架橋機在重力墩式碼頭預制構件安裝中的應用

林文聰

（中交第三航務工程局有限公司廈門分公司，福建廈門 361006）

引言

重力墩式碼頭上部結構預制構件安裝傳統工藝一般采用起重船安裝工藝，但起重船安裝受水流、暗流、風浪、涌浪、潮水、占用水域等影響明顯，致安裝效率低下，安裝質量及安全不易控制，當遇風浪時有效安裝時間短，不利于連續施工，延長工期和增加成本；通過優化比對不同的施工方案，最終采用架橋機安裝預制構件的工藝，使得預制構件安裝從海上施工轉為陸上施工，使架橋機本身適應其專業領域性的特點，構件安裝具有重復性，安裝效率大大提高，避開了海上施工的不良影響，采用架橋機安裝所有施工人員均在陸上施工，對現場質量容易把控，易滿足精度要求，極大提高安裝質量，避免起重船安裝時的重復起吊，同時較起重船安裝可以明顯提高安全、降低成本、縮短工期的多種預期目標。

1 工程概況

福建漳州LNG 項目碼頭工程（以下簡稱本工程）建設規模為8～26.6 萬m3LNG 裝卸泊位，其中泊位引橋總長556 m，寬度15 m，引橋頂面標高 +12 m（廈門零點），大部分位置采用重力墩式結構，沉箱墩中心距38 m。引橋墩臺上布置現澆橫梁，墩臺之間采用大跨度預應力空心板梁簡支連接，共12跨，每跨需拼接15 榀重48 t 的空心板梁，空心板梁尺寸為25.94 m×0.99 m×1.2 m，共計202 片。

圖1 碼頭引橋縱剖面示意圖Fig.1 Schematic diagram of the longitudinal profile of the pier approach bridg

2 施工技術難點

本工程施工海況條件較差。工程所在海域潮位落差大，大潮期漲落潮流速大，波浪以涌浪為主，風浪與涌浪的比例為42:58，現場海域經常存在暗流現象，全年常浪向為E 向，海況條件較差，水上施工受風浪制約。影響本海區的熱帶氣旋平均每年約6 次，幾乎每年第7-11 月都受臺風影響。

本工程預制構件安裝精度要求高。預制構件安裝過程中邊線、頂標高控制精度要求高、成品質量保護要求嚴格。

3 主要施工方法

3.1 架橋機選型

1）主要技術參數

根據本工程特點，預應力空心板梁的最大吊重約48.25 t，預制構件最大長度為25.94 m，實際吊裝高度1.5 m，吊裝半徑5 m，因此選用QJ30/120架橋機[2-3]，可滿足本工程施工要求。

2）架橋機的主要結構和功能

QJ30/120 型架橋機由主梁、前支腿、中部總成、后支腿、平車、起重天車、橫移軌道、電氣控制系統等組成。

①主梁：主梁主要承載受力，上方設有軌道供平車行走，下弦作為與前部、中部、后支的連接；

②前支腿：前支腿支撐架橋機前端，配有行走輪箱，配置軌道能整機橫移；

③中部總成：中部總成為支撐設備關鍵部位，橫梁較大，過跨時主要承力機構，下設置行走輪，配置軌道能整機橫移，輪箱可旋轉90 度用于設備過跨作用；

④后支腿：架梁時支撐設備尾部；

⑤平車：順軌道方向縱移；

⑥天車：起升機構，順平車軌道橫移；

⑦電氣控制系統：電氣控制系統由配電箱和控制按鈕組成；

⑧主機主電路原理：架橋機主電路交流電部分，動力電纜采用滑線架設輸電方式。架橋機主機由電動機，漏電空氣開關，斷路器，頻敏電阻和交流接觸器相聯，實現三相四線電輸送到工作機。

圖2 架橋機結構示意圖Fig.2 Structural diagram of bridge erecting machin

架橋機具體參數如表1。

表1 QJ30/120 架橋機基本參數Tab.1 QJ30/120 Basic parameters of bridge erecting machine

3.2 架橋機拼裝工藝

拼裝前支腿→拼裝中部總成→拼裝主梁→拼裝前關門→安裝平車總成及天車→加接主梁→安裝后托架→安裝后支腿→附件安裝→電器安裝→整機調試→驗收。

3.3 架橋機安裝梁板施工

架橋機安裝梁板主要安裝工序為：

施工前準備→架橋機調試驗收→架橋機試吊50 t 構件→架橋機吊取梁板→架橋機安裝梁板→架橋機鋪設承載軌→架橋機過孔安裝下一排架，主要施工流程詳見圖3。

圖3 架橋機安裝梁板工藝流程圖Fig.3 Process flow chart of beam and plate installation of bridge erecting machine

圖4 板梁運輸至架橋機安裝圖Fig.4 Installation drawing of plate beam transportation to bridge machine

