既有線平改立箱梁架設施工技術

蔡書洪

摘要：本文以濱綏線K169+334.01預應力混凝土箱梁橋架設施工為實例，詳盡的論述了在既有線架設橋梁的特點與難點、橋梁架設的要求、橋梁架設施工工藝流程、橋梁架設操作要點及安全技術要求等內容。

Abstract： This paper takes the K169+334.01 prestressed concrete box girder bridge construction of Binsui Railway as an example to elaborate the characteristics and difficulties of erecting bridges on existing railways， the requirements for bridge erection， bridge bridge construction process， bridge erection operation points and security technical requirements， etc.

關鍵詞：既有線；平改立；箱梁架設；施工技術

Key words： existing lines；level crossings replaced with grade separation；box girder erection；construction technology

中圖分類號：U445.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）21-0156-04

1 工程概況

本橋位于黑龍江省尚志市一面坡鎮境內，位于濱綏鐵路線K169+334.01處，本橋為哈爾濱至牡丹江鐵路電氣化改造工程而設。本工程全長1465m，含主橋及兩側引道及附屬工程，本橋孔跨布置5×25m預應力混凝土小箱梁，橋全長130.6m，橋梁中心道路里程樁號K0+307.13，設計角度90°。本橋上部結構采用標準跨徑25m的裝配式預應力小箱梁。橋跨每孔由3片箱梁組成，其中中梁1片，邊梁2片，全橋總計中梁5片，邊梁10片。下部結構，樁基礎采用鉆孔灌注樁，每個橋墩2根柱，柱徑1.2m，樁徑1.5m，橋臺采用肋板式橋臺，本橋鉆孔灌注樁共計16根，墩柱8根。結合現場實際適合汽車式起重機吊裝箱梁，擬采用2臺200t起重機架梁，最大吊裝重量約74t。

2 工程特點及難點

該橋箱梁在引道路基上預制，運輸距離約50m，箱梁運輸途中由軸車板運至橋下。箱梁運輸、吊裝前要仔細檢查沿線便道，對路面較窄及坑凹不平地段進行拓寬整平碾壓處理。按要求提報施工封鎖計劃，利用垂直封鎖時間進行箱梁安裝作業。橋梁結構形式如圖1。

3 橋梁架設要求

本橋上部結構采用5×25m裝配式預力混凝土簡支轉連續小箱梁，梁高1.4m，頂寬2.4m，底寬1m，每孔3片梁，共計15片，梁重71t-74t，其中第3孔跨既有濱綏線施工，在吊裝過程中為了保證箱梁及既有線的安全，第3孔需要在封鎖時間（根據鐵路局天窗時間為準）內完成架設任務。第3孔上跨既有線，需二級封鎖施工。

本橋箱梁架設采用2臺200t吊車進行裝梁及架梁，運梁采用3臺LPLG200TK運梁車，其中第3孔采用一臺吊車在墩身外側，一臺吊車在孔跨外側穩吊進行吊裝。

4 橋梁架設工藝流程

橋梁架設工藝流程見圖2。

5 橋梁架設施工操作要點

運梁通道、架梁便道形成，采用靜力觸探進行檢測地基承載力，支腿處地基承載力大于120kPa。安裝前必須保證梁體混凝土及孔道內水泥漿、橋墩、橋臺、蓋梁及支座墊石的強度符合規范及設計圖紙要求。架設箱梁前必須報監理工程師檢查、驗收、簽認后才可以進行吊裝。組織施工技術人員進行技術交底，對全體作業人員進行崗前培訓，建立健全各種責任制度和勞動紀律，分工細化責任到人。蓋梁、臺帽、支座墊石頂及梁體在安裝前必須進行清洗。預先對墊石頂支座的中心線進行放樣，在蓋梁和臺帽上用墨線彈出支座安裝的位置和各箱梁安裝的具體位置。運梁道路必須保證平整、堅固，縱坡不大于3%，轉彎最小半徑不小于20m。提前調試好架梁所需的設備，確保各設備在吊裝過程中良好運行。核對支座類型、規格是否安裝正確。

5.1 裝梁及運輸

在存梁現場采用2臺200t吊車進行裝梁，3臺LPLG200TK運梁車進行運梁。運梁通道利用村道結合新修運梁通道運輸。箱梁運輸途中，對曲線半徑不滿足運梁車通過地段，需要拓寬處理，拓寬填料采用山皮土碾壓密實，壓實度不小于95%，地基承載力不小于100KPa，拓寬后最小半徑為20m，橫坡、縱坡控制在3%之內，滿足運梁車的運梁要求。

