收折式移動平臺在高墩現澆箱梁中的應用①

韓紀亮 汪利敏

(民航機場建設工程有限公司第十五總經理部 天津 300450)

1 工程概況

金埡立交主線雷家壩特大橋左幅第八聯上部結構為預應力砼現澆連續箱梁，橋墩柱較高，平均墩高61m,最高墩高達68m，本聯現澆箱梁長40×3m，箱梁高度2.2m，單箱五室，因單端接匝道橋，箱梁寬度為異型變寬，寬度為23.216～30.996m。箱梁腹板厚度80～45cm，頂板厚度45～25cm，底板厚度42～22cm，翼緣板寬度2m。其箱梁橫斷面形式如圖1所示。采用收折式移動平臺進行施工。

2 平臺設備簡述

本橋的箱梁跨徑為40m，采用GL-40型平臺施工（見圖2）。收折式移動平臺由三部分組成：(1)收折式桁梁平臺；(2)固定于橋墩上部用來支承桁梁平臺的支承體系；(3)平臺轉跨推進行走系統。

2.1 收折式桁梁平臺

收折式桁梁平臺由水平縱桁梁，承重桿系及橫向聯系桁片組成，水平縱桁梁由長3m的貝雷桁片及改制貝雷桁片、平聯桁片、立聯桁片、前后導梁拼裝而成，承重桿系安裝于平臺水平縱桁梁的下方，是各組水平縱桁梁的主要受力桿系，其結構形式為倒斜拉桁架結構，橫向聯系桁片分為支撐立桁片、支撐平桁片和可水平轉向收折的轉動立桁片。承重桿系為平臺桁梁提供足夠的抗彎能力及剛度，當平臺行走時，承重桿系可向上收折，以滿足平臺向前推進轉跨行走。

2.2 支承體系

本聯現澆箱梁共設四種支承體系：柱間橫梁式支承系、助吊式支承系、牛腿支承系、橋墩系梁支承系。

柱間橫梁式支承系位于同一墩的兩個或多個墩柱之間，對平臺桁梁形成支承的支承系。本橋的具體做法是：在柱側預埋工字鋼支承，在工字鋼支承上縱置傳力梁，在傳力梁上安放橫梁，在橫梁間安裝平聯件，在橫梁上縱置砂筒座梁，在砂筒座梁上放轉向鉸支座。

圖1 箱梁截面形式

圖2 收折式移動平臺施工案例

圖3 收折式移動平臺布置圖

本橋助吊式支承系是在柱間橫梁式支承系的基礎上，當橫梁跨度較大且墩柱有蓋梁時，在蓋梁上預埋鋼管并穿精軋螺紋吊筋，對橫梁中部形成彈性支承的支承系，精軋螺紋吊筋可有效減小橫梁跨度，增大剛度。

牛腿式支承系安裝于橋墩的側面，具體做法是：埋置預埋盒，將牛腿腿腳插入預埋盒并在牛腿平梁的平擔上穿裝精軋螺紋鋼筋且張拉預拉力。

系梁式支承系是借助橋墩的頂系梁作為承載梁，在頂系梁上放置砂筒，在砂筒上置轉向鉸支座，形成的對平臺桁梁的支承系。

2.3 平臺轉跨推進行走系統

平臺轉跨推進行走系統由行走車與牽引動力裝置兩部分組成。行走車位于支承系頂部，牽引裝置采用卷揚機。

3 收折式移動平臺施工要點

3.1 收折式移動平臺的安裝

平臺的拼裝（見圖3）采用在墩頂吊裝的方法進行，具體步驟如下：

(1)在墩柱澆注快到頂時，在設計位置按規定尺寸安裝牛腿，兩墩柱上牛腿用Ф32精扎螺紋鋼筋相互錨固，用千斤頂預加設計預拉力，牛腿安裝時保證與墩柱平直。

(2)在跨中地面位置按設計尺寸拼裝好縱向桁梁和承重桿系。

(3)在20#、21#墩頂用預埋的φ32精軋螺紋鋼筋水平約束和錨固基筋安裝挑梁,用塔吊將預先拼裝好的5節貝雷桁梁吊至懸挑梁上作為吊架，在吊架上置鋼管座梁并掛起吊系（滑車、鋼繩），在墩頂和墩底安裝導向滑輪，以19#墩和22#墩為背墩各安裝1個8t卷揚機，將預先拼裝好的平臺桁梁組（長39m，重30t）按左端高右端低傾斜狀態起吊。

(4)左吊點左移，右吊點提升。

圖4 平臺桁梁吊裝：左吊點左移右吊點提升圖

圖5 平臺桁梁吊裝：拼接右支點桁片

當桁梁升至墩頂后，左吊點挑梁上的22t張拉千斤頂起動，牽引吊架向左滑移900mm，左吊點邊滑移，右吊點邊提升至圖4所示狀態，然后左吊點的兩個20t葫蘆掛上桁梁的另一千斤繩并拉動葫蘆，隨著葫蘆拉動，桁梁向左移動，右吊點繼續提升，此時，塔吊將右支點桁片從21#墩右側吊入并拖入孔內。

(5)拼接右支點桁片。

左吊點葫蘆完全鉛錘，右吊點提升至圖5狀態后，將右支點桁片從洞內推出與桁梁拼接。

(6)左側懸拼。

右側墩頂掛2個10t葫蘆穩住桁梁，千斤頂將右支點頂起，將桁梁落在行走小車上，左側葫蘆牽動桁梁向左滑移（此時右側葫蘆放松），使桁梁左端露出墩外約300mm，與塔吊吊來的桁梁節段拼裝。