圖5 預制構件橫向移動Fig.5 Lateral movement of prefabricated elements

圖6 預制構件縱向移動Fig.6 Longitudinal movement of prefabricated elements

預制構件安裝前，首先架橋機下部支撐面混凝土強度達到100 %，同時架橋機要完成調試并經當地特檢驗驗收合格，正式安裝前采用現場既有的與梁板構件重量基本相近的混凝土構件試吊，觀察架橋機整體穩定性，觀察吊裝取件過程均安全可靠，然后進行架橋機安裝作業。根據架橋機自身性能，運梁車裝載預應力空心板梁運至架橋機取梁板構件區域，架橋機直接用其前部懸臂上的桁吊完成取構件，然后將構件安裝在設計指定位置。

1）測量放樣及橡膠支座安裝

測量放樣前對墩臺梁板支撐面安裝面進行人工清洗，確保表面干凈整潔，測量人員采用RTK測量儀器放出梁板安裝位置及標高，并根據測出來的標高與設計標高對比，采用砂漿找平，找平完成后及時安放橡膠支座。

2）預制梁板裝車及運輸

梁板從預制場采用2 臺50 t 汽車吊裝車，裝車時使用枕木對梁板進行對稱支撐，將梁放置在車自帶限位內，用專用契形實錘插進插孔中，再用枕木將多余空間楔緊。將空心板梁運輸至架橋機起吊范圍內，準備構件的起吊。

3）預制構件起吊安裝[4-10]

①運梁車將預制梁運至架橋機下方，架橋機的前端天車將構件前端捆綁穩妥之后，將構件的前端起吊，現場起吊高度以構件的底部與軸線車后端托架不接觸、不碰撞為準；

②前端天車將構件前端起吊之后，此時，前端天車與構件前端（驅動端）托架緊密配合，前起吊天車向前行駛，運梁車倒車同向行駛，直至構件的后端吊點到達后端天車起吊點位置；

③后端天車將構件后端起吊，調整前后端梁使構件前后端起吊至同一水平面。等前后端完全起吊之后，前后天車緊接配合，同步同向向前行走，將構件起吊到其安裝位置上方，并清潔落梁平面上的雜物，使后續預制梁安穩坐落在橡膠支座上方；

④最后，通過架橋機的前、后天車縱向移動，以及架橋機的主車的橫向位移系統調整構件位置的左右、前后位置，待預制構件的安裝位置精確無誤之后，方可落梁就位，測量員重新復出安裝后的位置是否偏差過大，偏差過大時重新微調整到滿足要求后方可摘鉤，準備下一片構件的安裝工作；

⑤安裝完成的簡支縫采用泡沫塑料板隔開，頂上設置50 mm 厚聚氨脂嵌縫。

4）鋪設承載軌及過孔

①架橋機鋪設承載梁

架橋機安裝預制構件后，后端承載梁采用20 cm工鋼，每根12 m，承載梁采用專用墊木進行調平，承載梁之間采用螺栓進行連接，承載梁安裝完成后，對構件運輸線路的鋼軌進行加固；

②架橋機整機過孔

5）下一跨的預制構件安裝

前跨預制構件安裝完成后，為方便安裝下一跨的預制構件，需移動架橋機前后支腿，且過孔前需對機器進行調試，確定架橋機各項工作狀態良好，具體操作順序如下：

①中支腿前移：操作人員操作架橋機千斤頂使其慢慢升起，頂起架橋機后端，使中支腿與軌道脫離，利用天車吊鉤將中支腿吊至前支腿后側并安放在預制梁上，底部采用規格枕木支墊。中支腿移動完成后，利用現場平板船上吊機將中支腿底部支撐桁架吊至前支腿前方一到兩跨位置；

②前支腿前移：架橋機千斤頂慢慢降落使中支腿與主梁連接，前支腿千斤頂慢慢升起，操作人員利用導鏈連接前支腿主梁，并操作使架橋機前支腿與主梁同步前移，前移至一定距離后，開始移動后反托；

③反托前移：操作人員加固穩定后支腿，并使反托緩慢降落至不受力為止。使用天車吊鉤將反托吊啟前移至最佳受力位置并穩固，之后前支腿與主梁繼續前移，待架橋機懸臂到達安裝位置后，使架橋機前軌道落于下橫梁頂部；

④中支腿后移：前支腿完成安裝及穩固后，操作反托使其升起并支撐起架橋機后端，然后利用天車吊鉤將中支腿后移至相應支撐位置；

⑤前支腿橫移軌道安裝：利用吊車將分解開的前支腿軌道依次吊至安裝位置。

至此，架橋機支腿全部移動完成。采用架橋機安裝施工，很好的把控了現場質量，滿足精度要求，提高了安裝質量，同時較起重船安裝明顯降低成本、縮短工期。

4 結語

上述案例表明，選擇架橋機安裝碼頭構件，較傳統的起重船安裝效率更高，質量更好，安全可靠，不但減少了施工船舶的投入，由于能夠克服海上潮差大、風浪急等不利環境因素影響，使得在梁系上施工的架橋機作業時間得到充分的保障；采用架橋機安裝時機靈活、機動性強，可以擺脫施工困境，相比昂貴的起重船租金，架橋機租賃更具價格優勢，節省了船機施工費用投入，降低了項目成本；通過本工程的實踐，使公路橋梁架設技術在為重力墩式碼頭工程上部結構施工得到了進一步推廣應用，突破了碼頭上部結構施工完全對專用設備依賴的觀念，相比傳統工藝具有良好的經濟效益與推廣價值。