公路橋梁項目鋼箱梁移梁技術(shù)分析

楊恩明

摘要 某公路橋梁項目在旱地運梁船無法運輸至吊裝區(qū)域、傳統(tǒng)“千斤頂+鋼滑座頂推”工藝施工周期無法滿足工程要求的條件下，通過在邊跨側(cè)設(shè)置移梁、存梁排架、滑移系統(tǒng)，形成了一種非通航條件下鋼箱梁懸拼施工工藝方法，即“邊跨岸側(cè)鋼箱梁滾輪小車移梁施工技術(shù)”。文章針對公路橋梁項目鋼箱梁移梁技術(shù)進(jìn)行研究，結(jié)合實例項目對該施工技術(shù)的特點及工藝原理進(jìn)行分析，提出了相關(guān)施工工藝流程及操作要點。

關(guān)鍵詞 公路橋梁項目;斜拉橋;非通航;滑移系統(tǒng)

中圖分類號 U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）13-0166-03

0 引言

公路橋梁作為跨越河流、淺灘等不利地質(zhì)分布帶的節(jié)點工程，施工工況復(fù)雜、作業(yè)難度大。受河流、淺灘地形地貌、河道吃水限深等多重因素影響，常出現(xiàn)箱梁無法運抵吊裝區(qū)域的情況，增加了施工作業(yè)難度。傳統(tǒng)“千斤頂+鋼滑座頂推”工藝，施工效率低下，易增加項目工期風(fēng)險。某公路橋梁采用“邊跨岸側(cè)鋼箱梁滾輪小車移梁施工新技術(shù)”，取得了良好的工程效果[1-3]。基于此，該文以該工程為依托，對鋼箱梁移梁技術(shù)展開研究，具有十分重要的意義。

1 工程概況

某高速是某省“七縱九橫”干道高速路網(wǎng)第四縱，該高速項目一橋梁為雙塔三跨斜拉橋，主跨長450 m，橋跨組合為（181.95+450+181.95）m;主梁采用扁平流線型鋼箱梁結(jié)構(gòu)，鋼箱梁重達(dá)230 t，施工場地為淺灘地貌，水深較淺，加之鋼梁自重較大，吊裝區(qū)域水深無法滿足運梁船吃水要求。

2 施工技術(shù)特點

（1）采用卷揚機(jī)+滾輪小車滑移比傳統(tǒng)方式滑移重心低、穩(wěn)定性好、安全性能高。

（2）采用卷揚機(jī)+滾輪小車滑移只需用單門滑輪，質(zhì)量輕，安裝方便，減少了施工人員數(shù)量，而采用傳統(tǒng)的千斤頂+普通移梁滑座滑移需兩門滑輪，質(zhì)量重，安裝較復(fù)雜[4]。

（3）采用卷揚機(jī)+滾輪小車滑移，不用對軌道進(jìn)行打磨除銹、涂潤滑油，維護(hù)成本低。

（4）采用卷揚機(jī)+滾輪小車滑移為滾動摩擦，拖拽力比用傳統(tǒng)方式較小，減少了滑輪組和鋼絲繩的用量，縮短了施工工期并節(jié)約了施工成本。

（5）采用“Z”字形移梁排架，軌道交叉位置設(shè)計為可轉(zhuǎn)動段，減少了滾輪小車轉(zhuǎn)移次數(shù)。

3 工藝原理

該工藝原理：1）橋梁邊跨側(cè)設(shè)置“Z”字形移梁、存梁排架、滑移軌道、滾輪小車等設(shè)備;2）運用浮吊吊裝鋼箱梁至小車滑座;3）由牽引系統(tǒng)牽引小車，將鋼箱梁運至吊裝區(qū)域，吊裝安裝[5]。

牽引系統(tǒng)構(gòu)成：5 t卷揚機(jī)6臺、Φ19 mm鋼絲繩1 km、若干滑輪組等。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程（見圖1）