(7)兩端懸拼。

右墩葫蘆回拉使桁梁右端露出墩外，然后兩端懸拼，直至懸拼完成。

(8)打開承重桿系。

兩端導梁節段拼裝完成后，打開承重桿系，桁梁成為倒梯形桁架結構，然后安裝砂筒，待各組桁梁吊裝完成后，安裝橫向聯系桁片，完成平臺安裝。

按照以上8個步驟，移動平臺就拼裝完成。

3.2 現澆箱梁施工

移動平臺安裝完成后，在平臺上方搭設滿堂支架，滿堂支架上方主龍骨為工12工字鋼，次龍骨為10cm×10cm方木，最后鋪設底模，在底模上進行堆載預壓，以檢驗平臺的承載力和安全性并計算出底模預拱度，最后進行現澆箱梁的鋼筋綁扎、混凝土澆筑和預應力施工。需要注意的是，由于平臺只能逐跨現澆，每次箱梁施工至下一跨的1/5處，直至完成整聯現澆箱梁。

3.3 平臺轉跨推進行走

平臺轉跨推進行走系統由行走車與牽引裝置兩部分組成。

行走車通過其軌道置于支承系的砂筒座梁上，其縱向滾輪支承縱桁梁，使縱桁梁可縱向行走，行走車自身可橫向行走，從而實現平臺桁梁的雙向行走，滿足平臺曲線行走需要。

牽引裝置既可用慢速卷揚機，亦可用鏈滑車，平臺行走前先將桁梁間的橫向聯系桁片（亦稱“轉動桁片”）水平轉動收折，此時平臺分開成單組桁梁，再將各組縱桁梁的承重桿系向上收折，平臺即可行走。平臺桁梁分組行走，本橋平臺桁梁行走的牽引動力裝置采用卷揚機，卷揚機選用每分鐘8m的5t慢速卷揚機（若兼用平臺桁梁吊裝用的8t慢速卷揚機亦可），切忌用快速卷揚機。

40型平臺一組桁梁行走所需最大牽引力為60kN。

行走時牽引裝置的定滑車可掛在下一墩的墩頂，即，將下一墩作為牽引反力墩，為減小反力墩的水平力，擬在反力墩的墩頂與再下一墩的墩底之間掛背繩并用葫蘆收緊，將水平力傳至墩底。

4 收折式移動平臺施工的優點

平臺桁片由錨固于墩柱上的牛腿支承，牛腿承擔平臺自重及施工施工荷載，不需要進行地基處理，不需搭設鋼管支架，由于移動模架不適用于變截面及曲線半徑小的現澆箱梁，因此是本項目高墩現澆箱梁施工的理想方式。相對以往搭設的鋼管貝雷梁支架施工方式，有以下優點。

4.1 成本優勢

(1)傳統鋼管貝雷梁支架方案。

鋼材總用量約21000t，為保證完成主體施工任務的節點目標，僅能考慮周轉4次，鋼材采購量為5250t，鋼立柱、貝雷梁到場價格平均按5500元/t考慮，使用完畢后殘值按2000元/t計算，則每噸的使用攤銷費用為5500-2000=3500元=0.35萬元。鋼材到場后加工、拼裝費用為400元/t，安裝拆除費用為1000元/t。

則施工總造價為：0.35×5250+0.04×5250+0.1×21000=4147.5萬元。

(2)收折式移動平臺。

該平臺為國家發明專利產品，且為精加工鋼結構，鋼材總用量2750t，到場價格15500元/t,使用后殘值約2000元/噸，安裝、拆除費用為1000元/t，則總體造價為2750×（1.55-0.2）+2750×0.1=3987.5萬元。

(3)結論。

收折式移動平臺相對于傳統鋼管貝雷梁支架的造價比為：3987.5÷4147.5×100%=96.1%，造價方面具有優勢，節省資金為4147.5-3987.5=160萬元。

4.2 工期優勢

(1)傳統鋼管貝雷梁支架方案。

以雷家壩大橋左幅20-23#為例，一聯現澆梁鋼材總用量為3100t，支架安裝周期為45天，預壓周期20天，梁體施工周期90天，支架拆除周期為45天，一聯箱梁總體施工周期為45+20+90+45=200天。

(2)收折式移動平臺。

平臺安裝周期需要20天，預壓周期10天，一聯箱梁分3次逐跨施工，每次施工周期30天，平臺拆除20天。總周期為：20+10+3×30+20=140天，140÷200×100%=70%，施工周期縮短了30%。

4.3 安全方面

(1)傳統鋼管貝雷梁支架方案。

由于現澆梁地處陡峭山坡或沖積土層較厚的平地，條形基礎無法施工，每根鋼立柱均需設置樁基礎，鋼立柱高度達70m，必須采用100t大型汽車吊安裝，安裝過程中安全風險極大。

鋼立柱之間的連接桿安裝過程中，需將已立好的鋼立柱作為人員臨時上下通道，需在鋼立柱間搭設跳板作為臨時作業平臺，安全風險極大。

(2)收折式移動平臺。

收折式平臺無鋼立柱，以墩柱上的牛腿為支點，牛腿采用塔吊安裝，牛腿安裝前可以在該部位安裝人員作業吊籃，人員在吊籃內進行牛腿安裝作業，安全風險大大降低，且工人勞動強度大大減小。

5 結語

通過雷家壩大橋左幅第八聯對收折式移動平臺的實踐應用，可以看出收折式移動平臺在使用中有很多優點。不但可以提高施工質量和加快施工速度，同時節約工程成本、降低安全風險。值得在同類型高墩現澆箱梁施工中大力推廣應用。