吊車QAY200起重機2臺，3臺四橋運梁車，吊車提前在梁場吊裝箱梁3片，3臺運梁車依次分別運梁就位，吊車回調至架設墩旁站位吊裝架設箱梁，3片箱梁架設完后，吊車及運梁車返回預制、存梁場裝梁。

箱梁運輸時，箱梁兩側采用斜撐及方木進行加固，并采用手拉葫蘆捆綁加固。運梁車由專門的司機駕駛，并設專人沿途監護，嚴禁非作業人員靠近。運梁車行駛速度宜控制在10m/min以內，發現偏離應及時糾正。

5.2 臨時支座安裝

臨時支座采用C40混凝土預制塊，預制塊幾何尺寸：30cm*30cm*30cm（長*寬*高），預制塊統一在梁場預制。臨時支座下面用不等邊角鋼做盒子，鋼盒子幾何尺寸31cm*31cm（長*寬），不等邊角鋼采用75mm×50mm，鋼盒子中填充5cm高左右中砂，鋼盒中砂壓力達25MPa即可滿足要求。根據橋面豎曲線、橫坡及箱梁高度進行臨時支座的高度計算，保證永久支座與梁底的位置與設計一致。

臨時支座位于永久支座墊石以外的區域中心處，其高程通過水準儀觀測和裝砂量控制，保證箱梁就位后位置準確，避免二次調整。橋梁臨時支座見圖3。

5.3 吊車選型及吊裝驗算

已知梁自重G=73.76t，因雙車抬吊考慮2車動作不均衡性，取不均衡系數K1=1.1，則計算荷載Q計=73.76×K1=81.2t。則每車的荷載Q=40.6t。

為滿足吊重需求，吊車站位時需靠近橋墩，保證最大作業半徑不大于14m，經現場勘查場地情況可滿足最大作業半徑要求，依據吊裝工況并結合我單位設備情況，選擇2臺200t汽車吊，200t吊車施工時掛載55t配重，全支腿工況。

200t吊車吊鉤自重1.5t，鋼絲繩估重0.5t，則吊裝總荷載W=40.6+1.8+0.5=42.6t，查吊車數據表可知，200t吊車全支腿55t配重工況下，作業半徑14m，出桿31.09m時，額定吊重43噸，滿足吊裝要求。

5.4 吊點布置

箱梁吊裝采用兜底吊，起重鋼絲繩穿過箱梁底部，在端部以內150cm位置設置吊點，避開支座位置。鋼絲繩與箱梁之間設置鋼板襯墊，防止鋼絲繩與梁體混凝土間集中應力壓裂混凝土。吊裝鋼絲繩長度12m，鋼絲繩與梁體間夾角不小于60°。吊點布置見圖4和圖5。

將鋼絲繩掛在吊裝位置并與吊車大鉤掛牢，確認安全后由指揮員指揮吊車起升。當梁底起離支座20cm高度時，停止設備，檢查其穩定性：吊機制動是否可靠、鋼絲繩是否變形，如無異常，經指揮及監理等相關人員同意后，方能正式起吊。

確認無誤后，由指揮員指揮吊車起升，提升機單繩起升的最大速度控制在20m/min，同時保持橋梁平衡上升。

5.5 兜底鋼絲繩選用

選用6×37+1的麻芯鋼絲繩，鋼絲繩的公稱直徑選65mm，鋼絲繩長度12m。

吊裝時鋼絲繩與預制小箱梁的夾角為60°。取鋼絲繩公稱抗拉強度1700（MPa），鋼絲繩破最小斷拉力為2665kN；鋼絲繩與梁體水平夾角為60度，即單根鋼絲繩拉力F=74×0.58/2=214.6kN鋼絲繩破斷拉力Fmax=2665kN×0.82=2185.3kN。安全系數K=2185.3kN/214.6kN=10.2>8，滿足吊裝使用要求（兜底吊裝安全系數大于8倍，吊環吊裝安全系數大于6倍）。

5.6 地基承載力檢算

200t吊車此吊裝工況下，自重72t，負載55t，梁重40.6t，對地總荷載為167.6t，在每個支腿下墊一塊面積9m2的鋼板以增大與地面的接觸面積，則對地壓強P=（167.6×10）/（2×9）=93.1kPa。設計地基承載力最小值為120kPa>93.1kPa，滿足要求。