4.2 操作要點

4.2.1 施工準(zhǔn)備

（1）技術(shù)準(zhǔn)備：1）組織技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)計圖紙及有關(guān)施工資料的審核;2）對排架結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體計算，選擇最優(yōu)的結(jié)構(gòu)形式。

（2）該施工技術(shù)所使用的主要材料見表1，注意移梁排架等主要材料未計入。

（3）該施工技術(shù)需使用的主要設(shè)備及工裝見表2，注意該表未包括汽車吊、運輸設(shè)備以及其他常用小型施工設(shè)備。

4.2.2 移梁排架設(shè)計及搭設(shè)

排架總體設(shè)計：1）移梁排架按最不利工況進(jìn)行設(shè)計，在移梁軌道上按最重梁段三點受力分別驗算其強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性;2）為避開索塔位置，移梁排架整體平面布置為”Z”字形，整個排架分為三個區(qū)段，第一段為上梁碼頭區(qū)，第二段為橫移段，第三段為鋼梁存放區(qū);3）移梁排架從下至上依次為鋼管樁+工字鋼+貝雷架+移梁軌道，鋼管樁采用φ630*8 mm，設(shè)置2136工字鋼承重梁，承重梁上布置貝雷架，貝雷架上按75 cm間距布置136工字鋼分配梁，分配梁上安裝軌道。

軌道加工及安裝：1）移梁軌道采用2145工字鋼組成，對接采用在兩側(cè)貼設(shè)2 cm的菱形鋼板;2）移梁軌道安裝采用汽車吊進(jìn)行安裝，移梁碼頭區(qū)移梁軌道按12.6 m的間距進(jìn)行布置，橫移段移梁軌道需鋪設(shè)4條[6]。

4.2.3 滾輪小車設(shè)計及加工

為減少滑座與移梁軌道之間的摩擦力，滑座設(shè)置為滾輪小車，經(jīng)過對滾輪小車的驗算，滾輪小車主要由φ150軸承、φ70鋼棒（45號鋼）、δ30 mm鋼板組成，滾輪小車由專業(yè)廠家制作完成。滾輪小車加工示意圖見圖2。

4.2.4 浮吊起吊鋼箱梁

（1）移梁排架搭建完成后，在排架上安放4個滾輪小車，滾輪小車位置對應(yīng)吊裝梁段的中腹板與橫隔板相交位置，然后將滾輪小車臨時固定在軌道上。

（2）運梁船運載鋼箱梁在支架邊水域自泊就位，浮吊就位，通過吊具上的可調(diào)裝置調(diào)整吊鉤位置，浮吊逐級加載，并平穩(wěn)提升[7]。

（3）起吊至鋼箱梁脫離駁船30 cm左右，再次檢查吊具等連接情況，人員撤離，鋼箱梁脫離運梁船50～

100 cm后暫停起吊。

（4）通過繩索控制鋼箱梁平面位置使鋼箱梁臨時支點對準(zhǔn)滑塊上的縱橫軸線標(biāo)識，浮吊緩慢降鉤，鋼箱梁落在滑塊上，吊具解除，浮吊離開。

4.2.5 牽引裝置安裝及移梁

（1）牽引裝置主要由2臺5 t卷揚機(jī)、10 t滑輪組、Φ19 mm鋼絲繩、滾輪小車組成。

（2）卷揚機(jī)布置在每段軌道的后方，卷揚機(jī)配置Φ19 mm直徑的1 870 MPa級6*37S+1WR纖維芯鋼絲繩，走兩道絲，安全系數(shù)為10。

