特大橋122 m提籃拱貝雷梁搭設(shè)施工技術(shù)★

蘭文斌

(銀川科技學(xué)院,寧夏 銀川 750001)

0 引言

隨著橋梁工程的快速發(fā)展,特大橋的應(yīng)用也是非常普遍,其中在特大橋的施工過程中貝雷梁的施工技術(shù)應(yīng)用得到了廣泛的應(yīng)用,本文主要從貝雷梁施工的工藝過程出發(fā),詳細(xì)利用工程實(shí)例分析了整個(gè)貝雷梁安裝過程,并對安裝過程的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)進(jìn)行了必要的說明。

1 工程概況

跨莆永高速公路岐厝高架橋在線路跨越方式選擇了1-112 m提籃拱橋跨越,跨越處新建鐵路里程為DK089+957.5—DK090+072.3(24號—25號墩),既有莆永高速公路中心里程為K21+270,線路與高速公路斜交角度經(jīng)測定為39°[1]。既有莆永高速公路岐厝高架橋路采用雙向四車道,橋梁整體面寬26 m,普通簡支梁,斷面形式:0.5 m(防撞墻)+11.75 m(停車帶+機(jī)動車道)+0.5 m(防撞墻)+0.5 m(橋間間距)+0.5 m(防撞墻)+11.75 m(停車帶+機(jī)動車道)+0.5 m(防撞墻),瀝青路面。莆永高速公路路面與提籃拱的梁底高差最低處為7.67 m[2]。

2 工程重難點(diǎn)

本橋提籃拱上跨莆永高速公路岐厝高架橋,線路與高速公路斜交角度為39°,既有莆永高速公路路面寬26 m,公路兩幅橋面中間間距僅寬50 cm,提籃拱梁底與原地面高度平均值為24 m,距莆永高速公路路面最低處為7.67 m。提籃拱系梁采用支架現(xiàn)澆施工,莆永高速公路為運(yùn)輸主干道,交通管制和安全防護(hù)要求高、公路橋面中間設(shè)置支架立柱困難,支架搭設(shè)高度高、跨度大,施工作業(yè)過程中施工難度大且風(fēng)險(xiǎn)極高。

3 總體方案

針對上述問題,從凈高和受力的角度考慮,采用單層貝雷梁鋼立柱支架。在線路下方澆筑條形擴(kuò)大基礎(chǔ),并在其基礎(chǔ)上搭設(shè)鋼管立柱,焊接主分配梁并在其上安裝貝雷梁。由于作業(yè)空間的限制,將貝雷梁分為19組,貝雷梁間距在225 mm～450 mm之間,采用分組頂推的方式進(jìn)行搭設(shè)[3-4]。

貝雷梁在橋梁外側(cè)附近分段拼裝成組,用吊車吊裝到臨時(shí)支墩以及23號—24號墩范圍內(nèi)的支架立柱平臺上,進(jìn)行節(jié)段連接成整體,然后安裝反力座、錨固梁和縱移限位裝置,再利用連續(xù)頂推千斤頂縱向頂推到設(shè)計(jì)位置,用限位裝置將貝雷梁與分配梁鎖定,限制貝雷梁的縱橫移。

具體施工工序如下:材料進(jìn)場→吊車就位→貝雷梁拼裝→吊裝就位→安裝反力座和錨固梁→定位錨固梁和鋼絞線→焊接縱移導(dǎo)向輪→安裝頂推設(shè)備→開始頂推中間組→中支墩頂升到設(shè)計(jì)標(biāo)高→臨時(shí)鎖定→頂推相鄰組→頂推到位后安裝限位裝置→重復(fù)頂推步驟完成頂推。

