受限空間條件下大噸位橋梁安裝技術探討

趙蘭發

(廣西金龍高速公路有限公司，廣西 柳州 545200)

0 引言

近年來，隨著國家交通基礎設施建設不斷發展，高速公路的建設從平原微丘區域逐漸向山嶺重丘區域推進，受路網規劃以及走廊帶走向的影響，新建項目與既有公路鐵路出現交叉的現象在所難免。在這些交叉工程施工過程中，經常會因為空間受限以及維護既有項目運營安全，往往不能采用常規的施工工藝來施工，而通常需要根據現場實際情況采取一些特定的技術措施去保證既有項目的運營安全以及新建項目的施工安全與工程質量。

1 工程概況及背景

泗里口潯江大橋左線橋設計組成為2×40 m+(79+145+79) m+4×40 m+ 3×40 m+4×40 m，橋梁全長832 m；引橋橋墩采用柱式橋墩，最大墩高30 m；主橋上部采用三向預應力混凝土連續剛構；引橋上部采用先簡支后連續40 m跨徑預應力混凝土T梁。本橋位于泗里口村附近，北引橋為兩跨一聯的40 mT梁，0#橋臺位于挖方路塹段，1#、2#跨引橋下穿貴廣高鐵潯江大橋引橋后與跨越國道G321及潯江的預應力混凝土連續剛構主橋相連。40 mT梁建筑高度為2.5 m，橋面寬度為12.5 m，引橋的1#墩恰好設在貴廣高鐵泗里口潯江大橋第一跨的正下方。該橋墩墩頂橋面設計高程為166.438 m，經對貴廣高鐵該處橋梁梁底測量，梁底高程為171.978 m，二者高差為5.54 m；去掉橋面鋪裝15 cm，最小工作空間高度為5.69 m。橋梁1#、2#跨橋面到橋底地面高度為3～14 m。T梁預制場設在連接南引橋的路基上，T梁可通過運梁拖車運至主橋邊跨(2#、3#墩之間的橋跨)。

2 工程難點及解決思路

(1)工程難點：因1#墩頂橋面設計高程與貴廣高鐵梁底高差只有5.54 m，常用的40 m梁架橋機本身最小建筑高度在8 m左右，所以常規架橋機無法過孔，采用常規架橋無法實現。要完成本項目該兩跨引橋T梁的安裝，一是需要解決起重設備建筑高度問題；二是要解決待安裝橋跨T梁的縱向運輸及橫移就位的問題。

(2)解決思路：由于1#墩位置最大允許作業空間高度為5.69 m，T梁本身建筑高度為2.5 m，扣除梁底懸空高度(按0.2 m計)、梁頂與起重設備下沿之間自由高度(按0.1 m計)以及起重設備頂端至鐵路橋底沿之間的安全距離(按0.2 m計)，起重設備本身最大的建筑高度必須控制在2.69 m以內，這與常用架橋機的起重天車高度相當。常規架橋機無法實現架梁，其原因除了本身建筑高度較大之外，同時也因為其本身支撐點落在已經架設的橋跨上，如果能把“導梁”支撐點改到橋墩外側高度適宜的臨時結構上，并“加大”起重天車的長度，那么所面臨的高度限制及縱向運輸問題便可迎刃而解。本文按照這一思路進行T梁安裝系統設計和實施。

3 吊裝系統設計

根據上述思路，在安裝橋跨兩側設置臨時墩，墩頂架設軌道梁形成縱向運輸通道，用重型起重桁車替代架橋機天車直接行走在軌道梁上進行梁板安裝。總體布置如圖1所示。

(a)三柳高速左線第1、2跨橋梁與貴廣高鐵交匯40 mT梁施工橫斷面圖

(b)三柳高速左線第1、2跨橋梁與貴廣高鐵交匯40 mT梁施工橫斷面圖

(1)臨時墩：根據現場地質條件，本工程臨時墩采用擴大基礎加螺旋焊管墩身的結構形式。基礎采用C20混凝土澆筑。為防止臨時墩發生不均勻沉降，應先對現場地基承載力進行檢測和驗算，確保其滿足承載力要求。墩身采用3根φ500 mm(壁厚10 mm)鋼管按品字形布設；鋼管之間用Ⅰ10槽鋼平聯及斜撐連接使之成為一個整體；下端與基礎頂面預埋底焊接。臨時墩布設間距為(12×8 m+17 m)；高度>8 m的臨時墩之間用貝雷片進行縱向及橫向連接，從而形成框架體系；每個臨時墩頂布設兩道橫橋向纜風繩以確保結構穩定。

