防導梁機后滾輪支腿壓裂橋墩的安全施工方法

張鐵議

摘要： 900t箱梁運架一體機由吊運梁機和導梁機兩個部分組成，導梁機下部由前中后三個滾輪支腿和后支腿支撐在橋墩上，在架梁施工時，由于導梁機的存在，安全風險自身就大于普通分離式架橋機，如何改進支撐狀態，防止出現墩頂壓裂問題，降低架梁安全風險，具有重要的研究意義，本文主要通過箱型墊墩的實際應用闡述解決墩頂壓裂的方法。

Abstract： The 900t box girder transport frame integrated machine is composed of two parts： lifting beam machine and guide beam machine. The lower part of the beam guide machine is supported on the bridge pier by the front， middle and back three rollers. In the process of girder construction， due to the existence of the guide beam machine， the safety risk itself is greater than that of the ordinary detachable bridge erecting machine. How to improve the supporting state， prevent the pier top fracturing problem and reduce the safety risk of the girder is of great research significance. In this paper， the method to solve pier top fracturing is expounded mainly through the practical application of box pier.

關鍵詞： 900t箱梁架設;導梁機;安全隱患;箱型墊墩

Key words： 900t girder erection;guide beam machine;hidden danger;box pad pier

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）07-0109-02

0 引言

隨著高速鐵路的快速建設，平原地區的建設基本完成，高速鐵路逐步走進山區，山區的鐵路建設多設置隧道，受隧道高度、寬度的影響，900t箱梁架設多采用運架一式架橋機，因其具有高度低、寬度窄的特點，我單位引進的WE-SC900H運架一體機由吊運梁機和導梁機兩部分組成，雖具有過隧道、簡支拱的架梁優勢，但在架梁時，由于導梁機的存在，安全風險自身就大于普通分離式架橋機，而導梁機上的后滾輪支腿獨立支撐在橋墩上（如圖1位置），在受力大的同時，為保證落梁的安全距離，后滾輪支腿前端兩個底座必須支撐在墩帽邊緣，墩帽頂部前部經常壓裂，進一步增大了安全風險。

1 后滾輪支腿壓裂橋墩墩帽頂部的原因分析

設計的后滾輪支腿下部為4個邊長為40cm的方形底座支撐在橋墩上，通過觀察發現，受力面積小，墩帽邊緣混凝土保護層受力具有局限性，且邊緣頂面收面不平整。實際施工中發現，在導梁機就位過程中，由于三個滾輪支腿和一個后支腿受力只是導梁機的重量，能夠達到支撐安全狀態，但在架梁過程中（如圖2），吊運梁機需要吊著箱梁從導梁機上通過才能到達落梁位置，增加的重量約為1280t，后滾輪支腿幾乎承擔一半的重量，支撐壓力很大，造成運架一體機架梁時經常壓裂墩帽的安全問題，綜上所述，在架梁過程中，后滾輪支腿壓裂橋墩墩帽頂部的主要原因一是后滾輪支腿底座面積小，二是墩帽邊緣混凝土保護層受力不滿足支撐，三是后滾輪支腿受力過大。由于墩身混凝土施工必須設置保護層，加寬也需要設計統計且成本巨大，箱梁架設時吊運梁機必須從導梁機上通過，所以后兩個影響因素雖然影響較大但無法改善，只能通過增加后滾輪支腿底座的受力面積，減少墩帽前邊緣受力這兩個方面來解決這個安全隱患。

2 通過原因分析確定解決方法

要增大后滾輪支腿底座的受力面積并減少墩帽邊緣受力，就要增大底座的結構尺寸，且前端設置一個小的仰角，在考慮增加圓形底座的直徑時，我們發現無法實現，后滾輪支腿的支撐位置是固定的，一是前端兩個底座在40cm邊長時已經壓在墩帽邊緣了，二是后滾輪支腿在后支腿內側移動，支撐點就在墩頂U型槽兩側，加大后同樣會造成墩頂U型槽壓裂，三是支撐位置太靠前，單一的增加底座，無法設置仰角來減少邊緣受力，增加仰角會導致支腿支撐傾斜，所以要增加受力面積只能通過底座縱向增加，要設置仰角來減少邊緣受力也不能單一底座設置，只能通過單側兩個底座底部增加一個箱型墊墩來實現既增大受力面積又減少墩帽邊緣受力的功能。確定設計加工2個對稱的鋼墊墩，通過鏈條安裝在后滾輪支腿的底座底部，代替原有的4個直徑為40cm圓形底座受力，并利用2°仰角使受力重心后移，避免橋墩及邊緣受力破損。

3 設計增大受力面積減少邊緣受力的箱型墊墩

箱型墊墩由鋼板焊接而成，內部焊接加強筋板，上面水平，前后左右鋼板豎直，底部鋼板在靠近墩帽邊緣側具有一個向上的2°仰角，加工的厚度為一個抱箍的高度，安裝后，后滾輪支腿從原來的兩個抱箍支撐改為一個抱箍支撐，箱型結構設計圖見圖3、4、5，表1。

4 實施效果對比

WE-SC900H運架一體機出廠設計的后滾輪支腿下部為4個邊長為40cm的方形底座支撐在橋臺上，為保證落梁的安全距離，后滾輪支腿前端兩個底座必須支撐在墩帽邊緣，架梁施工主機重載喂梁過程中平均每個支腿大約承受160t的力，由于支腿與墩帽接觸面積小，應力比較集中導致墩帽經常被壓裂，在對2015年之前的項目進行統計時發現墩帽受損率達到驚人的53%，同時制約施工進度，每個架梁循環平均需要4.5h。

在對京沈項目及鄭萬項目運用箱型墊墩后的施工方法，由于在解決墩頂壓裂問題的同時，減少了一層抱箍的支撐安裝，統計平均每個架梁循環需要時間3.5h，平均節約時間1h，墩帽破損率為0，解決了設備出場的安全缺陷并提高了架梁速度。

5 效益分析

經過統計京沈項目共計架設箱梁602孔，墩帽受損0個，鄭萬項目臥龍制梁場預制箱梁614孔，由于鄭萬項目目前正處于架梁階段，截至目前架設箱梁336孔，墩帽受損0個。共計架設箱梁938孔，平均每片梁省時1h，累計410h，節約工期約50天;墩帽受損率為0。截至目前使用此成果項目共計節約成本60余萬元。

該施工方法安裝方便（圖6），施工時節約了一層抱箍安裝的時間，一次安裝，永久使用。相比于原始的支撐方法避免后滾輪支腿與橋墩直接接觸使橋墩受力破損，此方法一次性杜絕了后滾輪支腿在架梁施工過程的安全風險，節約成本，效果顯著。此方法原理可應用于臨邊支撐受力、受力面積小或局部承載力不足等，應用前景好。

參考文獻：

[1]北京萬橋興業有限公司.運架一體機結構圖紙.2011年10月.

[2]橋梁運架工程公司.運架一體機作業指導書.2016年11月.

[3]中華人民共和國建設部.GB50205，鋼結構工程施工質量驗收規范[S].2002.endprint