預(yù)制橋梁墩梁一體化架設(shè)技術(shù)

1、預(yù)制橋梁墩梁一體化架設(shè)技術(shù)摘要：在丘陵山區(qū)、海地灘涂、山林農(nóng)田覆蓋地帶，可作業(yè)面積小，施工便道 修建成本較高，若橋梁上、下部結(jié)構(gòu)分開(kāi)獨(dú)立拼裝，設(shè)備要求不高、拼裝精度誤 差大。依托于寧波舟山港主通道1標(biāo)項(xiàng)目，6座陸域橋梁采用墩梁一體化架設(shè)技 術(shù)。預(yù)制立柱的高度4-21m不等，架橋機(jī)前支腿需滿(mǎn)足地形起伏、高度可調(diào)。為 了快速拼裝和高精度定位，一體化架橋機(jī)設(shè)計(jì)了多功能吊具。關(guān)鍵詞：墩梁一體化架橋機(jī)；前支腿；多功能吊具預(yù)制拼裝施工技術(shù)，因施工快速、占地空間小等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在城市橋梁和 跨江跨海大橋中被廣泛運(yùn)用。早在1979年，美國(guó)北卡羅來(lái)納州國(guó)家風(fēng)景園內(nèi)建 造的Lin Cove橋采用了全預(yù)制拼裝施工方

2、法，極大的保護(hù)了原始森林環(huán)境1。波 多黎各圣胡安繁忙市區(qū)交通量達(dá)100000，為了緩解交通壓力需修建四座長(zhǎng)度 213.36m274.32m的城市立交，業(yè)主給出了每座橋梁72h限時(shí)，橋梁也采用了全 預(yù)制拼裝的施工方法，每座橋梁架設(shè)時(shí)間為24h，極大的縮短了施工工期，減少 了對(duì)城市主干道交通的干擾2。國(guó)內(nèi)的上海長(zhǎng)江大橋、港珠澳大橋、上海嘉閔高 架橋等工程都采用預(yù)制拼裝架設(shè)橋梁，極大的縮短了施工工期、緩解交通壓力， 提高施工安全，降低對(duì)周邊環(huán)境的影響。國(guó)內(nèi)外預(yù)制拼裝橋梁的設(shè)備大多采用架橋機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，其用于上部結(jié)構(gòu)的 預(yù)制拼裝已相當(dāng)成熟，下部結(jié)構(gòu)預(yù)制拼裝在國(guó)內(nèi)外也有不少的研究和應(yīng)用。全預(yù) 制拼裝的特

3、點(diǎn)是上部結(jié)構(gòu)的梁體、下部結(jié)構(gòu)的墩柱和蓋梁等已均能實(shí)現(xiàn)預(yù)制拼裝， 但上部與下部結(jié)構(gòu)的拼裝施工是相對(duì)分開(kāi)獨(dú)立進(jìn)行的。這種施工方法對(duì)設(shè)備的要 求不是很?chē)?yán)格，在運(yùn)輸和吊裝條件相對(duì)較好的地勢(shì)平坦地區(qū)具有一定的優(yōu)勢(shì)，但 是該施工方法并不適合丘陵山區(qū)、海灘河灘等橋下施工條件不利的地區(qū)。1工程概況寧波舟山港主通道（魚(yú)山石化疏港公路）公路工程DSSG01標(biāo)主線(xiàn)起點(diǎn)樁號(hào) 為K2+310，終點(diǎn)樁號(hào)為K13+000，里程長(zhǎng)度約為9.999km，包括6座陸域橋梁、1 座互通、3座海域橋梁、15道涵洞、2座隧道。該項(xiàng)目施工陸域段為低山丘陵區(qū) 和海積平原、軟土層較厚、山林農(nóng)田覆蓋環(huán)境、施工作業(yè)面積較小，使用大型設(shè) 備拼裝空

