而言靜摩擦力 迅速降為動摩擦力 ，產生力差（引起頂推過
程結構跳躍的成因）
（而此力差所產生的負轉矩大到剛好抵
消左側摩擦副產生的正轉矩
；D為摩擦副的寬度），使結構以左側滑道某點為軸心產生
逆時針旋轉的加速運動，根據力的平移定律，將
平移至左側頂推受力點對左側結構的受力進行分析
則有：
由于此時結構產生瞬間的逆時針轉動，則左側的摩擦副雖未向前滑動，但也在轉動，因此左側的摩擦力也
立即降為 ，
此刻只要滿足： 
由于加工的差異、重量分配的差異、頂推設備施力的差異、環境對摩擦副的影響等諸多因素的存在，造成
了頂推過程中結構的擺動、偏轉、跳躍現象的發生。這些現象的出現使得頂推時結構處于一種或多種失控
狀態，因此必須采取措施加以限制或消除。
由于本橋頂推結構比較特殊的單滑道結構，即L=0，因此合轉矩為0即理論上鋼箱梁在頂推過程中不會發生
偏轉。即使由于加工的差異、重量分配的差異出現重心偏移，其偏移量也在可控范圍內甚至可以通過增加
配重的方式人為的加以消除，因此可以做到鋼箱梁在頂推過程中不會發生偏轉。
5. 頂推過程鋼箱梁長508.58m，分成53個節段制造，12個拼接頂推輪次。其中第一輪次和第七輪次拼接頂推5節段，
其余輪次均拼接頂推4個節段。具體為：從北岸第一個輪次吊上拼接平臺，將5個箱梁間的環形接頭焊縫
拼焊完成，檢查合格后，啟動頂推程序，將第一輪往前頂推上2號臨時支墩。然后吊第二拼接頂推輪次4
個梁段上拼接頂推平臺，將第二輪節段相互之間以及與第一輪最后一個夾斷間的焊縫拼焊合格，再啟動
設于平臺及2號臨時墩的頂推設備將第一、第二輪梁段一起頂推上3號臨時支墩。依次操作，直至第12輪
拼接完成，全橋頂推到位。頂推流程見圖5.1~5.3。
圖5.1導梁上頂推拼接平臺拼接
圖5.2第一頂推輪次鋼箱梁節段上拼接頂推平臺
圖5.3第十二輪鋼箱梁段上拼接頂推平臺
柳州雙擁道橋頂推架設施工始于2010年11月，完成于2011年4月。架設施工使用了遞進式柔性頂推技術，工程
架設質量通過架設過程中的監控量測得到了有效控制。在頂推施工過程中未發生任何安全事故。每個遞進頂推
輪次花費時間為兩段拼焊8d，頂推作業3d，施工進度得到了有效的保證。本技術在本鋼橋架設上得到了成功應
用，并取得了一定的經驗，可以推廣應用到更多的長大重結構施工中。
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