(2)軌道梁：軌道梁采用0.7×1.44 m鋼箱結構形式，根據臨時墩的間距分段制作與安裝。所有拼裝節點全部設在臨時墩頂，頂底板采用現場焊接連接，腹板采用高強螺栓連接。軌道梁頂面鋪設鋼軌以供桁車縱向行走。

(3)起重桁車：起重桁車由主桁車、橫移機車、起重機及吊具四部分組成。本系統共設兩組起重桁車，設計完成后由專業廠家負責加工制作，經驗收合格后在現場地面完成組裝，然后逐件吊裝。

(4)系統運行參數：參照重型架橋機工作參數，本系統設定參數為：地面運梁拖車運行速度為15 m/min，主桁車運行速度為2 m/min，橫移機車運行速度為2 m/min。主桁車及橫移機車行車速度均可進行點動微調。單機起重能力按100 t設計。

4 T梁架設

由于受作業高度限制，在T梁安裝時，無法用運梁拖車直接將T梁運送至起重桁車下方，為此，必須在起吊位置設置兩臺自行式提梁機(門式起重機)，提梁機的行走速度與主桁車相同。當運梁拖車將T梁運至起吊位置之后，先用提梁機卸下T梁，撤離前端提梁機，然后將桁車起重機行走至起吊位置，將T梁前端扣掛穩妥后，前后同步提升吊點，使梁底懸空20 cm左右，確保梁體不會與臨時支墊等發生刮碰；再同步啟動主桁車及后端提梁機緩慢縱向運輸T梁，當后端吊點運行至起吊位置后停止前行，放下后端提梁機吊點并支墊穩妥；然后將后端主桁車開至起吊位置，吊起T梁后端；再次同步啟動兩臺主桁車，將T梁運送至安裝橋跨的設計安裝位置落梁。至此，后續安裝工藝與常規架橋機工藝相同，不再贅述。

5 安裝注意事項

為了保證施工過程中的安全，必須注意以下事項：

(1)縱向行走軌道的穩定性是重中之重。在安裝完成后必須進行嚴格的驗收，特別是最高的臨時墩高達16 m，墩身必須采用兩根以上鋼管對接，鋼管的接頭位置必須采取加強措施，且同一個臨時墩中三根鋼管的接頭不得設在同一個截面內，嚴禁使用銹蝕嚴重或局部變形嚴重的鋼管作為臨時墩材料。

(2)系統安裝完成后必須進行系統驗收及系統試運行。試運行包括空載試運行、50%設計荷載試運行、100%設計荷載試運行三個階段，并同步觀測臨時墩的基礎沉降、軌道梁變形量、起重桁車變形量等各項指標。在具備條件的情況下，試運行盡可能使用鋼材等重物進行加載，起吊高度控制在離地面30～50 cm即可。

(3)在安裝過程中，要加強設備安全檢查，使之始終處于完好狀態。特別是其中卷揚機的鋼絲繩、剎車裝置、軌道接頭以及T梁的捆綁鋼絲繩等，一旦出現鋼絲繩斷絲等現象應予以更換。

(4)在T梁吊裝前應明確有經驗的技術人員或者高級技工負責統一指揮，切勿出現多人指揮，否則難以保證系統協調運轉。

(5)當系統出現異常或者發出異響時應當立即停止所有設備運轉，疏散危險區域人員后，設法進行全面排查，查明原因后再制定補救措施排除險情，然后繼續吊裝。

6 結語

隨著社會經濟的發展，橋梁施工技術也在不斷進步。架梁設備在橋梁工程施工過程中發揮著重要作用。工程建設過程中要綜合考慮工程的實際特點和施工機械設備技術使用范圍等因素，當常規設備不能滿足施工實際需求時，應根據自身現有的物資設備及技術儲備狀況，進行合理改造或引進其他領域的先進設備，并形成自成一體的特殊工法，使其有效促進橋梁工程建設的順利開展，保證工程施工效益。