八三式鐵路輕型軍用橋墩快速搶架組裝技術(shù)

吳淑影

（中鐵十九局集團(tuán)有限公司，北京 100176）

1 工程概況

八三式鐵路輕型軍用橋墩屬于是獨(dú)創(chuàng)的一種鐵路橋墩搶修原材料。這種材料通常運(yùn)用在戰(zhàn)斗時(shí)期的中低跨度橋梁，且這種橋梁的高度不是很高，在面對戰(zhàn)爭、自然災(zāi)害搶救場景下能取得理想的成效。這種技術(shù)線下的全套材料總計(jì)有9 種構(gòu)件，其中立柱桿與墊梁屬于通用式配件，立柱桿的長度最長不得超出3.5 m，立柱桿的質(zhì)量最重不得超出253 kg。常規(guī)情況下，墩身按照0.5 m 的比例進(jìn)行調(diào)整。這種器材的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：器材具備自身輕便、容易運(yùn)輸、結(jié)構(gòu)組成簡單、組裝操作方便、構(gòu)件的替補(bǔ)性比較強(qiáng)等優(yōu)勢。自生產(chǎn)以來器材被廣泛地應(yīng)用在各種橋梁搶修活動中，在諸多的實(shí)踐案例中均取得較為不俗的成效。

2 施工方案

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，八三式鐵路輕型軍用橋墩的墩身展現(xiàn)出顯著的多樣性，但是在《八三式鐵路輕型軍用橋墩使用手冊》只展現(xiàn)出7 種使用頻率較高的結(jié)構(gòu)形式，并且其中并未明確器材的具體詳細(xì)工程量清單，無法有效滿足鐵路橋墩搶修實(shí)際活動的需求。為了有效解決鐵路橋墩受到破壞，達(dá)到快速搶修鐵路墩橋的需求，需要對各種鐵路橋梁的相關(guān)資料進(jìn)行收集與整理，整理出有關(guān)于不同梁高、結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)形式、水形式的具體施工方案，總計(jì)整理出56 份預(yù)案。其中墩身的高度范圍主要包括3.5～15 m，橋梁的結(jié)構(gòu)形式是包括2×2 至4×5 之間。不同的橋梁所制定的結(jié)構(gòu)圖都存在一定的差異性，且都配備相對應(yīng)的器材工程量表，并標(biāo)注清楚使用條件。以墩身的高度為3.5 m、橋墩的結(jié)構(gòu)形式是2×4，其具體的施工設(shè)計(jì)圖紙如圖1 所示。

圖1 截面搶修墩預(yù)案

結(jié)合橋墩搶修現(xiàn)場實(shí)際情況，在經(jīng)過現(xiàn)場勘測以后，制定橋墩搶修方案、繪制橋墩搶修的設(shè)計(jì)圖紙，確定出器材使用的數(shù)量表。當(dāng)《八三式鐵路橋墩搶修應(yīng)急預(yù)案》編制完成以后，在施工單位的工程師對實(shí)地進(jìn)行測量以后，就能夠直接確定出合理的施工方案，而后購置原材料，并進(jìn)行施工準(zhǔn)備準(zhǔn)備，這樣能夠有效的節(jié)省施工時(shí)間。

3 橋墩快速搶架組裝技術(shù)

3.1 器材集裝框架化

八三式鐵路輕型軍用墩具具備顯著的優(yōu)勢[1]，例如，桿件非常輕便、能夠借助人力完成拼裝，但是其所存在的不足也非常顯著，運(yùn)輸、卸載的難度比較大等。在多次橋梁搶修實(shí)踐案例中，原材料的出庫、運(yùn)輸、裝載管理一般會占用比較長的時(shí)間，雖然有機(jī)械設(shè)備作為輔助，但是人力勞動的強(qiáng)度非常大，促使整個(gè)搶修項(xiàng)目的施工效率無法得到有效提升。針對于這個(gè)問題，結(jié)合八三式鐵路橋墩搶修的特點(diǎn)清晰的了解桿件的特點(diǎn)，對框架化技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新。