5.7 吊裝作業

把吊機開到橋墩就位地點，吊機的位置工作半徑應在25米以內，吊機前后支腿全部伸出，支腿下面應墊鋼板、枕木，加大支撐面，確保吊機的平衡與穩定。

在箱梁吊裝前，必須進行試吊。箱梁自重按25m箱梁自重74t考慮。試吊過程由總指揮指揮，兩臺吊機必須同步進行作業。試吊工況必須與現場實際起吊工況相符，200t吊車臂長31.06m，作業半徑14m，完全模擬起吊作業。起升高度分為三個階段，第一階段起吊10cm，檢查支腿基礎、吊車機械性能、吊鉤與鋼絲繩連接情況，確認合格后進行下一階段起吊。第二階段起吊高度30cm，第三階段起吊高度50cm。三階段起吊完成后靜止10分鐘，然后先進行上、下提升，提升幅度為50cm，次數不少于10次；上、下提升結束后再進行左右移動，移動次數不少于10次，移動幅度1m。試吊結束后將箱梁吊至支點位置，起吊高度50cm后靜止30分鐘，檢查確認支腿基礎、吊車機械性能、吊鉤與鋼絲繩連接情況，確認合格后進行正式吊裝作業。

試吊合格后，2臺吊車聯合吊裝架設箱梁。司機按照指揮員的指示，控制吊車出臂轉臂進入最佳工作狀態，司索人員準確計算出吊繩的載荷能力、長度和工作線數，保證吊鉤的垂線與鋼絲繩夾角為30度。準備起吊前，鋼絲繩應分別綁于距離橋梁兩端1.5米處。

5.8 吊裝步驟

當橋梁高度越過橋墩高度后，吊車轉動回轉，每次轉動5公分，待橋梁底部與橋墩面平行后，由指揮員指揮吊車依次下降變幅5公分，使橋梁越過橋墩后平穩下降。當梁體下降到距離橋墩（臺）1米左右時，司索工穩定住梁體，減少其晃動，指揮員指揮吊車緩慢轉動，依次回轉5cm即停止動作，觀察吊車吊臂、梁體及橋墩（臺）的距離。梁體到達待就位點上部后，吊車以10m/min速度下鉤。梁體距離橋墩（臺）待就位點5cm高度時，停止校正位置，放吊鉤，使箱梁一端先著橋墩，然后按照預先設置好的就位點將梁體穩定。

第一步：邊梁安裝

箱梁下落就位后檢查梁體支承線是否與支座中心重合，梁軸線等是否符合規范要求，當監理工程師檢查驗收合格后，采用木支撐及楔塊臨時固定，準備下一片箱梁的架設。

第二步：中梁安裝

首先將準備架設的中梁用運梁車喂梁，吊車吊裝中梁。下落梁體時，為防止箱梁下落時會撞擊已安裝好的邊梁，用2cm薄木板作緩沖墊，當下落梁體距底座5cm左右時，保持梁的穩定，當穩定后下落就位，為了加強穩定性，經測量位置無誤后，中梁與邊梁濕接縫鋼筋應焊接牢固。

第三步：中梁架設完畢后，再進行左邊梁架設（詳見箱梁吊裝過程圖6、7、8、9）。

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6 安全技術要求

①必須嚴格按照經專家評審的專項施工方案進行箱梁吊裝。作業前應向全體作業人員進行安全技術交底及安全教育，交底及教育要覆蓋全體參與人員。

②箱梁梁體的混凝土強度必須達到100%，齡期達到14天，孔道壓漿強度達到設計強度的80%后，方可進行移運及吊裝。

③橋墩、橋臺及支座墊石等部位的混凝土達到設計強度后方可進行箱梁安裝。

④吊車操作應遵守設備操作規程的規定，正式吊裝前必須進行試吊，經當地有關部門驗收確認合格并形成書面文件。

⑤架梁設備的電氣接線與拆卸必須由持證的專職電工操作，并符合施工用電的相關規定。保證設備和線路良好的絕緣效果，電氣部分應設防雨罩，外露傳動部件必須設防護裝置。

⑥箱梁吊裝時，被吊箱梁上嚴禁站人及放置工具、材料。

7 結束語

在鐵路既有線進行橋梁架設施工，最突出的難點是安全風險大，施工封鎖時間短，施工配合單位多。因此，在施工過程中，在有限的時間內，所有參建單位及施工設備要統一聽從揮指，步調要協調一致，才能在“天窗”時間內完成橋梁架設任務。

參考文獻：

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