公路架橋機小曲線窄橋面過跨行走施工工藝探析

陳賢俊 羅曉兵 唐積 汪嘉偉

(中交第二航務工程局有限公司，湖北 武漢 430040)

傳統公路架橋機在應對小曲線半徑和窄橋面施工時，大多采用軌道與支腿橫移臺車間隙或搭設輔助平臺等方式調整架橋機轉彎線性，施工過程中需要不斷轉換前支腿和中支腿受力，以滿足架橋機線性調整要求，施工操作復雜、工效低，并且受橋梁設計參數影響明顯。

一、工程概況

（一）項目概況

馬來西亞SUKE高速公路為烏盧巴生至貝溪河高架高速公路工程，全長31.8km，主要施工內容為橋梁工程，其中橋梁共計18座，單線長度為11.13km，主線橋梁單幅寬度為14.9m～23m，匝道橋寬度為8.9m，橋梁上部結構設計為預制U梁和預制小箱梁。

（二）架橋機曲線施工極限條件

馬來西亞SUKE-CA4項目匝道橋梁設計復雜，以小曲線半徑、窄橋面、大縱坡和大橫坡為主要特點，對于小箱梁架設施工難度大。

二、架橋機選擇及優化

（一）架橋機選擇

SUKE-CA4項目選用一臺JQIV200-42A步履式公路架橋機，如圖1所示，滿足雙向架設功能。架橋機結構主要包含主梁、前臨時支腿、前支腿、中支腿、臨時中支腿、尾支腿、前后上橫梁、2臺100t起重天車及吊具、電氣系統和其他零星構件等，整機重量257t。

（二）架橋機優化

1.關鍵位置設置鉸座

前支腿反滾輪組機構下方、上下橫梁之間、中支腿反滾輪組機構下方、元寶梁與橫移機構橫梁之間分別設置一個旋轉鉸；曲線段過跨中，反向橫移時，前支腿上橫梁、中支腿元寶梁在橫移過程中與鉸座下方機構形成反向位移，在單次線性調整中獲得最大的調整幅度。各支腿反滾輪組下方旋轉鉸座跟隨主梁旋轉，鉸座可完全釋放主梁與支腿之間因線性調整而形成的應力。

天車縱移機構上下橫梁、主梁前后端橫聯與主梁結合處分別設置一個旋轉鉸。前臨時支腿在超前墩蓋梁上就位，需要適應超前墩線性支撐，架橋機主梁框架形狀改變，單推一側主梁后，主梁前后橫聯鉸座及天車縱移機構鉸座適應性跟隨轉動，以克服橫聯與主梁、天車縱移機構與主梁的應力。

表1 SUKE-CA4項目部分特殊位置設計參數

圖1 JQIV200-42A架橋機結構圖

圖2 曲線半徑160m、橋寬8.9m過跨工藝流程圖

2.增加一對臨時中支腿

架橋機原設計通過的最小曲線半徑為200m，過跨方式為每隔1m～2m倒換一次尾支腿和中支腿實現支腿前移。由于前臨時支腿無法在橋面上支撐，倒換次數較多，勞動力投入大，工作效率低，難以實現該項目設計的極限條件。經過研究優化后，創新性地增加了一對臨時中支腿，在前支腿前方可任意移動臨時中支腿的位置，靈活調整各支腿支撐跨度及位置，打破架橋機自身長度過長對于曲線轉彎半徑的限制，同時避免曲線施工中架橋機輔助支架的搭設。

三、曲線半徑160m、橋寬8.9m過跨

架橋機在曲線半徑160m和8.9m窄橋面過跨前應完成前一跨箱梁濕接縫和橫隔板鋼筋的焊接，待滿足條件后再進行過跨施工。

（一）架橋機第一次轉彎線性調整

松開天車、前支腿、中支腿絞座螺栓，解除因前、中支腿反向橫移時前支腿上下橫梁、元寶梁與橫移機構發生相對位移的約束。將臨時中支腿支撐到前支腿后方，利用前支腿左右反滾輪組單動，前支腿上橫梁沿曲線外側向前、沿曲線內側向后移動到極限位置，使前支腿、中支腿獲得最大單向橫移距離。調整好前支腿后，臨時中支腿后移至中支腿前方，整機橫移使臨時中支腿在橋面支撐，利用中支腿左右反滾輪組單動，使中支腿上橫梁沿曲線外側向后、沿曲線內側向前移動到極限位置。然后將前支腿、中支腿反向橫移直至靠曲線外側尾支腿剛好可支撐在橋面邊緣，完成架橋機第一次線性調整。

（二）架橋機第二次轉彎線性調整

將中支腿前移支撐至離前支腿最小安全間距25m的地方，此時架橋機轉彎線性調整幅度最大，兩臺天車行走至前支腿與中支腿跨中位置平衡整機，通過水準儀測量前、中支腿附近處主梁高差，將整機主梁坡度控制在1%以內。前支腿向曲線內側單動行走，整機以中支腿元寶梁鉸座為圓心旋轉，完成架橋機第二次線性調整。

（三）前臨時支腿就位

架橋機主梁第二次前推，前臨時支腿位于超前墩蓋梁前方20cm時停止前推，操作單側反滾輪組使一側主梁前推，直至超前墩蓋梁中心線與主梁橫聯中心線平行。單動施工過程中，隨時監測天車縱移機構絞座是否在跟隨主梁框架形狀變化而適應性旋轉。主梁繼續前推，前臨時支腿在超前墩蓋梁定位。

