高速公路橋梁大噸位整孔預制箱梁運架施工技術研究

陳善彬、李曉龍

（中交路橋華東工程有限公司，上海 200120）

0 引言

在我國高速鐵路橋梁施工建設中，通圖設計為32m/900t 整孔預制箱梁，因高鐵二期恒載及后期運營荷載大及線路平順性要求，鐵路箱梁設計承載力高、剛度大，最常用的就是梁上運梁施工工法。在我國高速公路橋梁建設中，只有杭州灣跨海大橋、東海大橋、青島膠州灣大橋等為數不多的高速公路橋梁，采用了1000t 級大噸位整孔預制箱梁設計。

依托疏港高速公路春曉高架橋工程項目，針對35m/1100t 大噸位整孔預制箱梁的運架施工，對單車跨雙幅梁上運梁、架橋機一次雙幅架設施工方案進行闡述，可供類似工程施工參考。

1 工程概況

1.1 項目概況

疏港高速公路連接線工程土建1 標段主線高架橋7.57km，主線采用雙向六車道標準高速公路設計，設計速度100km/h，單幅橋面寬16.25m。橋梁下部結構采用花瓶墩設計，上部結構均采用大噸位整孔預制箱梁分幅預制、雙幅架設施工簡支轉連續箱梁，全線共391 孔，有27m、28m、30m、33.5m、35m 共計5 種跨度。單孔箱梁最大重1100t，采用1 套TLC1100t 運梁車進行雙幅梁上運架至架橋機機尾部，1 臺TLJ1100t 架橋機完成一跨橫向架設雙幅兩片箱梁，箱梁結構如圖1所示。

圖1 箱梁縱向剖面圖（單位：mm）

1.2 運架總體方案

在梁場內，采用1 臺1100t 輪胎式搬運機提梁至喂梁區，2 臺MGTL550t 輪軌提梁機提梁上橋、橫移，1 套TP1100 型運梁車沿雙幅箱梁腹板走形運輸箱梁至架橋機機尾部，TLJ1100t 架橋機進行左右雙幅箱梁架設[1]。

2 運架設備選型

為滿足大噸位整孔預制箱梁實現梁上運梁、一跨雙幅架橋施工工藝要求，運架設備需滿足以下技術要求：其一，運梁車托運1 片1100t 重箱梁，實現梁上運梁施工，被通過的大噸位整孔預制箱梁在簡支狀態、偏載作用下，底板不能出現拉應力，避免對被通過主梁結構造成破壞；其二，運梁車無須下橋掉頭，雙向行駛，雙向喂梁；其三，架橋機各支腿位置支點反力滿足箱梁受力要求，在架設過程中，箱梁各吊點附件不出現過大拉應力，且架橋機設備安全可靠[2]。

2.1 TP1100t 運梁車

TP1100t 型運梁車自重約626t，外形尺寸為53.5m×25.4m×5.5m，縱橫向完全對稱。

TP1100t 型運梁車主要結構及關鍵技術如下：

其一，運梁車總長53.82m，自重約626t。整車由前承重梁總成、后承重梁總成、懸掛總成、轉向系統、前車架總成、后車架總成、動力總成、小車總成、電等部件組成。TP1100 運梁車發動機位于兩車之間，車架結構由兩根主梁級中間連梁組成，形成二縱二橫的網格狀槽形式結構。走行輪組及轉向機構間隔設置在車架橫梁下端，小車位于車架中間軌道梁上。

其二，整機共4 縱列14 軸線，每軸線設置4 組懸掛，單個懸掛2 車輪，共112 個車輪。共計16 組驅動懸掛，采用26.5-25 無內胎充氣輪胎，使接地面積增大進而使輪胎的接地壓力減小；采用液壓懸掛、液壓驅動、液壓制動；控制系統采用現場總線控制模式，在前后端設置共計4 個相同配置的駕駛室。

其三，大噸位整孔預制預應力混凝土箱梁在運輸過程中避免受扭，鑒于運梁車的液壓懸掛采用分組串通，形成了類似等腰三角形構造的三點支承。由于箱梁截面對稱，故只需在裝載時，保證箱梁幾何中心與運梁車中心一致，則不存在產生軸向扭矩的情況，同時前后承重梁設有小角度轉向適應銷軸，保證運梁時不會對梁產生側向彎矩[3]。

其四，與架橋機配合喂梁時，架橋機支撐在運梁車位置，運梁車大部分應力由超級懸掛承受，減小了輪胎對橋面的壓應力，超級懸掛支撐位置為橋面支撐位置，受力經過復核計算滿足要求。

2.2 TLJ1100t 架橋機

TLJ1100t 架橋機外形尺寸為82.3m×31.4m×15.7m，整機重量1170t，額定起重量1100t，起升高度7m。TLJ1100t 架橋機設計為龍門式結構，且具備雙主梁五支腿式構造。前跨一孔簡支工況架梁，在尾部喂梁、同步馱梁工況，在空中對箱梁進行橫移就位，并采用步N 式走行過孔，箱梁跨中不受載荷。可實現對最大縱坡2%，最大橫坡3%，最小曲線半徑1150m 線路混凝土梁的架設施工[4]。