（3）滾輪小車根據(jù)鋼箱梁橫腹板的間距進(jìn)行布置，前后滾輪小車采用精扎螺紋鋼連接，滾輪小車與鋼箱梁之間設(shè)置橡膠墊塊。

（4）鋼箱梁起吊至移梁支座上，同時啟動兩側(cè)卷揚機(jī)，實現(xiàn)鋼箱梁的移運。

4.2.6 鋼箱梁臨時存儲

（1）為加快鋼箱梁的吊裝進(jìn)度，滑移到位的鋼箱梁在存梁區(qū)臨時進(jìn)行存梁，存梁順序與梁段吊裝順序應(yīng)保持一致。

（2）梁段縱移到位后，安裝三向千斤頂液壓控制系統(tǒng)，千斤頂布置在軌道梁上，共設(shè)置四個100 t千斤頂進(jìn)行梁段調(diào)整，分別布置在四個移梁滑座附近，在千斤頂頂部鋪設(shè)一塊2 cm的鋼板，控制千斤頂同步頂起鋼箱梁，然后抽出滑座，以鋼支撐凳子及墊塊塞緊，完成落梁工作。

4.2.7 鋼箱梁安裝

無索區(qū)梁段安裝完成后，安裝橋面吊機(jī)，利用橋面吊機(jī)逐段對稱垂直起吊，按照安裝方法依次完成節(jié)段間的連接，最終完成淺灘區(qū)鋼箱梁的安裝[8-9]。

5 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

鋼箱梁懸臂拼裝實測項目見表3表4。

6 經(jīng)濟(jì)效益分析

該施工技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析如下：采用常規(guī)的千斤頂+鋼滑座牽引前移施工，一個小時約前移5 m，而采用卷揚機(jī)+滾輪小車牽引系統(tǒng)前移施工，一個小時約前行80 m（直線段），整個移梁支架長度約150 m，采用常規(guī)施工方法每節(jié)段滑移到位約2天，采用該施工技術(shù)進(jìn)行施工，一段梁前移至設(shè)計位置僅需0.5天，全橋共17個梁段，共節(jié)約工期約20天。

（1）采用常規(guī)方案施工投入分析：1）600 t浮吊投入30天：2.8萬元/天×30天=84萬元;2）100 t千斤頂六臺及油泵：1萬元×6=6萬元;3）鋼滑座及支撐鋼支座制作：6.8 t×0.75萬元/t=5.1萬元;4）人工費用（約20人）：20人×30天×200元/工日=12萬;5）其他措施費用：21萬元。以上費用共計128.1萬元。

（2）采用該施工技術(shù)施工投入分析：1）600 t浮吊投入10天：2.8萬/天×10天=28萬元;2）卷揚機(jī)10 t四臺：1萬元×4=4萬元;3）滾輪小車及鋼支座制作：3.5 t×0.75萬元/t=2.6萬元;4）人工費用（約12人）：12人×10天×200元/工日=2.4萬元;5）其他措施費用：15萬元。以上費用共計52萬元。

通過分析，合計節(jié)約施工成本為128.1?52=76.1萬元，經(jīng)濟(jì)效益良好。

7 結(jié)論

該文依托某高速橋梁工程，研究了非通航工況下斜拉橋鋼箱梁懸拼的施工工藝，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)“千斤頂+鋼滑座頂推”工藝的不足，豐富了淺灘區(qū)鋼箱梁滑移施工方法，形成了邊跨岸側(cè)鋼箱梁滾輪小車移梁施工新工藝，工程效果如下：

（1）傳統(tǒng)“千斤頂+鋼滑座頂推”工藝，每節(jié)段鋼箱梁前移速度為5 m/h，該文新工藝直線段節(jié)段鋼箱梁牽引速度可達(dá)80 m/h，工期效益顯著。

（2）該文設(shè)計了一套“卷揚機(jī)+滾輪小車”系統(tǒng)，形成了一種新的箱梁牽引前移工藝方法，整套系統(tǒng)操作、控制簡單，施工效率高。

（3）該工藝施工技術(shù)投入較低，工藝成本投入節(jié)約近60%，且無須打磨、潤滑移梁軌道，環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良。

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