（四）中支腿就位

前臨時支腿就位之后，臨時中支腿應在尾支腿沿主梁軸線前行至最近可支撐位置前4m進行定位支撐。臨時中支腿定位支撐后，靠曲線內側尾支腿在中支腿后方支撐與臨時中支腿形成錯位支撐，天車必須在中支腿上方壓載，每根臨時中支腿和尾支腿使用3個3噸手拉葫蘆將支腿沿橫向、縱向與橋面預埋鋼筋錨固。中支腿脫空前行至臨時中支腿后方支撐受力，臨時中支腿脫空至前支腿后方，尾支腿在中支腿后方支撐受力，中支腿再次脫空前移至前支腿后方，中支腿支撐受力前用手拉葫蘆前后調整，消除中支腿元寶梁相對位移，中支腿受力支撐完成就位。

圖3 前支腿和中支腿反向橫移示意圖

圖4 前支腿和中支腿反向橫移施工

（五）架橋機第三次線性調整

前支腿脫空后通過手拉葫蘆消除上下橫梁相對位移，并前行至超前墩受力支撐，主梁第三次前推，將前支腿、中支腿反向橫移至極限位置，直至架橋機線性與待架橋跨線性完全一致，架橋機最終轉彎完成線性調整，最后再架梁。

四、架橋機140m小曲線橋面行走施工

K5P7～K5P12為匝道140m曲線轉彎段，上部結構為預制U梁，橋面施工完成后，架橋機沿橋面行走至K5P15墩繼續架設小箱梁。當架橋機進行第二次轉彎線性調整時，因另外一處匝道橋墩身及上部結構在尾部主梁旋轉方向，致使架橋機整機線性調整后無法與超前墩蓋梁縱向中心線匹配，主梁第二次前推后，前臨時支腿無法在超前墩蓋梁就位，經過研究最終采用大懸臂條件下調整架橋機線性的方式。

第一次線性調整完畢后，整機橫移直至前支腿抵達曲線內側極限位置；

主梁前推，天車后退，直至主梁后端越過干涉區域，此時前臨時支腿已抵達超前墩一側，兩天車在中支腿前后作為穩定力矩壓載，此時整機處于大懸臂工況；

參照架橋機第2次線性調整步驟，松開前支腿錨固壓板，鎖死中支腿錨固壓板和前支腿夾軌器，中支腿向曲線外側橫移，整機以前支腿上下橫梁鉸座為中心旋轉，直至前臨時支腿能完全在超前墩蓋梁上方支撐。

五、注意事項

第二次線性調整中，因旋轉時兩支腿反滾輪組之間的間距在不斷縮短，會造成前支腿或中支腿傾斜。必須要鎖好中支腿壓板螺栓且解除前支腿壓板螺栓，每次橫移不超過50cm,且隨時監測前支腿垂直度。發現傾斜立即停止，通過單動前支腿兩個反滾輪組調整前支腿垂直度，使前支腿回正，然后繼續橫移到極限位置，鎖好前支腿夾軌器，直至中支腿行走到極限位置。

前臨時支腿就位時，因縱移機構行走輪與軌道有間隙，極有可能未及時旋轉絞座，天車兩側縱移機構間距無法與兩側主梁間距匹配，絞座上下易脫離，若絞座法蘭盤縫隙逐漸變大，應立即停止，單動一側天車縱移機構，使絞座復原。調整好后，兩側主梁繼續前推。

中支腿就位時，因中支腿已橫移至橋面曲線外側位置，靠曲線外側尾支腿懸空，偏離了橋面支撐位置無法支撐，中支腿無法脫空前行，必須調整臨時中支腿至尾支腿前方2m范圍內才能繼續支撐。

架橋機在小曲線、窄橋面、大縱坡橋面行走時，整機必須要在主梁前推之前橫移至前支腿抵達曲線內側極限位置，如果在大懸臂工況下橫移前支腿，以中支腿為旋轉中心旋轉整機，前支腿啟動和停止時懸臂會因為慣性左右劇烈晃動，整機有傾覆風險。而如果以前支腿為旋轉中心，中支腿橫移機構給整機帶來的慣性力會被前支腿大部分吸收，懸臂晃動較小。因此大懸臂工況下前支腿不允許橫移施工，只能作為旋轉中心。

六、結語

我國比較成熟的公路架橋機架設線路條件最小曲線半徑為350m，馬來西亞SUKE-CA4項目創新性的在架橋機前支腿、中支腿、天車、主梁前后端橫聯等關鍵位置設置鉸座增大了架橋機單次線性調整幅度。通過增設一對臨時中支腿，與尾支腿形成錯位支撐的架橋機轉彎線性調整技術，使架橋機在8.9m橋寬設計條件下的最小工作曲線半徑由195m降低至160m。在更小曲線架橋機行走的工藝中將臨時中支腿前置代替前臨時支腿，打破了架橋機受自身長度對曲線半徑的限制，將總長78m的公路架橋機在橋寬8.9m橋面行走最小曲線半徑刷新至140m，拓寬了架橋機預制安裝小箱梁施工工藝的運用范圍，具有較大的應用前景。