現(xiàn)階段框架式安裝主要有3 種形式：①立柱式桿件，這種構(gòu)件是借助槽鋼的二次加工組裝而成，利用螺栓采用法蘭連接方法進(jìn)行連接；②撐桿，這種類型的桿件是使用角鋼與圓鋼生產(chǎn)加工而成的；③連接件，這種類型的器材尺寸都不是很大，利用拼接板來構(gòu)建出一個(gè)框架單元。這種八三式鐵路橋墩的總重量為46.2 t，在集成框架施工結(jié)束以后的總重量為48.5 t，其中，框架組件的總重量為2.3 t。

在經(jīng)過全面統(tǒng)計(jì)以后得出，一套完整的八三式鐵路橋墩所使用的器材在進(jìn)行集裝之前，在裝車一次的情況下至少需要吊裝190 次，其中集裝框架總計(jì)有26 個(gè)單元，需要吊裝26 次，能夠有效的減少164 次吊裝、節(jié)省492 min，還能有效降低人力資源的勞動強(qiáng)度。

3.2 預(yù)拼、單元化拼組墩身

八三式鐵路輕型軍用橋墩使用的是傳統(tǒng)型的拼裝方法，這種方法是在橋梁下部進(jìn)行作業(yè)，逐個(gè)安裝、連接桿件，其中安裝螺栓的工作量比較大。但是高空狀態(tài)下作業(yè)工作的效率比較低，且勞動強(qiáng)度也非常大，還存在一定的安全性隱患。為了有的提高施工效率、降低安全風(fēng)險(xiǎn)，需要對拼裝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

3.2.1 預(yù)拼化拼組

預(yù)拼化主要是指施工現(xiàn)場無法有效的滿足吊機(jī)的實(shí)際作業(yè)需求，結(jié)合施工圖紙，將T 形節(jié)點(diǎn)板、撐桿預(yù)先埋設(shè)在立柱下方，而后借助吊桿或是滑輪進(jìn)行連接，這樣能夠有效的降低施工的難度。在拼裝的過程中，應(yīng)該是在技術(shù)人員的指導(dǎo)下進(jìn)行，結(jié)合墩身的實(shí)際位置連接相應(yīng)的組件，這樣能夠有效的避免錯(cuò)誤連接現(xiàn)象出現(xiàn)；螺栓連接至不會出現(xiàn)松動是最好的狀態(tài)，這樣能夠?yàn)檫B接提供一定的變異，同時(shí)還能夠保證連接位置不會出現(xiàn)偏差，當(dāng)整體拼裝完成以后在對各螺栓進(jìn)行加固。

為了能夠有效的加快施工的進(jìn)度，提高施工效率，應(yīng)該在墩身的立柱拼裝完成以后，可以適當(dāng)?shù)慕柚喕蚴乔斯鞯裙ぞ邅硗瓿蛇B接工作，當(dāng)?shù)谝桓鶙U件連接完成以后，就能夠繼續(xù)連接其他桿件。再經(jīng)過全面統(tǒng)計(jì)以后得出，施工現(xiàn)場采用流水作業(yè)，能夠大幅度的提高作業(yè)效率。

3.2.2 單元化拼組

這種技術(shù)是指施工現(xiàn)場的情況能夠有效滿足機(jī)械設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，或是施工現(xiàn)場在經(jīng)過處理以后能夠使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，結(jié)合墩身自身的實(shí)際結(jié)構(gòu)，將施工部分細(xì)分為多個(gè)施工單元，各單元通過工作平臺先完成拼裝工作，而后利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行單元連接，墩身結(jié)構(gòu)的配件安裝應(yīng)該是在工作平臺上完成[2]。其中預(yù)拼臺的基座應(yīng)該是由4 根基本桿件組裝而成的框架結(jié)構(gòu)，每個(gè)墩身往往設(shè)置的臺座數(shù)量不超過2 個(gè)。

八三式鐵路輕型軍用橋墩的組成結(jié)構(gòu)非常簡單，主要涉及到墩身、上下墊梁。其中下墊梁可以直接使用起重機(jī)進(jìn)行拼組，實(shí)際操作非常的簡單。墩身可以按照結(jié)構(gòu)、拼裝等特點(diǎn)來進(jìn)行層次劃分。墩身的下部分應(yīng)該是按照高度為10.81 m 進(jìn)行劃分，墩身結(jié)構(gòu)的截面比例作為劃分單元格的一句。底層墩身橫橋可以劃分為5 個(gè)單元，具體情況可以參照圖2 中信息所示，中層及頂層大致可以細(xì)分為3 個(gè)單元。