4 貝雷梁頂推施工工藝

4.1 貝雷梁頂推裝置準(zhǔn)備

貝雷梁采用自動連續(xù)頂推穿心千斤頂進(jìn)行縱向頂推,頂推裝置布置。

1)24號橋墩澆筑施工時(shí)預(yù)埋支架支撐桿附著連接鋼板,鋼板背后設(shè)置預(yù)埋鋼筋埋入墩身混凝土內(nèi),預(yù)埋件具體尺寸詳見設(shè)計(jì)圖紙[5-7]。預(yù)埋鋼筋必須準(zhǔn)確到位,誤差不超過10 mm。

2)靠近24號墩的系梁支架安裝完畢后,安裝φ194×5 mm頂推支撐桿,一道支撐桿連接墩身與支架立柱,另一道支撐桿連接墩身兩側(cè)支架連接系與支架頂主橫梁,支撐桿兩端均滿焊固定牢固,將貝雷梁頂推反力傳遞到墩身上,防止支架傾倒變形。

3)在靠近24號墩的支架主橫梁上焊接頂推反力座,見圖1—圖3。反力座沿主橫梁方向布置位置根據(jù)貝雷梁布置間距和位置確定。反力座測量定位準(zhǔn)確,反力座座面垂直,表面與主橫梁方向保持一致。反力座在每組貝雷梁橫移到位后、縱移之前安裝焊接[8-10]。

4)加工制作貝雷梁頂推錨固梁,錨固梁利用貝雷梁加強(qiáng)弦桿螺栓孔用螺栓固定在貝雷梁下弦桿上。不同組合貝雷梁頂推錨固梁尺寸不同,共4種,頂推錨固梁加工尺寸詳見設(shè)計(jì)圖紙。

4.2 貝雷梁頂推方案

1)24號和25號墩墩身澆筑到標(biāo)高+36.9 m時(shí)停止?jié)仓?并做好施工縫處理措施,預(yù)留出貝雷梁拼裝和縱移空間,安裝24號—23號墩范圍24 m支架立柱平臺。

2)采用50 t汽車吊在支架一側(cè)地面順橋向拼裝中間一組貝雷梁,分兩段拼裝,拼裝總長度為69 m,拼裝成組后采用2臺50 t汽車吊分段吊裝在支架主橫梁中間位置上拼接成整體,采用3組2 t手拉倒鏈輔助貝雷梁就位,精確測量調(diào)整定位。提前將支架貝雷梁以18 m/段拼裝好,采用50 t吊車吊至24號墩后支架平臺上,以便于貝雷梁接長,詳見圖4[11-12]。

3)在中間組貝雷梁兩側(cè)的主橫梁上焊接縱移導(dǎo)向輪,導(dǎo)向輪軸心采用120 mm長的φ16 mm圓鋼,牢固焊接固定在主橫梁上,滾輪采用φ100 mm尼龍滾輪,活動套在軸心上,見圖5。

4)焊接靠近24號墩的支架主橫梁上頂推反力座,安裝貝雷梁后端錨固梁。為了方便頂推施工人員作業(yè),在靠近24號、25號墩的支架上安裝爬梯和作業(yè)平臺,采用組合式建筑安全爬梯拼裝并與墩身連接固定。

5)提前準(zhǔn)備好頂推張拉設(shè)備,主要有:OVM15-1型單孔錨具(帶配套工具夾片)、φs15.2 mm(7Φ5)型鋼絞線、自動連續(xù)頂推穿心千斤頂、油壓泵站及控制臺,見圖6。計(jì)劃進(jìn)場OVM15-1型單孔錨具6個(gè)、配套工具夾片24組、10 t連續(xù)頂推千斤頂3臺、配套油壓泵站及控制臺1套、φs15.2 mm鋼絞線100 m。

6)分布安裝貝雷梁組兩側(cè)鋼絞線,單根長20 m,兩側(cè)各一根。然后安裝錨固梁處錨具和夾片,人工采用2 t手動倒鏈安裝自動連續(xù)頂推千斤頂2臺(一端固定到貝雷梁上),安裝千斤頂處錨具和夾片,預(yù)張拉力按計(jì)算張拉力10%σ控制,張緊鋼絞線,然后分級加壓至貝雷梁移動為止,兩臺千斤頂通過連通油壓泵站及控制臺保持同步張拉。

