石濟客運專線五里堂特大橋全長13.1Km，其中跨越膠濟客運專線處採用7孔16m預應力混凝土連續梁設計，梁下墩身結構採用門式鋼混框架墩。連續梁位於R=1300m的圓曲線上，與膠濟客運專線交角為9°45′，梁面坡度為20.5‰。梁體按曲線設計，梁長116m，梁高1.6m，梁頂寬7.2m，底寬3.33m，重量約2000t。總頂程149.5m，總轉向角6°56′。
梁體選位 預製施工
梁體現澆位置選擇
因梁體處於20.5‰的下坡上，下坡頂推較上坡頂推更為簡便，且小里程側場地及通行條件均優於大里程側，因此決定在梁體小里程方向預製；因連續梁為曲線半徑1300m的曲線梁，梁體預製順線路平面曲線位置預製，利用小里程側永久墩作為部分支墩，小里程方向永久墩為鋼筋混凝土普通墩，梁體為32m簡支T梁。為滿足後期16m跨支點要求，在兩永久墩間增設臨時支墩用於頂推支點支撐，同時接高永久墩墩頂高度，使其滿足梁體處於20.5‰坡度要求。
梁體預製
對梁體下部基礎進行處理使基礎滿足承載力要求，同時做好臨時排水溝防止積水浸泡路基；搭設滿堂腳手架，搭設完成後組織對其驗收，鋪設底模，堆載預壓，根據預壓測量數據計算立模標高，根據立模標高調整底模高度使其與立模標高一致；綁紮連續梁底腹板鋼筋，安裝及固定底、腹板預應力孔道，加工支立內模，綁紮頂板鋼筋，安裝及固定頂板預應力孔道，並按設計要求安裝及固定各類預埋件，報驗合格後由中間向兩側分層澆築梁體混凝土，養護、等強、穿預應力束，抗壓強度及彈性模量達到設計要求後按設計對梁體進行張拉、壓漿。
圖1 安裝示意圖
頂推及電控系統設計
頂推裝置
頂推裝置由可調式約束滑道、滑座、MGE滑塊、導向板、液壓千斤頂、液壓系統和電控系統組成，並分為有動力有約束、有動力無約束、無動力無約束三種。有動力有約束頂推裝置提供水平頂力和豎向支承，並通過可調式約束滑道控制頂推方向；有動力無約束頂推裝置提供水平頂力和豎向支承；無動力無約束頂推裝置僅提供豎向支承。
水平千斤頂頂柱與滑座採用球鉸連接，使滑座隨頂柱前進時方向可以微動；水平千斤頂反力座板與滑道板焊接，使千斤頂固定在滑道上。可調式約束滑道用螺栓緊固於墩頂，提供頂推反力。
電控系統
液壓同步電控系統是在每個支墩上設分控櫃，全橋設一個總控櫃，總控櫃可控制全部水平千斤頂同步頂進及全部豎向千斤頂同步起落，而分控櫃只能控制相應支墩上的千斤頂。所有控制櫃均設應急開關，當出現異常狀況時均能使整個系統同步停止。系統控制的同步性，是為防止起落梁設備不同步開啟、關閉或個別施頂設備出現故障時不同步停止工作，引起連續梁局部應力超限而產生梁體裂縫。
圖2 頂推系統構造圖及細部圖
支撐系統的建立及導梁安裝
安裝導梁
混凝土梁體無法直接跨越16m的跨度，因此在混凝土梁體兩端增設導梁，經計算得知混凝土梁體前端最大懸挑長度為4.75m，因此選用的導梁長度為12m。導梁採用加強型貝雷梁，每端設2組、每組3片，其底面與箱梁底面齊平。
利用汽車吊在梁端拼接導梁，導梁安裝時要控制其底面與連續箱梁梁底在一個平面上，導梁安裝完成後應對導梁承載能力及導梁與混凝土梁連接部位牢固程度進行試驗。利用豎向千斤頂在導梁根部以導梁此位置承受支力的1.1倍進行施頂，來檢驗導梁及連接部位的可靠性。
建立豎向頂升系統
首先根據梁體、導梁的總重量及豎向支撐點位的個數，來確定豎向千斤頂的型號。
梁體張拉完成後，拆除墩頂部分支架及其範圍內的底模(支架搭設前需提前考慮拆除此部分支架後支撐體系的安全性)，吊裝豎向千斤頂至支架拆除處，並調整各墩位豎向千斤頂頂面與梁底的距離基本一致。
將泵站及分控箱吊至各墩處工作平台上，連通豎向千斤頂至泵站的油路、泵站至分控箱的電路，同時將總控箱吊至梁體頂面並連同分控與總控間的電路，並啟動控制系統進行空載試驗。
梁體支撐體系轉換
支承體系轉換時，先由各支墩分控櫃單控豎向千斤頂，使各豎向千斤頂與梁底頂緊即停，由總控櫃同步開啟全部豎向千斤頂，將梁體頂起使其與支架脫離，並滿足水平頂推裝置安裝高度要求。拆除墩頂處支架及模板並安裝臨時保險墩，完成支承體系轉換，然後拆除剩餘支架及模板。
安裝水平頂推裝置