4、間有限，施工便道修建成本較高，若橋梁上、下部結(jié)構(gòu)分開(kāi)獨(dú)立拼裝， 對(duì)設(shè)備要求不高，拼裝精度誤差大。因此，該項(xiàng)目采用全預(yù)制墩梁一體化架設(shè)技 術(shù)，橋梁基礎(chǔ)為樁基接系梁，預(yù)制墩柱與系梁、蓋梁之間采用半灌漿套筒的連接 方式。1.1架橋機(jī)設(shè)計(jì)如圖1所示，一體化架橋機(jī)主要由主桁架、前支腿、前承重支腿、后承重支 腿、前后輔助支腿、前后天車(chē)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等構(gòu)件組成。整機(jī)具備自行 過(guò)孔功能，同時(shí)滿(mǎn)足尾部喂梁的施工需要，能夠適應(yīng)平曲線(xiàn)半徑不小于1500m的 橋梁施工要求。架橋機(jī)可兼容25m40m跨的橋梁施工，可滿(mǎn)足不同橋型（直橋、 斜交橋、曲線(xiàn)橋）、梁型（T梁、工梁、箱梁）的安裝，稍作調(diào)整便可一機(jī)多用。圖1一

5、體化架橋機(jī)整體示意圖Fig. 1 Schematic diagram of integrated bridge erector.全預(yù)制橋梁墩梁一體化架設(shè)是指立柱、蓋梁和T梁三種預(yù)制構(gòu)件采用同一臺(tái) 架橋機(jī)進(jìn)行架設(shè)安裝。一體化架橋機(jī)吊裝的構(gòu)件主要參數(shù)如下表1。表1一體化架橋機(jī)吊裝的構(gòu)件主要參數(shù)Table l.Main components parameters of integrated bridge crane hoisting1.2前支腿結(jié)構(gòu)及站位為了滿(mǎn)足立柱和蓋梁安裝的重量和高度，一體化架橋機(jī)的前支腿是關(guān)鍵構(gòu)件。 前支腿具有多級(jí)伸縮功能，支腿下方設(shè)有頂升油缸，頂升油缸外側(cè)設(shè)有內(nèi)伸縮套， 內(nèi)伸

6、縮套外側(cè)設(shè)有外伸縮套，在頂升油缸的驅(qū)動(dòng)下，讓支腿伸縮以適應(yīng)不同高度 的橋梁架設(shè)。架設(shè)T梁時(shí)，拆除前支腿與系梁錨固，電動(dòng)葫蘆吊住前支腿兩側(cè)吊耳，實(shí)現(xiàn) 前支腿的向上伸縮。架設(shè)立柱、蓋梁時(shí)，前支腿固定鉸接于主桁架的前端，前支 腿下部通過(guò)挑梁站在承臺(tái)一端，挑梁后部設(shè)有精軋螺紋鋼與系梁預(yù)埋鋼筋相連， 使挑梁拉在承臺(tái)上面。架橋機(jī)過(guò)孔時(shí)，前支腿通過(guò)銷(xiāo)軸將內(nèi)外伸縮套高度進(jìn)行調(diào)整，滿(mǎn)足架設(shè)高度 同時(shí)控制整個(gè)桁架平衡及支撐承載，前支腿高度稍高于其它支腿高度，防止架橋 機(jī)架設(shè)時(shí)往前傾，保持整個(gè)架橋機(jī)的穩(wěn)定。1.3提梁站設(shè)計(jì)為了減少運(yùn)輸便道對(duì)橋位處周邊環(huán)境和交通的影響，利用已架設(shè)好的梁體建 設(shè)提梁站，采用提梁站轉(zhuǎn)運(yùn)的