7)中間貝雷梁組向前縱移18 m,松開鋼絞線錨具,同時(shí)24號橋墩后側(cè)支架平臺上吊裝接長6節(jié)貝雷片,重新鎖定橋墩側(cè)貝雷梁錨固梁和鋼絞線,重復(fù)以上步驟繼續(xù)向前縱移,直到貝雷梁縱移至公路中間支墩上方為止,頂升中間支墩至設(shè)計(jì)標(biāo)高,同時(shí)采用限位裝置將每片貝雷梁均與中間支墩主橫梁鎖定。

連續(xù)頂推推力預(yù)計(jì)算:F=N×μ=50.4×0.15=7.56 t。

其中,最重的一組貝雷梁為單層四排布置,按通長108 m計(jì)算,單組貝雷梁(含連接花架)質(zhì)量N=144片×0.35 t/片=50.4 t。鋼與鋼滑動摩擦系數(shù)取μ=0.15。

8)吊裝靠近中間貝雷梁組的兩側(cè)貝雷梁組,重復(fù)步驟2)—步驟6),將兩側(cè)貝雷梁組縱推至中間支墩處?？紤]到中間支墩已經(jīng)鎖定無法下降,且貝雷梁組懸臂端存在擾度會下垂,在貝雷梁段設(shè)置導(dǎo)向架,中間支墩主橫梁上用10 t千斤頂頂升至貝雷梁底部高于主橫梁頂部,然后縱移貝雷梁組至中間支墩上方[13-15]。

9)繼續(xù)將靠近中間貝雷梁組的兩側(cè)貝雷梁組縱推至另一側(cè)公路橋邊支墩頂,并與支墩頂主橫梁鎖定。同時(shí)解開中間貝雷梁組與中支墩頂?shù)逆i定,繼續(xù)縱推中間貝雷梁組至另一側(cè)公路橋邊支墩頂,并與支墩頂主橫梁鎖定。

10)重復(fù)步驟8)—步驟9),將所有貝雷梁組吊裝并縱移到位。在支墩主橫梁上采用L63×63@6 mm角鋼焊接安裝貝雷梁限位結(jié)構(gòu),限制貝雷梁組縱向及橫向移動。貝雷梁限位結(jié)構(gòu)尺寸及安裝位置詳見圖7。

5 結(jié)語

貝雷梁鋼橋施工安裝簡單,施工進(jìn)度快,拆卸便利。且構(gòu)建可以多次循環(huán)使用,施工成本較低,目前已被廣泛應(yīng)用在橋梁工程、臨時(shí)道路等工程中,但在具體施工中還需注意以下幾點(diǎn):

1)頂推作業(yè)環(huán)節(jié),必須保證千斤頂行程同步,否則貝雷梁頂推方向可能發(fā)生偏移[16]。

2)在貝雷梁設(shè)置頂平聯(lián)花架和內(nèi)平聯(lián)花架,支撐花架與900支撐架類似,具體平聯(lián)花架布置形式見施工圖。非高速公路上方貝雷梁頂平聯(lián)(布置在上弦桿上方),跨高速公路上方貝雷梁內(nèi)平聯(lián)(布置在上弦桿下下方),保證貝雷梁頂推過程中的整體性,待貝雷梁頂推到位后拆除頂平聯(lián),內(nèi)平聯(lián)不拆除[17-18]。

3)立面支撐架安裝時(shí)為保證螺栓連接空隙的密貼,必須插入立面支撐架螺栓墊環(huán)。

4)在貝雷梁頂推的前進(jìn)方向的分配梁兩側(cè)設(shè)置縱移導(dǎo)向輪,保證貝雷梁縱移頂推過程中位置不發(fā)生偏移;待貝雷梁縱移到位后采用角鋼對貝雷梁進(jìn)行限位,保證施工過程中貝雷梁整體穩(wěn)定性[19]。