隧道內預制架設40?m箱梁技術

鄭海樂

摘 要：近年來，隨著西部大開發的深度推進，公路建設速度不斷加快，西北地區的高速公路建設正在逐步完善。但甘肅省的公路建設中黃土溝壑和山嶺重丘的地形地貌，使得建設項目中橋梁隧道長度占路線總里程比例明顯增加，橋隧相連的情況成為常態。由于預制箱梁與橋梁上、下部做平行作業，節約工期、降低建設成本而在公路設計施工中被廣泛采用。而黃土地貌溝壑縱橫，橋梁預制場地的選擇難度相應不斷增加。能否有效解決狹小場地的箱梁預制場地布置、箱梁預制完成如何運架的問題成為該地形下施工的主要問題。

關鍵詞：隧道施工 預制架設 40m箱梁技術

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（a）-0017-03

中鐵十七局集團有限公司在蘭州南繞城高速公路標段內共兩座橋梁，即宣家溝大橋和小里溝大橋，分別位于柳泉二號隧道的兩端，兩座橋梁全部為左右分幅，雙車道高速公路標準，橋面寬12.25 m。左右幅橋臺均與隧道進口相接，為橋隧相接設計，及橋臺背墻后緣線與隧道洞門線重合。宣家溝大橋跨越宣家溝，溝內常年流水，橋梁第五跨上跨213國道，兩岸山勢陡峭，橋下場地狹窄，且作為隧道棄渣場使用。橋梁墩身最高43 m，40 m箱梁每片重達140 t，使得箱梁的預制和吊運安裝非常困難。設計文件中提出的預制架設方案為跨墩龍門架施工。但是宣家溝溝底場地狹小，考慮到跨墩龍門架施工成本過高以及制梁場地狹小等問題，面對工期壓力，專門組織技術管理人員研討、多方咨詢后提出在柳泉2#隧道內預制箱梁的比選方案。

1 洞內制運梁

1.1 方案比選

洞內制梁的方案優勢較多，主要體現在以下幾個方面：

（1）隧道內預制場地前期場地建設成本很小，橋梁和隧道位于同一平面，為箱梁的吊裝提供了方便，箱梁運輸直線進行，不需要拐彎或垂直提升，相對于露天預制使用跨墩龍門吊吊裝更加安全。（2）隧道內預制不受天氣的影響，可以晝夜施工，加快了進度，隧道內溫度適中，有利于混凝土養生，輔以蒸汽養生極大地保障了混凝土的強度生成，這一優點在冬季施工中尤其明顯。（3）隧道內預制不需要再占用非建設用地，對公路沿線環境破壞??；蒸汽養生較常規養生用水更少，環保意義顯著。

洞內制梁的缺點有：場地狹小、施工干擾大、施工組織困難、移梁需定制專門設備、存梁數量有限、總作業時間變長等。綜合考慮投入、效率、工期等因素，優先考慮隧道內制梁方案。

隧道內制梁和普通梁場制梁基本相同，主要困難在于提運梁。洞內移梁有兩種方案：一種是利用低位移梁車；另一種是定制龍門吊提梁。

低位移梁車施工時將移梁車由臺座預留槽處橫向穿過臺座，將梁體頂升脫離臺座后橫向移出，通過移梁車底部的萬向輪轉向再縱向移動至架橋機處喂梁。此方案的優點是設備投資少、作業空間相對開闊、工序間施工干擾小，缺點是所需作業人員多、勞動強度大、作業效率低，特別是不能存梁，出一片架設一片，總體施工工期長，適用于下部結構已全部完工，邊制邊架梁的工況。

定制龍門吊方案是根據隧道凈空尺寸并結合施工各工序作業需要定制龍門吊進行施工。此方案的優點是作業效率高、所需人員少，能夠提前預制和存梁展開平行作業，壓縮施工工期，缺點是制梁區作業空間狹小，購置定制設備一次性投資較大。

1.2 設備選型

該工程結合隧道凈空、龍門吊起吊高度、梁體最大寬度等因素后，選用雙主梁門式提梁機作為箱梁起吊設備。模板的垂直運輸及混凝土澆筑選擇了小型門式吊車。

提梁機主要尺寸及工作狀態，見圖1、圖2。

定制2臺80 t洞內提梁機，起重及行走系統均靠電力驅動，工作電源為380 V，單機功率28 kW，提梁機單機起重量80 t，跨度8 m，輪距3.8 m。主梁及支腿均為鋼板焊接而成的箱型結構。該龍門吊具備電纜自動收放功能，電纜放置于電纜槽內。行走系統采用軌道行走，沿隧道電纜槽兩側鋪設40鋼軌。提梁機各部件運至現場后，直接在隧道內進行拼裝，完成調試后報請安監部門檢查后即可投入使用。

隧道內模板的橫向運輸和混凝土澆筑，使用同類型的5 t龍門吊一臺。

1.3 提梁運梁

裝梁時提梁機行駛至預制臺座兩側，將保護梁體的護板掛好后。鋼絲繩穿過底座預留的吊裝孔，待鋼絲繩與滑輪吊環連接穩妥后即同時啟動兩臺卷揚機提梁，提到位后平移到側方運梁車上，運梁車采用無駕駛室的低平型號，便于隧道內通過。

提梁及完成運梁僅需30 min左右。箱梁提運過程合理安排好時間，基本不影響其他工序施工。

2 隧道內向兩端架梁

受橋隧相接的條件限制，普通的雙導梁架橋機無法實現正常架梁。為此，采用橫向收窄的雙導梁架橋機架梁，梁體就位后再利用千斤頂和滑輪組橫向移動就位；單導梁架橋機結構簡單、使用靈活，但拆卸轉場困難、荷載受限、橫向安全系數低，為此確定仍采用雙導梁架梁，但橫向大梁適當改動收窄以滿足洞內就位時橫向尺寸的限制。

架橋機受隧道寬度的限制，第一跨邊梁無法架到位，采用斜向架梁加滑動小車的方式就位，具體如圖3所示。

架橋機出洞后恢復正常方式架梁，將一端橋梁架完之后不必將架橋機解體轉場，可利用高速公路隧道半徑大的特點，整體平移主桁架梁，到隧道另一端快速組裝。

具體如圖4所示用兩臺75 t吊車將架橋機的兩根63 m主桁架吊放至運梁車上，分兩次運到隧道另一端，洞內用龍門吊卸車，卷揚機、支腿等配件用6 m平板車倒運，叉車配合安裝支腿，能夠在兩天之內重新具備架梁條件。

3 工程效果

選擇隧道內作為預制場地直接避免了預制場地的征地費用及場地硬化費用，供水，供電線路也是沿用了隧道施工時原有的設施及線路。根據兩橋實際工程量共計72片梁，預制場地需征地、填筑整平、硬化，預制場地內水、電線路的布置費等開支能夠節約費用約30萬元，且不破壞沿線自然環境，更加環保。

而且隧道內制梁在甘肅省冬季受氣溫影響小，將隧道兩端用棉布門簾封住，洞內溫度穩定在7℃～9℃，冬季施更加便利。在冬季施工時間較長的省份能夠有效節約工期。洞內使用蒸汽養護方式進行箱梁養生，節約水源并且縮短養護期。可以看出選擇隧道內箱梁預制較露天預制節省費用是多方面的，在工期保證的前提下，隧道內進行箱梁預制是優先選擇的方式。

通過自行式雙主梁門式提梁機等特殊設備的運用，和架橋機主梁整體過隧道等科學的施工組織，實現了大跨徑箱梁在隧道內的預制和架設，為橋梁施工中預制場地的選擇提供了一條新的思路。

參考文獻

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