7、梁上運(yùn)梁方式，即在施工段起始點(diǎn)設(shè)置提梁站將預(yù) 制構(gòu)件從橋下運(yùn)梁車(chē)起吊，轉(zhuǎn)至橋面上運(yùn)梁車(chē)。為了減少提梁站轉(zhuǎn)運(yùn)不同構(gòu)件時(shí)更換不同吊具的工序，研制了一種提梁站內(nèi) 預(yù)制構(gòu)件吊裝的一體式吊具。該吊具能吊裝立柱、蓋梁、T梁，吊具為桁架式梁 結(jié)構(gòu)，包括2根上弦桿和2根下弦桿，弦桿之間通過(guò)斜桿和橫桿相連，每根上弦 桿兩端各設(shè)4個(gè)朝上吊耳，用于與龍門(mén)吊相連。每根下弦桿設(shè)有6個(gè)朝下吊耳、 2個(gè)開(kāi)孔吊點(diǎn)及最外側(cè)4個(gè)凹型槽，用于起吊預(yù)制構(gòu)件。2 一體化架橋機(jī)架設(shè)原理2.1立柱安裝運(yùn)梁車(chē)運(yùn)至架橋機(jī)喂梁，前天車(chē)吊具固定立柱頂部預(yù)埋件，后天車(chē)兜底式吊 具用銷(xiāo)軸固定立柱尾部，兩天車(chē)抬吊立柱，水平縱向姿態(tài)前行至前跨后，兩天車(chē)

8、同時(shí)下放立柱，后天車(chē)靠近前天車(chē)緩慢下放立柱，使立柱呈74時(shí)后天車(chē)將立柱 放于地面，直至前天車(chē)將立柱垂直后，卸除后天車(chē)吊具，在立柱尾部中心軸線(xiàn)位 置附近安裝牛腿。前天車(chē)將立柱底預(yù)埋套筒對(duì)準(zhǔn)系梁預(yù)埋鋼筋，立柱下方的系梁底面鋪滿(mǎn)坐漿 料后，前天車(chē)吊鉤卸載使中心鋼板逐漸受力。通過(guò)限位裝置進(jìn)行立柱平面位置的 調(diào)整，使得立柱中心與系梁中心線(xiàn)對(duì)齊。全站儀在立柱兩個(gè)方向觀(guān)測(cè)立柱頂端軸 線(xiàn)，若有偏位，微調(diào)千斤頂。立柱頂偏位滿(mǎn)足要求后，鎖緊所有千斤頂。等強(qiáng)后，立柱套筒灌漿。安裝好一側(cè)立柱后，再安裝另一側(cè)立柱，立柱精調(diào) 前，通過(guò)斜對(duì)稱(chēng)在立柱內(nèi)側(cè)最外兩主筋交叉安裝鋼管，定位控制兩立柱的間距， 以保證蓋梁的順利安裝。2

9、.2蓋梁安裝首先拆除立柱定位架，割除立柱頂部吊點(diǎn)，立柱頂部設(shè)置兩塊調(diào)節(jié)墊塊，調(diào) 整立柱頂高程，兩個(gè)墊塊高度要保持在同一水平面上。蓋梁運(yùn)至橋面上的運(yùn)梁車(chē)，運(yùn)梁車(chē)運(yùn)至架橋機(jī)喂梁，前天車(chē)蓋梁吊點(diǎn)通過(guò)連 接器與蓋梁的精鋼連接，前天車(chē)起吊蓋梁，縱向姿態(tài)前行至前跨，水平旋轉(zhuǎn)吊具 90度，使蓋梁呈橫向姿態(tài)，下放蓋梁安裝操作平臺(tái)，操作平臺(tái)呈U型結(jié)構(gòu)，整個(gè) 操作平臺(tái)懸掛于蓋梁上。前天車(chē)抬升蓋梁，使其橫向姿態(tài)往前墩前行。操作平臺(tái) 可起臨時(shí)與立柱定位的作用，操作平臺(tái)先進(jìn)去立柱面，然后立柱預(yù)埋鋼筋與蓋梁 預(yù)埋套筒進(jìn)行精確對(duì)位。立柱頂面鋪滿(mǎn)砂漿墊層，表面抹平，止?jié){塞略高于砂漿， 蓋梁下放直至立柱四面都有漿料溢出。坐漿完