按曲線梁中心線放出頂推工作線及頂程起止點，並做好標記。在支墩頂上分別安裝三種頂推裝置，首先根據放線位置安裝滑道底板，調整標高使各支墩底板中心距梁底的高度相同，並按此標高調平底板，然後用自流平砂漿將底板與墩頂間的縫隙及錨栓孔灌實，擰緊錨固螺栓將底板固定在墩頂。安裝滑道板並與底板採用螺栓連接，滑道板前端與調向絲槓連接。依次安裝側向限位板、MGE滑塊、滑座、導向板及水平千斤頂，滑座頂部安裝楔形墊塊，楔形墊塊頂面與梁底同坡，並放置橡膠墊板以增大梁底與滑座間的摩擦力。安裝完成後連通液壓系統，進行空載試驗。
頂推施工的多步曲
步履式頂推原理
步履式頂推施工每個循環分為4個步驟完成，具體操作如下：
第1步：總控控制全部豎向千斤頂，同時下降將梁體落在滑塊上。
圖3a 步履式頂推施工第1步
第2步：總控控制全部水平千斤頂帶動滑塊向前行進一個行程。
圖3b 步履式頂推施工第2步
第3步：根據各墩處計算支反力的情況，先單操各墩位豎向千斤頂上升與梁體初步接觸(接觸力為 ),完成後總控控制全部豎向千斤頂起升將梁體頂離滑塊。
圖3C 步履式頂推施工第3步
第4步：分控控制各墩位水平千斤頂回油帶動滑塊回至初始位置(無水平頂的墩位由人工將滑塊拖回初始位置)。
圖3d 步履式頂推施工第4步
頂推轉向原理
將梁體按曲線軌跡進行頂推，將頂推裝置分別布置在連續梁兩側腹板下，每個頂程沿曲線弦線方向頂推，頂程起終點均設在曲線上即弦線的端點，從而保證梁體沿曲線軌跡運動。有動力有約束頂推裝置布置在梁體兩端，用於控制和調整梁體的運行方向；有動力無約束頂推裝置布置在梁體中部，梁體在頂推轉向過程中，由於滑座與水平千斤頂頂柱是球鉸連接，因此不會對連續梁產生橫向約束力；無動力無約束頂推裝置布置在不設水平千斤頂的支點上，僅起支承梁體作用並跟隨梁體自由滑動。
試頂推
梁體頂推前進的3—5循環內，對臨時工程的安全性、頂推設備的性能、摩擦係數、滑道約束效果進行驗證，同時對人員操作進行演練，進一步規範操作、增強對整個操作過程的熟練度，加強人員之間的相互配合。
正式頂推
按照上述頂推循環將梁體頂推前行，當梁體前進並脫離後端墩頂頂推裝置後，將頂推裝置倒安至梁體運行方向前方墩頂，同時根據只在梁體前後端設置帶有約束裝置滑道的原則，對頂推裝置按照限位約束要求安拆相應墩頂的滑塊側面導向板，以滿足梁體運行軌跡控制要求，如此反覆工作，直至梁體頂推至設計位置。
運行軌跡調整
在實際頂推施工過程中存在測量誤差及安裝誤差，因此梁體實際運行軌跡會與理論產生偏差，當偏差值超過先前設定允許偏差值時，須對運行軌跡進行糾偏，並及時修正裝置頂推方向。
糾偏調整採用微調滑道板方向的方法進行。根據測量數據計算軌跡偏離值，梁體被豎向千斤頂頂起後，向軌跡偏離反方向調整滑道板，使梁體在3—5個頂推循環內回到理論軌跡。具體操作步驟如下：先將滑道板與滑道底板螺栓鬆開，保留1個螺栓作為滑道板旋轉中心，用扳手擰動糾偏絲槓，使滑道板到達計算糾偏位置（尺量糾偏絲槓限位板與滑道板距離），重新擰緊螺栓，循環頂推使梁體運行軌跡回至理論。根據軌跡偏離值計算出設備安裝誤差，回調滑道板並修正設備位置及頂推方向。
圖4 梁體運行軌跡調整
千斤頂助力落梁
連續梁頂推至設計位置後，通過豎向千斤頂調整各墩處支反力與計算支點反力偏差值在±10%內，完成後安裝千斤頂保險裝置，拆除水平頂推裝置，騰出安裝墊石支座的空間。
將支座放至鋼墊石上(支座下螺栓放入鋼墊石預留孔內暫不錨固)，整體將鋼墊石及支座滑移至連續箱梁梁底並對準位置，將支座上板與連續箱梁底支座預埋板栓接，綜合調整全部鋼墊石高度，焊連鋼墊石與鋼橫樑。
落梁：下降全部豎向千斤頂整體落梁，使支座坐落在鋼墊石上，採用重力式灌漿將支座下板螺栓與鋼墊石錨固。
拆除導梁：利用吊車拆除梁體前後導梁。
7孔16m預應力混凝土連續箱梁是石濟客運專線濟南樞紐的重點工程，也是跨越既有膠濟客專營業線施工的安全重點卡控項目。經過施工前方案的多次研討、論證、優化，頂程149m的轉向跨線頂推施工於2015年6月9開始試頂推，6月23日順利完成。
圖5 石濟客專7—16m連續梁頂推施工
預應力混凝土連續箱梁多點轉向頂推施工技術，在經濟上合理地降低了施工成本，在工期方面縮短了施工時間，在安全方面保證了膠濟客專運營安全，在工藝方面技術構思巧妙、設備結構新穎、施工操作簡便，為跨越鐵路、公路、江河等連續梁架設施工提供了新的思路及方法，對於跨越行車密度大、行車車速高的高速鐵路（客運專線）時，其優勢更加明顯，具有十分廣泛的推廣和應用前景。
本文刊載 /《橋樑》雜誌 2019年 第3期 總第89期
作者 / 唐傳營 張愛卿
作者單位 / 山東鐵路投資控股集團有限公司、中鐵十局集團第一工程有限公司