TLJ1100t 架橋機主要結構及關鍵技術：

其一，主梁采用雙箱梁等截面結構設計，總重約380t，全長82.33m，高3.12m；兩主梁中心間距為23.5m。主梁框架結構設計為中心對稱，可實現反向架梁工況。主梁上蓋板設有起重小車走行軌道及驅動鏈條裝置，下蓋板底部設有供2 號、3 號支腿托，掛輪走行的軌道；主梁與1 號支腿鉸銷連接，與2 號、3號支腿鉸銷連接，縱移時，可與主梁相對運動；與4 號支腿剛性固定連接，與5 號支腿鉸銷連接。

其二，TLJ1100t 型架橋機配備起重小車2 臺，單臺重約212t。設計具備獨立的提升機構、走行機構及橫移機構，具備與運梁車配合實現同步作業條件。卷揚機各點受力可基本保持一致，避免在箱梁起吊過程中，出現梁片傾斜、某一個吊點載荷過大等不利問題。

其三，1 號支腿位于架橋機最前端，作為整機過孔時的輔助支撐。該支腿設計成C 型結構，主要由上橫梁、C 型支腿、橫聯、支撐油缸、翻轉油缸、橫移油缸，梯子平臺等部件組成，1 號支腿配有獨立的液壓泵站。

其四，2 號支腿支撐在前方橋墩前半部的墩頂上，主要由掛輪總成、托輪總成、上下梁座、支腿橫梁、均衡梁、立柱、橫移油缸等部件組成，支腿配有獨立的液壓泵站。

其五，3 號支腿是架橋機架梁和縱移過孔的主要支撐，主要由掛輪總成、托輪總成、上下梁座、支腿橫梁、均衡梁、頂升油缸、橫移油缸等部件組成，支腿配有獨立的液壓泵站。

其六，4 號支腿位于架橋機最后端，分別位于主梁的外側兩處，由上部支腿、伸縮套、活動梁、頂升油缸、均衡梁、臺車總成、軌道等組成，4 號支腿與5 號支腿共同配有整套液壓泵站。

其七，5 號支腿位于架橋機最后端，后橫聯梁的下方，由連接座、內伸縮套、外伸縮套、墊墩、球面底座、翻轉油缸、伸縮套油缸等組成，4 號支腿與5 號支腿共同配有整套液壓泵站。5 號支腿是架橋機后跨起吊箱梁的主要承重支腿，支腿與主梁的后橫聯梁鉸接，形成柔性支腿，起重天車起吊箱梁時，5 號支腿下翻支撐在運梁車上。

3 運架施工技術

3.1 提梁上橋

在預制梁場內，采用1 臺1100t 輪胎式搬梁機，可將大噸位整孔預制箱梁搬到提梁站的喂梁臺座上，然后利用2 臺MGTL550t 輪軌提梁機對箱梁進行提梁上橋。

3.2 梁上運梁

4 臺275t 組合輪胎式運梁車橫跨雙幅箱梁內外側腹板實現梁上運梁，首次運梁需畫出邊界線，運梁時左右橫向偏差不超過10cm。負載時行駛速度控制在2km/h 以內，空載時控制在32km/h 以內，重載爬坡縱坡坡度≤4%，橫坡坡度≤2%。在架橋機尾部6m 位置時，將“輔助系統組合開關”中的“激光傳感器開關”打開，將速度擋位選擇蠕動擋，操作比例手柄控制運梁車緩慢進入架橋機尾部下方進行喂梁作業。

對已架設完成的箱梁，在體系轉換之前均為簡支狀態的臨時支座受力，故將左右幅箱梁翼緣板預留濕接縫位置鋼筋，按25%比例進行臨時焊接，避免運梁車負載長期作用對箱梁產生影響。沿順橋向對中墩位置體系轉換之前，在箱梁濕接頭和伸縮縫預留槽位置鋪設3cm 厚度鋼板，鋼板兩端與箱梁梁面搭接≥15cm，保證運梁車負載通過的平順性，且保證已架箱梁梁端頂面不被損傷。

3.3 箱梁架設

箱梁架設施工工序分三步實現：喂梁作業見圖2，吊梁縱移見圖3，橫移落梁見圖4。

圖2 喂梁作業步驟圖

圖3 吊梁縱移步驟圖

圖4 橫移落梁步驟圖

箱梁下降至低位，采用橫移臺車將箱梁橫移至橋梁墩頂上方，對箱梁在墩頂的平面位置進行復測，當縱移、橫移箱梁滿足橋跨及軸線偏差等要求時，可進行精確對位后，將箱梁落梁至墩頂支座上。

3.4 架橋機過孔

架橋機過孔施工工序見圖5。

4 結語

依托疏港高速公路春曉高架橋工程，1100t 運梁車跨雙幅箱梁運輸整孔箱梁，1100t 架橋機進行大噸位非對稱整孔箱梁架設施工，分析研究提梁上橋、梁上雙福運梁、雙福架設、架橋機過孔等特殊施工工況。根據現場實際運距不同，可實現每天完成1～4 孔大噸位箱梁架設施工，確保箱梁架設施工進度、安全及質量，線路線形平順，可為類似高速公路高架橋工程、市政工程等大噸位整孔預制箱梁的運架施工提供指導和參考。