在劃分墩身單元（圖2）的過程中，通常設(shè)置的立柱都不會超出4 排，假若立柱的數(shù)量過多，則可能會導(dǎo)致吊運(yùn)的過程中立柱發(fā)生變形，后期無法進(jìn)行對位；當(dāng)單元拼組的過程中，所有的構(gòu)配件都應(yīng)該按照結(jié)構(gòu)合理的進(jìn)行安裝；不同單元的位置必須要精準(zhǔn)對應(yīng)，不得錯(cuò)誤安裝，螺栓不宜過緊，在組裝結(jié)束前對所有的螺栓進(jìn)行加固；在吊裝的過程中，應(yīng)該合理的選擇適合的吊點(diǎn)，避免吊運(yùn)過程中桿件出現(xiàn)變形現(xiàn)象，在特殊情況下可以考慮使用節(jié)間斜撐桿件進(jìn)行連接。

圖2 墩身底層單元?jiǎng)澐?/p>

墩頂?shù)纳蠅|梁是由下層疊合梁與上墊梁共同組成，上墊梁可以在墩身下組裝成一個(gè)整體，通過整體吊運(yùn)的方式與墩柱進(jìn)行連接。在條件允許且施工技術(shù)成熟的前提下，單元相互之間可以進(jìn)行拼裝，但是所有的構(gòu)件都應(yīng)該在工作平臺中進(jìn)行作業(yè)，這樣能有效降低施工的安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，提高作業(yè)效率。經(jīng)過全面的統(tǒng)計(jì)得出，采用單元化拼裝能夠有效的縮短施工時(shí)間130 min。

3.3 墩外拼組頂推橫移就位法

在搶修橋墩基礎(chǔ)的過程中，應(yīng)該將橋墩基礎(chǔ)的梁體部分向外側(cè)進(jìn)行延展，而后在基礎(chǔ)上鋪設(shè)墊梁，利用基礎(chǔ)桿件和輔助桿件進(jìn)行組裝，保證墊梁與立柱能夠形成一個(gè)整體；在墩身全部拼裝完成以后，進(jìn)行螺栓加掛，最終將墩身移動至墩點(diǎn)位置。

當(dāng)條件允許的情況下，可以選擇使用橫移法拼組，這種方法可以利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行拼組，可以有效的降低勞動者的勞動強(qiáng)度，提高作業(yè)的效率。經(jīng)過全面統(tǒng)計(jì)得出，使用這種拼組方法能夠有效的節(jié)省施工時(shí)間117.5 min[3]。

3.4 墩頂快速加固技術(shù)

在搶修支撐式的橋墩時(shí)，基本上不會考慮支墊加固問題。在近些年來的實(shí)踐案例中，一般是使用楔木來加固支墊，使用楔木加固不但施工效率低，且楔木的受力效果也不理想。為了能夠有效的保證受力的穩(wěn)定性，提高使用的便捷性，應(yīng)該使用螺旋支座。支座的底端應(yīng)該與上墊梁使用螺栓進(jìn)行連接，但是在頂部不會設(shè)置橡膠支座，支座的中部設(shè)置有螺紋狀的桶體，且桶體邊緣裝置有手柄，利用手柄可以完成對支座的控制。搶修過程中，支座的具體數(shù)量應(yīng)該是結(jié)合墩身所受到的荷載大小確定，確保支座能夠均勻受力。支座能夠多次進(jìn)行使用，可操作性好，且受力效果非常的好。經(jīng)過全面的統(tǒng)計(jì)以后得出，假若使用螺旋支座能夠有效的節(jié)省施工時(shí)間25 min。

4 結(jié)語

結(jié)合多次鐵路橋墩搶修的實(shí)踐案例來看，不管是從單項(xiàng)工程還是整體層面而言，都能有效提高橋墩搶修的施工效率，降低施工人員的勞動強(qiáng)度，縮短施工的工期，滿足現(xiàn)代化社會中的應(yīng)急保障要求。對橋墩快速搶架組裝技術(shù)所涉及到的多項(xiàng)施工工藝進(jìn)行分析研究，希望通過此次研究能夠?yàn)殍F路橋墩建設(shè)提供一定的指導(dǎo)意見。