10、后，拆除前天車(chē)吊具與蓋梁的錨固 點(diǎn)，將壓漿機(jī)及護(hù)欄吊裝至蓋梁頂部，等強(qiáng)后灌漿。2.3架橋機(jī)過(guò)孔安裝完蓋梁，將前、后天車(chē)往后移至后輔助支腿后上方。頂升前、后輔助支 腿，將后承重橫梁用吊桿吊住和橫移輪組鎖死，抬升后承重支腿前移前輔助后方。后承重支腿用木墊在橋面上放置水平，拆除吊桿及解除橫移輪組限制。前、 后輔助支腿下降，使其不受力。前承重支腿橫梁用吊桿吊住和橫移輪組鎖死，向 前墩移動(dòng)至蓋梁或橋臺(tái)上，錨固時(shí)用手動(dòng)葫蘆將支腿與蓋梁或其它固定物拉好， 調(diào)整前承重支腿的高度，將銷(xiāo)軸固定前承重支腿，使油缸不受力。拆除前承重支 腿吊桿和解除橫移輪組限制。將前、后天車(chē)移至前輔助支腿前面，前支腿向上抬升，前、后輔

11、助支腿抬升 離開(kāi)橋面，整個(gè)主桁架往前移。前輔助支腿移至T梁端頭，后輔助支腿靠近后承 重支腿，下放前后輔助支腿并用枕木支墊。后承重支腿抬升移至前輔助支腿后方，后承重支腿的吊桿拆除及解除橫移輪 組限制，前、后天車(chē)往前移，后天車(chē)吊具將后承重支腿橫梁拉好，橫梁左右移動(dòng)。 前、后輔助支腿往上抬一點(diǎn)，讓后承重支腿受力，錨固好后架設(shè)T梁。2.4安裝T梁架設(shè)T梁前，先用全站儀和棱鏡測(cè)量支座墊石中心的高程，與設(shè)計(jì)高程相比 較，確定臨時(shí)支座的高度，放樣出支座墊石軸線(xiàn)，用墨線(xiàn)彈出軸線(xiàn)，中心用紅色 標(biāo)記。拆除前支腿與系梁精軋螺紋鋼的錨固，電動(dòng)葫蘆吊住前支腿兩側(cè)吊耳，實(shí) 現(xiàn)前支腿的向上伸縮。T梁放置橋面運(yùn)梁車(chē)上，用支撐

12、架支撐T梁及用手動(dòng)葫蘆 將T梁與運(yùn)梁車(chē)?yán)。吜涸诹憾嗽诩幽局?。運(yùn)梁車(chē)運(yùn)至架橋機(jī)喂梁，前、后 天吊具用鋼絲繩將T梁兩端抬吊。先安裝邊梁再安裝中間梁，兩天車(chē)橫移T梁至 橋邊最外側(cè)上空，落梁時(shí)將T梁腹板底部主筋對(duì)準(zhǔn)墊石中心。3結(jié)論與討論通過(guò)工程實(shí)踐及應(yīng)用，研究了墩梁一體化架橋機(jī)及立柱、蓋梁、T梁一體機(jī) 架設(shè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)最大限度減少臨時(shí)征地，減小對(duì)周邊自然環(huán)境和交通等的不利影 響、降低施工風(fēng)險(xiǎn)，高效、高質(zhì)量地進(jìn)行高架橋施工。在丘陵山區(qū)、海灘河灘等 橋下施工條件不利的地區(qū)，有著極大的優(yōu)勢(shì)。一體化架設(shè)技術(shù)應(yīng)用揭示了橋梁施 工工藝的新機(jī)制，拓寬了橋梁架設(shè)工藝研究的思路，對(duì)更好地橋梁架設(shè)施工方法 有著重要的影響作用。參考文獻(xiàn)：Chen S T，Sun Z X， Ping